Назначение
Альфа-спектрометры с полупроводниковыми детекторами многоканальные Alpha (далее спектрометры) предназначены для измерения энергетического распределения альфа-излучения.
Описание
Конструктивно каждый спектрометр состоит из следующих функциональных узлов:
• вакуумная камера с системой откачки;
• полупроводниковый детектор альфа-частиц с предусилителем;
• усилитель, дискриминатор и усилитель-экспандер;
• блоки низковольтного и высоковольтного питания;
• тестовый генератор;
• многоканальный амплитудный анализатор (МКА), которым может служить встроенный цифровой процессор, соответствующий отдельный блок в системе NIM, настольный модуль, или плата АЦП, вставляемая в слот персонального компьютера;
• персональный компьютер типа IBM PC.
Спектрометры выпускаются в пяти модификациях. Три из них компонуются в стандартном крейте NIM и включают следующие блоки:
• 576А - двухкамерный альфа-спектрометрический блок в стандарте NIM, АЦП
в стандарте NIM или в виде отдельного устройства;
• 808 - однокамерный спектрометрический блок, А-576 электронный тракт в виде блока в стандарте NIM, АЦП в стандарте NIM или в виде отдельного устройства;
• Alpha Aria - однокамерный альфа-спектрометр в стандарте NIM, включающий АЦП.
Еще две модификации выполнены в виде настольных приборов:
• Alpha Duo - двухкамерный альфа-спектрометр;
• Alpha Ensemble (-2, -4, -6, -8)- многокамерный альфа-спектрометр
с размещением в нем 2, 4, 6 или 8 вакуумных камер.
Спектрометры всех модификаций комплектуются детекторами различной площади и типа по выбору заказчика.
Вакуумная камера каждого спектрометра содержит в себе полупроводниковый детектор и держатель измеряемых образцов вертикального или горизонтального размещения. Система откачки - общая для всех камер - подключается через вентили, управляемые с передней панели или из программы.
Внешний вид спектрометров представлен на рисунках 1-5.
Рисунок 1 - 576А- двухкамерный альфа-спектрометрический блок в стандарте NIM
Рисунок 2 - 808 - однокамерный спектрометрический блок
Рисунок 3 - Alpha Aria - однокамерный альфа-спектрометр в стандарте NIM, включающий АЦП
Рисунок 4 - Alpha Duo - двухкамерный альфа-спектрометр
Рисунок 5 - Alpha Ensemble (-2, -4, -6, -8)- многокамерный альфа-спектрометр с размещением в нем 2, 4, 6 или 8 вакуумных камер
Принцип действия спектрометров заключается в регистрации альфа-излучения от измеряемых образцов полупроводниковым детектором в вакуумной камере, измерении и анализе энергетического спектра регистрируемого излучения для идентификации соответствующего радионуклида.
Опломбирование спектрометров не предусмотрено.
Программное обеспечение
Программное обеспечение «A65-BW MAESTRO», прилагаемое к спектрометрам, обеспечивает управление работой и настройку спектрометров с персонального компьютера (ПК).
ПО «A65-BW MAESTRO» обеспечивает контроль системы сбора данных, управление МКА и функции качественного анализа альфа-излучающих проб на основе ПК. Включает систему подсказок в режиме реального времени и защиту меню оператора паролем.
ПО «A65-BW MAESTRO» работает на платформе Windows. Связь аппаратных средств МКА с системой осуществляется по интерфейсу USB.
Идентификационные данные ПО «A65-BW MAESTRO» приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Сведения о ПО «A65-BW MAESTRO»
| Идентификацио нное наименование ПО | Номер версии (идентификацион ный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Mca32.exe | 6.08 и выше (до 6.99) | 20F273507074677CD1115465063 D9C3F | MD5 |
Примечание - спектрометры, выпущенные из производства до 2015 года, имеют в составе ПО «A65-BW MAESTRO» версия не ниже 6.03.
Защита ПО «A65-BW MAESTRO» от непреднамеренных и преднамеренных изменений имеет уровень защиты «средний».
Совместимым ПО управления МКА, набора и анализа спектров альфа-частиц являются ПО «A36-BW AlphaVision» («A36-UW AlphaVision») и «SpectraLine ADA». При комплектации базовым ПО с номером выше 6.08, а также совместимым ПО в сопроводительной документации должны быть указаны идентификационные данные ПО для последующего метрологического обслуживания.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики спектрометров приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические и технические характеристики спектрометров
| Наименование характеристики, единица измерения | Значение |
| Диапазоны энергий регистрируемых альфа-частиц выбираются заказчиком отдельно для каждого измерительного канала, в общем диапазоне, МэВ | от 0 до 10 |
| Эффективность регистрации (на расстоянии до 10 мм от детектора площадью 450 мм2), % | >25 |
| Уровень собственных шумов, при температуре 22 °С, для детекторов типов ULTRA, ULTRA AS, ENS, R-серии, площадью: - 300 и 450 мм2, кэВ, не более - 600 мм2, кэВ, не более | 21 24 |
| Энергетическое разрешение, по линии 4687 кэВ (Th-230), кэВ, не более | 70 |
| Собственный фон (со счётного выхода) в диапазоне энергий выше 3,0 МэВ, для детекторов ULTRA AS площадью: - 450 мм2, отсчётов/сутки, не более - 600 мм2, отсчётов/сутки, не более | 24 36 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность) в полном диапазоне энергий, % | ±0,1 |
| Диапазоны размеров образцов, мм: - для вертикального держателя - для горизонтального держателя | от точечного до 38 от точечного до 51 |
Окончание таблицы 2
| Наименование характеристики, единица измерения | Значение |
| Расстояние детектор-образец, мм: - для вертикального держателя (регулируемое) - для горизонтального (зависит от типа камеры) | от 1 до 15 от 1 до 44 |
| Питание от сети переменного тока: - напряжением, В - частотой, Гц | 220 ± 22 50 ± 1 |
| Нестабильность тестового генератора, ррм/°С, не более | 50 |
| Частота импульсов тестового генератора, с-1 | 100 |
| Время установления рабочего режима, ч, не более | 0,5 |
| Время непрерывной работы, ч, не менее | 24 |
| Масса блоков в стандарте NIM, кг, не более | 2,4 |
| Габаритные размеры блока NIM (576А, Alpha Aria), мм, не более: - длина - ширина - высота | 70 290 221 |
| Масса блока 808, кг, не более | 4,4 |
| Габаритные размеры блока 808, мм, не более: - длина - ширина - высота | 340 260 210 |
| Масса моноблока Alpha Duo, кг, не более | 7,1 |
| Габаритные размеры моноблока Alpha Duo, мм, не более: - длина - ширина - высота | 366 257 152 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 10 |
| Масса моноблока Alpha Ensemble, кг, не более | 26,6 |
| Габаритные размеры моноблока Alpha Ensemble, мм, не более: - длина - ширина - высота | 493 482 272 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 50 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 10 000 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации 150310 РЭ типографским способом и на альфа-спектрометры с полупроводниковыми детекторами многоканальные Alpha в виде наклеиваемой этикетки.
Комплектность
В комплект поставки спектрометров входят изделия и документация, приведенные в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Спектрометры | Модификация: - 576А - 808 - Alpha Aria - Alpha Duo - Alpha Ensemble -2, -4, -6, -8 | 1 | |
| Вакуумные камеры с детекторами | Типа ULTRA, ULTRA AS, ENS, R-серий площадью от 25 до 3000 мм2 | | 1 |
| Вакуумно-откачивающая система с насосом, соединителями и переключателями | ALPHA-PPS-230, ALPHA-MINI-PPS | | 2 |
| Крейт типа NIM | 4001A/4002A, 4001A/4002D, 4001C/4002D, 4001C/4002E, 4006 | | 3 |
| Блок низковольтного питания предусилителя, усилителя, экспандера, тестового генератора, дискриминатора | A-576 | | 4 |
| Блок АЦП (амплитудный анализатор) | 919E, 920Е, 926, 926-USB, ASPEC-927 серий TRUMP или EASY-MCA | | 3 |
| Набор кабелей и интерфейсных плат для подключения всех функциональных узлов | Кабели типа: C-24, 919 ОРТ1, 920-16 OPT1, интерфейсные платы типа: PCBCBL1, DPM-USB, USB | 1 | |
| Базовое ПО | A65-BW Maestro | 1 | |
| Совместимое ПО | A36-BW AlphaVision (A36-UW AlphaVision), SpectraLine ADA | | 2 |
| Комплект эксплуатационной документации (на английском языке) | | 1 | |
| Руководство по эксплуатации (на русском языке) | РЭ 150310 | 1 | |
| Компьютер | | 1 | 5 |
| Принтер | | 1 | 5 |
Примечания:
1) - количество камер и детекторов определяется количеством измерительных каналов (в соответствии с заказом);
2) - дополнительная поставка по желанию заказчика;
3) - количество и тип определяются заказчиком;
4) - один - на каждый измерительный канал с вакуумной камерой типа 808;
5) - конкретная модель компьютера и принтера согласуется с заказчиком при заказе.
Сведения о методах измерений
Метод измерений изложен в эксплуатационной документации на альфа-спектрометры с полупроводниковыми детекторами многоканальные Alpha.
Нормативные документы
ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия»;
ГОСТ 24657-81 «Спектрометры энергии ионизирующих излучений. Типы и основные параметры»;
ГОСТ 26874-86 «Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров»;
ГОСТ 8.033-96 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников;
ГОСТ 12.2.007.0-75 «ССБТ. Изделия электрические. Общие требования
безопасности»;
НРБ-99/2009 «Нормы радиационной безопасности»;
ОСПОРБ-99/2000 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности»;
Техническая документация фирмы-изготовителя.
