Спектрометры энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК

Назначение

Спектрометры энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК (в дальнейшем - спектрометры) предназначены для количественного и качественного анализа веществ, содержащих альфа-излучающие радионуклиды.

Область применения: атомная промышленность, здравоохранение, экология, геология.

Описание

Принцип действия спектрометра основан на взаимодействии альфа-частиц с молекулами газовой смеси с образованием электронно-ионных пар и регистрации на собирающем электроде заряда, пропорционального энергии и числу альфа-частиц.

Спектрометр состоит из импульсной ионизационной камеры, аналитической стойки, форвакуумного насоса, анализатора импульсов на базе ЭВМ с программным обеспечением.

Исследуемый образец в виде металлической пластины с нанесенным тонким слоем на одну из поверхностей анализируемым веществом устанавливается в позицию измерения. После вакуумирования в камеру напускается аргон-метановая либо толуол-аргонная смесь с избыточным давлением 100 кПа. Появившиеся в результате взаимодействия альфа-частиц с молекулами метана (толуола) электронно-ионные пары начинают движение в электростатическом поле, которое создается в рабочем объеме камеры. Для исключения экранирования движения электронов перед собирающим электродом установлена сетка, на которой собираются положительно заряженные ионы. Появившийся за счет попадания на собирающий электрод электронов импульс заряда преобразуется в импульс напряжения и усиливается. В спектрометрическом тракте сигнал дополнительно усиливается и формируется для достижения оптимального соотношения сигнал/шум для последующей подачи на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), плата которого размещена в управляющей ЭВМ.

АЦП преобразует амплитуды импульсных сигналов в цифровой код с последующей регистрацией в буферной памяти ЭВМ для последующей обработки спектров и получения результатов измерений энергии альфа-излучения и числа зарегистрированных импульсов, пропорционального числу альфа-частиц с последующей обработкой и регистрацией содержания анализируемых альфа-радионуклидов в образце.

Обработка спектров производится ЭВМ по программе, которая предусматривает градуировку спектрометра по стандартному образцу с известным содержанием альфа-радионуклида.

Спектрометр рассчитан на непрерывный круглосуточный режим работы.

Технические характеристики

Диапазон измерения энергии альфа-частиц, МэВ                           4,0 - 6,0

Энергетическое разрешение по линии плутония-239, кэВ, не более

Пределы допускаемой абсолютной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность) в энергетическом диапазоне от 4 до 6 МэВ, кэВ

Временная нестабильность за 12 ч непрерывной

работы, кэВ, не более

Максимальная статистическая загрузка, с'1, не менее

Эффективность регистрации, не менее

Время установления рабочего режима, мин, не более

Питание:

- напряжение, В                                                        220± 22

- частота, Гц

Потребляемая мощность, Вт, не более

Габаритные размеры (ширинахдлинахвысота), мм, не

более:

- ионизационная камера                                              650x620x1250

- стойка аналитическая                                               650x650x1150

- стол с установленной ЭВМ                                          1250х650х 1300

Площадь, занимаемая спектрометром, м2, не более

Масса, кг, не более:

- в сборе

- ионизационная камера

- стойка аналитическая

- подставка для ионизационной камеры

- насос форвакуумный

- стол с ЭВМ

Рабочие условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха, °C

- изменение температуры окружающего воздуха при из

мерении пробы, °C, не более

- давление, кПа                                                             84,0-106,7

- относительная влажность при 25 °C, %, не более

Средняя наработка до отказа, ч, не менее

Полный срок службы, лет, не менее

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом и на верхнюю крышку ионизационной камеры способом шелкографии.

Комплектность

Поверка

Поверка спектрометра осуществляется в соответствии с документом "ГСП. Спектрометр энергии альфа излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК. Методика поверки" МП 18-221-2003, утвержденным ФГУП "УНИИМ" в мае 2003 г.

Основные средства поверки:

Рабочие эталоны 1-го разряда - спектрометрические источники альфа-излучения:

-уран-236 (4494,00 кэВ); уран-234 (4774,00 кэВ); плутоний-239 (5156,70 кэВ);

америций-241 (5485,70 кэВ); кюрий-244 (5805 кэВ). Активность 90-130 Бк. Относительная погрешность измерения внешнего альфа излучения не более 2 %, активности не более ■■ 3 %;

-плутоний-239 (5156,70 кэВ). Активность 1200-1600 Бк. Относительная погрешность измерения внешнего альфа излучения не более 2 %. Относительная погрешность измерения активности не более 3 %•

Межповерочный интервал - 1 год.

Нормативные документы

ГОСТ 12997-84 «Изделия ГСП. Общие технические условия».

Технические условия ТУ 16.05-2002 "Спектрометр энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК. Технические условия".

Заключение

Тип спектрометров энергии альфа-излучения с импульсной ионизационной камерой СЭА-ИК утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.