Назначение
Масс-спектрометры МТИ-350ГМ (далее - масс-спектрометры) предназначены для измерений и автоматического контроля изотопного состава гексафторида урана.
Описание
Принцип действия масс-спектрометров основан на пространственном разделении в магнитном поле ионов анализируемого вещества, отличающихся массовым числом, и измерения атомной доли изотопов по количеству регистрируемых ионов.
Конструктивно масс-спектрометры состоят из:
- вакуумно-аналитической части;
- системы подготовки и ввода проб;
- приемника ионов;
- электронной части;
- комплекса вычислительных средств.
Вакуумно-аналитическая часть служит для конструктивного объединения источника ионов, приемника ионов и анализатора, а также элементов системы откачки с соблюдением необходимой вакуумной плотности.
Система подготовки и ввода проб предназначена для подготовки к анализу и ввода в источник ионов гексафторида урана с известной концентрацией изотопов урана (стандартных образцов), а также проб с неизвестным содержанием изотопов урана из пробоотборников и технологических линий.
Приемник ионов предназначен для одновременной и независимой регистрации изотопов
234 235 236
урана U, U, и U. Для измерений малых ионных токов приемник комплектуется вторичным электронным умножителем.
Электронная часть содержит в своем составе различные электронные блоки и узлы, обеспечивающие остальные части масс-спектрометра необходимыми электрическими сигналами, а также позволяющие осуществлять управление режимами работы частей масс-спектрометра. Также при помощи блоков электронной части производится сбор и первоначальная обработка измерительной информации и передача ее в комплекс вычислительных средств.
Комплекс вычислительных средств служит для реализации возможностей информационного обмена, обеспечения управления работой узлов прибора, сбора, накопления, обработки информации и расчета результатов. С помощью комплекса вычислительных средств осуществляются в автоматическом режиме управление блоками масс-спектрометра, необходимые калибровки, отбор и подготовка пробы к анализу из технологической линии, проведение анализа.
Масс-спектрометр выпускается в двух исполнениях: исполнение 1 без вторичного электронного умножителя (ВЭУ) и исполение 2 с ВЭУ.
По способу защиты от поражения электрическим током масс-спектрометр относится к классу 0I по ГОСТ 12.2.007.0-75.
Электрическое сопротивление изоляции сетевых цепей масс-спектрометра относительно корпуса в нормальных климатических условиях при напряжении постоянного тока 500 В не менее 20 МОм.
Масс-спектрометр относится к классу безопасности 4Н по классификации объектов ядерного топливного цикла в соответствии с НП-016-05.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения масс-спектрометров
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | TCPtoCAN.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0.0.0 |
| Цифровой идентификатор ПО (MD5 Hasher) | bf35ba194a0322609832c11138450cdb |
Защита программного обеспечения масс-спектрометров от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р.50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические и технические характеристики масс-спектрометров
| Наименование характеристики | Обозначение |
| Верхнее значение диапазона массовых чисел при ускоряющем напряжении 8 кВ, а.е.м., не менее | 360 |
| Разрешающая способность на уровне 10 % интенсивности пиков масс-спектра с вычетом ширины плоской части вершины пиков, а.е.м., не менее | 750 |
| Порог чувствительности по урану от величины пика с массовым числом 333 при расходе пробы 35 пг/с, не более | 110-5 |
| Изотопический порог чувствительности при смещении на 2 а.е.м. от пика с массовым числом 333, не более | 110-5 |
| Расход пробы в молекулярном режиме натекания гексафторида урана 238 в ионизационную камеру при величине ионного тока изотопа U 410-10 А, мг/ч, не более | 1,0 |
| Нестабильность сигнала на середине склона пика с массовым числом 333 за 20 минут измерения, не более | 210-5 |
| Неплоскостность вершины пика на участке в 25% ширины вершины пика с массовым числом 333 по отношению к высоте пика, %, не более | 0,02 |
| Фактор памяти, определяемый с использованием двух стандартных образцов по методике ОСТ 95.758-91, не более | 1,005 |
| Отношение вторичной электронной эмиссии с антидинатронного электрода приемника ионов к интенсивности ионного тока регистрируемого изотопа, %, не более | 0,05 |
| Расход жидкого азота в системе молекулярного ввода пробы, л/сут, не более | 12 |
| Остаточный вакуум в камере анализатора, Па, не более | 5 10-6 |
| Диапазоны измерений: *-» 235т т о/ - атомной доли U, % - атомной доли 234U, % | от 0,05 до 5,0 от 0,001 до 0,05) |
| Наименование характеристики | Обозначение |
| - атомной доли 236U, % | от 0,001 до 0,05 |
| Пределы допускаемой систематической составляющей относительной погрешности, %, при измерении: - атомной доли 235U в диапазоне (0,05-0,5) % - атомной доли 235U в диапазоне (0,5-1,0) % - атомной доли 235U в диапазоне (1,0-5,0) % - атомной доли 234U, 236U в диапазоне (0,001-0,005) % - атомной доли 234U, 236U в диапазоне (0,005-0,05) % | ±0,1 ±0,03 ±0,05 ±5,0 ±2,0 |
| Предел допускаемого СКО случайной составляющей относительной погрешности, %, при измерении: - атомной доли 235U в диапазоне (0,05-0,5) % - атомной доли 235U в диапазоне (0,5-1,0) % - атомной доли 235U в диапазоне (1,0-5,0) % - атомной доли 234U, 236U в диапазоне (0,001-0,005) % - атомной доли 234U, 236U в диапазоне (0,005-0,05) % | 0,07 0,06 0,02 5.0 1.0 |
| Коэффициент усиления вторичного электронного умножителя при напряжении питания 3,5 кВ, не менее1 | 5 105 |
| Время установления параметров масс-спектрометра после включения, ч, не более | 2 |
| Мощность, потребляемая от сети, кВ А, не более | 1,8 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - атмосферное давление, кПа - относительная влажность окружающей анализируемой среды, %, не более - напряжение питающей сети, В - частота питающей сети, Гц - коэффициент нелинейных искажений формы кривой питающего напряжения, %, не более | от 10 до 35 от 84 до 106,7 75 220.™ 50±1 5 |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота), мм, не более | 2100x1800x1700 |
| Масса, кг, не более | 1700 |
| Полный средний срок службы масс-спектрометра, лет, не менее | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 10000 |
| Примечание: 1 только для исполнения 2 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность
Таблица 3_
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Масс-спектрометр МТИ-350ГМ | УРАП.413525.0011) | 1 |
| Предустановленное специализированное программное обеспечение | Л6240 ПО | 1 |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Ведомость эксплуатационных документов | Л6226.0.0.0ВЭ | 1 |
| Комплект эксплуатационных документов согласно ведомости Л6226.0.0.0ВЭ | - | 1 |
| Блок бесперебойного питания Digital Energy | LP-U6-112) | - |
| Насос вакуумный пластинчатороторный ВОС EDWARDS RV12 | А655-01-9033) | 1 |
| Масс-спектрометры МТИ-350ГМ. Методика поверки | МП 47-221-2015 | 1 |
| Примечание: 1) по заявке потребителей возможна замена на УРАП.413525.001-01 2) по заявке потребителей 3) по заявке потребителей возможна замена на насос А726-01-903 |
Поверка
осуществляется по документу МП 47-221-2015 «ГСИ. Масс-спектрометры МТИ-350ГМ. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 01.03.2016 г.
Основные средства поверки:
ГСО 7520-99, партия 2-79, аттестованные значения атомной доли изотопов урана-234 (0,0023±0,0001) %, урана-235 (0,4105±0,0003) %, урана-236 (0,0068±0,0001) %, урана-238 (99,5804±0,0003) %;
ГСО 7521-99, партия 5-84, аттестованные значения атомной доли изотопов урана-234 (0,00533±0,00005) %, урана-235 (0,71978±0,00005) %, урана-236 < 0,00003 %, урана-238 (99,2749±0,0001) %;
ГСО 7533-99, партия 183-98, аттестованные значения атомной доли изотопов урана-234 (0,0052 ±0,0001) %, урана-235 (5,0085 ±0,0024) %, урана-236 (0,0002±0,0001) %, урана-238 (94,9861 ±0,0024) %.
Сведения о методах измерений
Методика измерений входит в состав руководства по эксплуатации Л6226.0.0.0РЭ «Масс-спектрометр МТИ-350ГМ. Руководство по эксплуатации».
ОИ 001.467-2006 «Урана гексафторид. Методика масс-спектрометрического определения изотопного состава урана в газовой фазе».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к Масс-спектрометрам МТИ-350ГМ
ГОСТ 26874-86 Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров.
ГОСТ 12.1.012-2004 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.
ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов.
ГОСТ 14254-96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP).
Лист № 6 Всего листов 6
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
НП 016-05 Общие положения обеспечения безопасности объектов ядерного топливного
цикла.
Л6226.0.0.0 ТУ-ЛУ Масс-спектрометр МТИ-350Г. Технические условия.
64324-16: Методика поверки МП 47-221-2015Скачать748.8 Кб
935-54