Назначение
Радиометры альфа-бета-излучения спектрометрические Tri-Carb и Quantulus (далее по тексту - радиометры) предназначены для измерений активности альфа- и бета-излучающих радионуклидов в счетных образцах, представляющих смесь исследуемого раствора и жидкого сцинтиллятора.
Описание
Принцип действия радиометра основан на полном поглощении энергии ионизирующей частицы в жидком сцинтилляторе, высвечивании данной энергии в виде световой вспышки, преобразовании энергии этой вспышки в электрический импульс и накоплении информации в виде спектра, представляющего собой зависимость числа зарегистрированных импульсов от энергии вызвавшей их частицы.
Световая вспышка в сцинтилляторе приводит к возникновению импульсов на выходе фотоэлектронных умножителей (ФЭУ). Эти импульсы поступают на схему совпадений и на схему суммирования; импульс на выходе схемы суммирования стробируется импульсом с выхода схемы совпадений и поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и схему селекции. Результаты селекции и оцифровки импульса сохраняются в памяти прибора и анализируются ПЭВМ. Система выполняет расчет поправок и определяет число импульсов в минуту (CPM) для каждого образца. Для расчета числа распадов в минуту (DPM) прибор определяет счетную эффективность каждого образца и, используя кривую гашения, вычисляет показатели гашения образцов относительно стандартов гашения.
Радиометры выпускаются в двух модификациях:
- Tri-Carb ХХХХХХ (где ХХХХХХ - 4810TR, 4910TR, и 5110TR включает цифровые и буквенные индексы производителя, связанные с конструкцией прибора и его функциональными возможностями, не влияющие на метрологические характеристики радиометра);
- Quantulus YYYYYYY (где YYYYYYY - GCT 6220 включает цифровые и буквенные индексы производителя, связанные с конструкцией прибора и его функциональными возможностями, не влияющие на метрологические характеристики радиометра).
Радиометр представляет собой моноблок, включающий встроенный персональный компьютер с подключаемыми внешним монитором, клавиатурой и принтером. При необходимости, основной блок может быть соединен с внешней дополнительной ПЭВМ через USB-порт или локальную сеть Ethernet. В комплект поставки радиометра входит набор негашеных стандартов (3H, 14С, Фон), по которым проводится ежедневное самотестирование и настройка прибора.
Моноблок радиометра модификации Tri-Carb ХХХХХХ включает в себя:
- измерительный блок, включающий два ФЭУ с автоматической стабилизацией коэффициента усиления, соединенных со светонепроницаемой отражающей оптической камерой;
- систему совпадений, предназначенную для предварительной селекции импульсов;
- систему селекции импульсов по заднему фронту, позволяющую разделять импульсы от световых вспышек, вызванных прохождением альфа-частиц, от таковых, вызванных прохождением бета-частиц;
- пассивную защиту от внешнего фона;
- многопараметрический АЦП;
- автоматическое устройство, предназначенное для перемещения кассет со счетными образцами, позиционирования образцов и загрузки/выгрузки их в счетную камеру. Кассетный реверсивный конвейерный механизм рассчитан на загрузку 408 стандартных флаконов объемом 20 мл или 720 малых флаконов по 4 или 7 мл в зависимости от заказанной конфигурации;
- источник гамма-излучения (низкоэнергетический внешний стандарт) для коррекции спектров по уровням гашения;
- систему анализа измеренных спектров и систему обработки данных, установленные на встроенный компьютер с операционной системой Windows.
Основной блок радиометра модификации Quantulus YYYYYYY дополнительно включает:
- активную защиту от внешнего фона на основе кристалла BGO, окружающего измерительную камеру, импульсы с которого, инициируемые взаимодействием фонового излучения с веществом кристалла, регистрируются ФЭУ и используются в режиме антисовпадений с целью исключения таких событий из общего счёта;
- технологию компенсации защиты (GCT), которая определяет количество фоновых импульсов, прошедших через защиту BGO, и использует эту информацию для снижения (в реальном времени) фоновых отсчетов при измерении счетного образца.
Радиометры поддерживают несколько режимов измерения (доступность режимов в стандартной комплектации или опционально в зависимости от модели радиометра):
- Обычный режим измерений (Normal Count Mode). Является стандартным для всех моделей радиометров Tri-Carb и Quantulus. Рекомендуется для измерения счетных образцов со скоростью счета выше 500 имп/мин;
- Режим измерений с высокой чувствительностью (High Sensitivity Count Mode). Предназначен для образцов с низкой активностью и снижает фон более чем на 20% по сравнению с обычным режимом измерения (Normal Count Mode). Рекомендуется для измерения счетных образцов со скоростью счета от 50 до 500 имп/мин;
- Режим ультранизкого уровня счета (Ultra Low Level Count Mode). Снижает фон более чем на 40% по сравнению с обычным режимом измерения (Normal Count Mode). Рекомендуется для измерения счетных образцов со скоростью счета менее 50 имп/мин;
- Супернизкоуровневый режим измерений (Super Low Level Count Mode). Данный режим измерений входит в стандартную комплектацию моделей Quantulus YYYYYYY. Позволяет снизить фон более чем на 50% по сравнению с обычным режимом измерений данного радиометра за счет активной защиты от фона. Показатель качества (FOM) радиометра
2 2 3
(Figure of Merit=Эффективность /Фон (E /B)) в этом режиме составляет 880 для H и 6000 для 14C. Рекомендуется для образцов с чрезвычайно низкой активностью при радиоуглеродном датировании, экологических исследованиях H и т.п.
Функция разделения альфа/бета-излучения (альфа-бета разделение) дает возможность расчета суммарной скорости счета отдельно для альфа- и бета-излучающих радионуклидов в смешанном образце; результаты выводятся в виде имп/мин для альфа- и для бета-излучателей (CPMa и CPMb). Для разделения альфа- и бета-событий используется анализ формы и длительности импульса. Определение парциальных скоростей счета отдельных альфа- и бета-излучающих нуклидов не производится.
Пломбирование радиометров Tri-Carb не предусмотрено.
Общий вид радиометров Tri-Carb показан на рисунке 1.
Программное обеспечение
Место нанесения знака утверждения типа
Программное обеспечение (ПО) радиометров является встроенным и состоит из ПО, размещаемого в энергонезависимой части памяти микропроцессорного контроллера, и предустановленного на встроенный компьютер программного обеспечения QuantaSmart.
QuantaSmart - интерфейсное ПО для серии жидкостных сцинтилляционных анализаторов Tri-Carb и Quantulus, работающее по управлением операционной системы Windows. Данный инструмент позволяет пользователям получать доступ ко всем функциям прибора через главное окно программы с помощью стандартных приемов работы в среде Windows и обеспечивает простой доступ ко всем возможностям системы.
Разделение ПО с выделением метрологически значимой части не предусмотрено.
Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик.
В соответствии с Р 50.2.077-2014 уровень защиты ПО радиометра от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний».
| Таблица 1 - Идентификационные данные ПО радиометров Tri-Carb | и Quantulus |
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО | Firmware | QuantaSmart (файл TriCarb.exe) |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.00.161) | 5.21) |
| Цифровой идентификатор ПО (по MD5) | недоступен | 392500C17D0383919 111EE F0EEA445612) |
| 1) Номер версии не ниже указанного в таблице 2) Контрольная сумма файла относится к указанной в таблице версии программного обеспечения |
Таблица 2 - Метрологические характеристики радиометров
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений активности бета-излучающих радионуклидов , Бк Tri-Carb XXXXXX Quantulus YYYYYYY | от 0,5 до 100000 от 0,35 до 100000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения активности бета-излучающих радионуклидов, % | ±10 |
| * Диапазон измерений активности альфа-излучающих радионуклидов , Бк Tri-Carb XXXXXX Quantulus YYYYYYY | от 0,25 до 50000 от 0,15 до 50000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения активности альфа-излучающих радионуклидов, % | ±10 |
| ’ Нижние пределы диапазонов измерений приведены для нормального режима измерений (NCM) при времени измерения 1 час и допускаемой погрешности измерения 10 %. Для другого времени измерения и допускаемой погрешности значение нижнего предела диапазона измерений (НПДИ) определяется по формуле: НПДИ (Т ,8) = НПДИ (1,10) • ™ , 8 Ч Т где Т - время измерения, ч; ё - погрешность, %. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики радиометров
| Наименование характеристики | Значение |
| Нестабильность скорости счета за 24 часа непрерывной работы, %, не более | 0,20 |
| Эффективность в нормальном режиме измерений (NCM) по негашеному стандарту, %, не менее: 3Н (в интервале энергий от 0 до 18,6 кэВ) | |
| 60 |
| 14C (в интервале энергий от 0 до 156 кэВ) | 95 |
| Показатель качества (FOM) в нормальном режиме измерений (NCM): Tri-Carb XXXXXX; | |
| 3H (в интервале энергий от 1 до 18,6 кэВ) | 180 |
| 14C (в интервале энергий от 4 до 156 кэВ) | 380 |
| Quantulus YYYYYYY | |
| 3H (в интервале энергий от 1 до 18,6 кэВ) | 400 |
| 14C (в интервале энергий от 4 до 156 кэВ) | 1000 |
| Питание от сети переменного тока: | |
| напряжением, В | 230 !23 |
| частотой, Гц | 50±1 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более: | |
| моноблок | 125 |
| охладитель | 500 |
| Габаритные размеры (моноблок), мм, не более: | |
| длина | 1030 |
| ширина | 820 |
| высота | 480 |
| Масса защитой и охладителем, кг, не более | 240 |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающего воздуха, °С | от +15 до +35 |
| - относительная влажность воздуха, % | от 30 до 85 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84,0 до 106,7 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 20000 |
Знак утверждения типа
наносится методом компьютерной графики на лицевую панель корпуса радиометра и на титульный лист Руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 4 - Комплект поставки радиометров Tri-Carb и Quantulus
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Радиометры альфа-бета-излучения спектрометрические Tri-Carb (Quantulus)1-* в составе: - моноблок Tri-Carb (Quantulus) - внешний монитор - внешняя клавиатура - съёмный несущий рычаг-подставка для внешнего монитора и внешней клавиатуры - комплект приспособлений: держатели образцов, идентификационные «флаги» - кабель питания радиометра - кабель питания монитора - внешняя клавиатура - USB кабель клавиатуры - холодильная установка2) - кабель питания радиометра холодильной установки2) | 4810TR, 4910TR, 5110TR, Quantulus GCT 6220 Кат.№7601470 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
| Набор негашеных стандартов (3H, 14С, Фон) | Кат. № 6008500 Кат.№ 6018914 | 2 |
| Стартовый набор: сцинтиллятор; флаконы 20,0 мл и 7,0 мл3) | - | 1 |
| Тележка2) | Кат. № 5086347 | 1 |
| Радиометры альфа-бета-излучения спектрометрические Tri-Carb и Quantulus. Руководство по эксплуатации | - | 1 |
| Методика поверки | МП 2101-002-2019 | 1 |
| 1) Модель радиометра согласуется при заказе. 2) Поставка согласуется при заказе. 3) Состав стартового набора согласуется при заказе. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2101-002-2019 «ГСИ. Радиометры альфа-бета-излучения спектрометрические Tri-Carb и Quantulus. Методика поверки», утверждённому ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 29 июля 2019 г.
Основные средства поверки:
- рабочие эталоны 2-го разряда по ГОСТ 8.033-96 - растворы радионуклидов 3H, 14C,
239 241 1 2
Pu ( Am), с удельной активностью от 5 10 Бк/г до 5 10 Бк/г, погрешность не более 6 %;
- рабочий эталон 2-го разряда по ГОСТ 8.033-96 - радиометр жидкостной сцинтилляци-онный спектрометрический SL-300 (регистрационный номер 41666-09), с диапазоном измерений
24
активности в счетном образце от 110 до 110 Бк, погрешность не более 7 %;
- весы электронные АЕ 240 (регистрационный номер 12191-90).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.
Знак поверки (оттиск поверительного клейма) наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе, при использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений радиометры применяются в соответствии с аттестованными методиками (методами) измерений
Нормативные документы
ГОСТ 4.59-79 Система показателей качества продукции. Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей
ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия
ГОСТ 23923-89 Средства измерений удельной активности радионуклидов. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 8.033-96 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников
Техническая документация изготовителя
76815-19: Методика поверки МП 2101-002-2019Скачать6.2 Мб
13153-92