Назначение
Спектрометры-радиометры гамма и бета-излучений МКГБ-01 «РАДЭК» (далее СПР) предназначены для измерения энергетических спектров и активности гамма и бета-излучающих радионуклидов.
СПР относятся к стационарным средствам измерения и предназначены для эксплуатации в лабораторных условиях. СПР применяются для измерения активности (удельной активности) естественных (ЕРН) 226Ra, 232Th, 40К и искусственных гамма-излучающих радионуклидов в пробах почв, горных пород, растительности, воды, продуктах питания, строительных материалах, материалах химических производств, сплавах, металлоломе и других технологических продуктах, а также бета-излучающих радионуклидов в продуктах питания, биологических пробах и других материалах при наличии соответствующих калибровок и методик выполнения измерений, аттестованных в установленном порядке.
Описание
Спектрометр-радиометр МКГБ-01 «РАДЭК» представляет собой лабораторный, выполненный в блочном исполнении прибор, состоящий из анализатора типа МД-129 или МД-198 и одного или нескольких блоков детектирования:
- гамма-излучения (сцинтилляционных: БДЕГ-63, БДЕГ-80, БДЕГ-150 или полупроводникового: БДЕГ-К);
- бета-излучения (БДЕБ-60).
Кроме того, в состав СПР входят в зависимости от комплектации блок питания, спектрометрический усилитель и низкофоновые камеры пассивной защиты от внешнего гамма и бета-излучений.
Управление спектрометром, анализ и обработка результатов измерений осуществляется с помощью программного обеспечения ASW (Ascinti) или Aligas с ЭВМ.
Принцип действия СПР основан на регистрации гамма-квантов или бета-частиц, испускаемых радионуклидами, содержащимися в счетном образце, детектором соответствующего типа, который выдает электрический импульс, амплитуда которого пропорциональна энергии зарегистрированного гамма-кванта или бета-частицы.
Анализатор предназначен для измерения амплитуд импульсных сигналов от детекторов излучения с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), регистрации полученного цифрового кода в буферной памяти и передачи информации в компьютер. Количество независимо работающих АЦП: в режиме 1024 канала - 8, 4096 каналов - 2 и в режиме 8192 канала - 1.
В качестве детекторов в блоках БДЕГ-63, БДЕГ-80, БДЕГ-150 используются сцинтилляторы из NaJ(Tl) диаметром соответственно 63 мм, 80 мм и 150 мм, сочлененные с фотоэлектронными умножителями (ФЭУ).
В качестве полупроводникового детектора в блоке БДЕГ-К применяются серийно выпускаемые германий-литиевые детекторы типа ДГДК или ОЧГ детекторы фирм CANBERRA, ORTEC.
В качестве детектора в блоке БДЕБ-60 для регистрации бета-частиц используется сцинтиллятор из полистирола диаметром 60 мм.
Блоки детектирования размещены в низкофоновых камерах пассивной защиты из свинца толщиной от 65 мм до 100 мм.
Технические характеристики
Таблица 1
| Наименование характеристики | Значение |
| 1. Диапазон регистрируемых энергий гамма-излучения, кэВ. Диапазон регистрируемых энергий бета-излучения, кэВ | 50 - 3000 150-2500 |
| 2. Энергетическое разрешение СПР: - с блоком детектирования БДЕГ-63 по линии гамма-излучения радионуклида 137Cs с энергией 661,66 кэВ, % - с блоком детектирования БДЕГ-80 по линии гамма-излучения радионуклида 137Cs с энергией 661,66 кэВ, % - с блоком детектирования БДЕГ-150 по линии гамма-излучения радионуклида l37Cs с энергией 661,66 кэВ, % - с блоком детектирования БДЕГ-К по линии 1332,5 кэВ гамма- излучения радионуклида 60Со, кэВ - с блоком детектирования бета-излучения БДЕБ-60 по линии конверсионных электронов радионуклида 137Cs с энергией 624 кэВ, % | не более 9,5 не более 10 не более 12 не более 4 не более 15 |
| 3. Предел допускаемой основной относительной погрешности характеристики преобразования (интегральной нелинейности): - с блоком детектирования БДЕГ-63 не более, % - с блоком детектирования БДЕГ-80 не более, % - с блоком детектирования БДЕГ-150 не более, % - с блоком детектирования БДЕГ-К не более, % - с блоком детектирования БДЕБ-60 не более, % | ±1,0 ±1,0 ±1,0 ±0,05 ±2,0 |
| 4. Эффективность регистрации СПР: - с блоком детектирования БДЕГ-63 в пике полного поглощения гамма-излучения радионуклида 137Cs с энергией 661,66 кэВ на расстоянии 100 мм от верхней поверхности детектора, % - с блоком детектирования БДЕГ-80 в пике полного поглощения гамма-излучения радионуклида 137Cs с энергией 661,66 кэВ на расстоянии 100 мм от верхней поверхности детектора, % - с блоком детектирования БДЕГ-150 в пике полного поглощения гамма-излучения радионуклида 137Cs с энергией 661,66 кэВ на расстоянии 100 мм от верхней поверхности детектора, % | не менее 0,6 не менее 0,8 не менее 2,5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| - с блоком детектирования БДЕГ-К по площади фотопика с энергией 661,66 кэВ радионуклида 137Cs на расстоянии 100 мм от верхней крышки криостата детектора, % - с блоком детектирования БДЕБ-60 по бета-излучению радионуклида 90Sr-90Y, расположенного на расстоянии 4 мм от торцевой поверхности детектора, в рабочем диапазоне энергий 150-2500 кэВ, % | не менее 0,1 не менее 80 |
| 5. Максимальная входная статистическая загрузка, с'1 | не менее 5-104 |
| 6. Диапазон измерения активности L,/Cs с блоками детектирования БДЕГ-63, БДЕГ-80, БДЕГ-150, БДЕГ-К, Бк Диапазон измерения активности 90Sr-90Y с блоком детектирования БДЕБ-60, Бк | 5 - 4-Ю4 1-1000 |
| 7. Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения активности, %: с блоком БДЕГ-63 с блоком БДЕГ-80 с блоком БДЕГ-15 0 с блоком БДЕГ-К - с блоком БДЕБ-60 | ±30 ±30 ±30 ±20 ±30 |
| 8. Минимально детектируемая активность при фоне внешнего гамма-излучения 0,15 мкЗв/ч: радионуклида 137Cs с блоком детектирования БДЕГ-63 при времени измерения 1 час, Бк - радионуклида l37Cs с блоком детектирования БДЕГ-80 при времени измерения 1 час, Бк - радионуклида 137Cs с блоком детектирования БДЕГ-150 при времени измерения 1 час, Бк - радионуклида 137Cs с блоком детектирования БДЕГ-К при времени измерения 1 час, Бк - радионуклида 90Sr+90Y с блоком детектирования БДЕБ-60 при времени измерения 3 часа, Бк | не более 4 не более 3 не более 2 не более 1 не более 1 |
| 9. Время установления рабочего режима, мин | не более 30 |
| 10. Время непрерывной работы СПР за вычетом времени установления рабочего режима, ч | не менее 24 |
| 11. Нестабильность характеристики преобразования за 24 часа непрерывной работы,%: - с блоками детектирования БДЕГ-63, БДЕГ-80, БДЕГ-150, БДЕБ-60; с блоком детектирования БДЕГ-К | не более 1,0 не более 0,1 |
| 12. Нестабильность показаний при измерении активности за 24 часа непрерывной работы, %: - с блоками БДЕГ-63, БДЕГ-80, БДЕГ-150 и БДЕБ-60, % с блоком БДЕГ-К | не более 2,0 не более 1,0 |
| 13. Питание СПР - от сети переменного тока: напряжением, В - частотой, Гц | 220+10% 50 ± 1 |
| 14. Потребляемая мощность, В А | не более 300 |
| Наименование характеристики | Значение |
| 15. Габаритные размеры составных частей СПР, мм: блока детектирования БДЕГ-63, диаметр х высота блока детектирования БДЕГ-80, диаметр х высота блока детектирования БДЕГ-150, диаметр х высота блока детектирования БДЕГ-К с сосудом Дьюара, диаметр х высота блока детектирования БДЕБ-60, диаметр х высота аналого-цифрового преобразователя МД-129 (МД-198) высота х ширина х длина блока питания БПВН-12, высота х ширина х длина спектрометрического устройства СУ-03П, высота х ширина х длина низкофоновой камеры блока БДЕГ-63 (БДЕГ-80, БДЕГ-150), диаметр х высота - низкофоновой камеры блока БДЕГ-К, диаметр х высота низкофоновой камеры блока БДЕБ-60, диаметр х высота | 95 х 260 105x285 185x400 500x900 90x170 И х 100x200 160x260x250 80 х380 х350 260 х 600 470 х 330 270 х 380 |
| 16. Масса составных частей СПР, кг: - блока детектирования БДЕГ-63 блока детектирования БДЕГ-80 блока детектирования БДЕГ-15 0 блока детектирования БДЕГ-К с сосудом Дьюара блока детектирования БДЕБ-60 аналого-цифрового преобразователя МД-129 (МД-198) блока питания БПВН-12 спектрометрического устройства СУ-03П низкофоновой камеры блока БДЕГ-63 (БДЕГ-80, БДЕГ-150) низкофоновой камеры блока БДЕГ-К - низкофоновой камеры блока БДЕБ-60 | 2,6 3,4 9,9 45 3,3 0,8 4,7 5,3 205 420 187 |
Условия эксплуатации СПР:
- температура окружающего воздуха от 10 до 35 °C (скорость изменения температуры не более 2 °C в мин);
относительная влажность воздуха до 75 % при температуре 30 °C; атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится методом компьютерной графики на титульном листе Руководства по эксплуатации ШФРК.412151.010.РЭ, на блоках детектирования и низкофоновых камерах пассивной защиты блоков детектирования
Комплектность
Комплект поставки СПР указан в таблице 2
Таблица 2
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Блок детектирования сцинтилляционный БДЕГ-63 | ШФРК.418272.079 | 1 | 1,2 |
| Блок детектирования сцинтилляционный БДЕГ-80 | ШФРК.418272.001 |
| Блок детектирования сцинтилляционный БДЕГ-150 | ШФРК.418272.080 |
| Блок детектирования сцинтилляционный БДЕБ-60 | ШФРК.418272.002 | 1 | 1,2 |
| Блок детектирования полупроводниковый БДЕГ-К с сосудом Дьюара | еЛО.280.016 | 1 | 1,3 |
| Предусилитель зарядочувствительный ПУГ-1К2 | еЛ2.035.012.002 | 1 | 4 |
| Спектрометрическое устройство СУ-03П | Ас2.712.002 | 1 | 5 |
| Аналого-цифровой преобразователь МД-129 | ШФРК.418272.081 | 1 | 1 |
| Аналого-цифровой преобразователь МД-198 | ШФРК.418272.082 | 1 | 1 |
| Блок питания БПВН-12 | ШФРК.412151.003 | 1 | |
| Персональный компьютер IBM-PC | | 1 | 6 |
| Низкофоновая камера пассивной защиты блоков детектирования БДЕГ-63, БДЕГ-80, БДЕГ-150 | ШФРК.412151.004 | 1 | 7 |
| Низкофоновая камера пассивной защиты блока детектирования БДЕГ-К | ШФРК.412151.005 | 1 | 7 |
| Низкофоновая камера пассивной защиты блока детектирования БДЕБ-60 | ШФРК.412151.006 | 1 | 7 |
| Расходные материалы: Сосуды Маринелли объемом 1 л Цилиндрические сосуды объемом 250 мл Цилиндрические кюветы объемом 40 мл | | 10 10 10 | 8 |
| Устройство позиционирования: для блоков БДЕГ-63, БДЕГ-80, БДЕГ-150 и БДЕГ-К, для блока БДЕБ-60 | ШФРК.412151.008 ШФРК.412151.009 | 1 1 | 7 |
| Дискеты с программным обеспечением: Ascinti ( Ascinti-W, ASW) Aligas | | 1 1 | |
| Контрольные радионуклидные источники активностью : 1 - 3 кБк l37Cs, 60Со, 232Th, 90Sr-90Y | | 1 1 1 1 | 9 |
| Руководство по эксплуатации МКГБ-01 с разделом 13 "Методика поверки" | ШФРК.412151.010.РЭ | 1 | |
Примечания:
!) - модели и количество блоков детектирования и аналого-цифровых преобразователей, согласуются с Заказчиком при заказе СПР;
2> - по согласованию с Заказчиком в составе спектрометра могут поставляться сцинтилляционные блоки детектирования БДЕГ с диаметром сцинтиллятора от 40 до 200 мм;
31 - по согласованию с Заказчиком в составе спектрометра в качестве детектора полу-
проводникового блока детектирования БДЕГ-К могут поставляться серийно выпускаемые германий-литиевые детекторы типа ДГДК или ОЧГ детекторы фирм CANBERRA и ORTEC соответствующего типа, обеспечивающего технические характеристики не хуже приведенных в таблице 1;
4) - поставляется только при наличии в комплекте СПР полупроводникового блока детектирования БДЕГ-К детектора типа ДГДК;
5) - поставляется только при наличии в комплекте СПР полупроводникового блока детектирования БДЕГ-К (по согласованию с Заказчиком возможна замена СУ-ОЗП на другое устройство, включающее спектрометрический усилитель и высоковольтный блок питания);
6> - конкретная модель и комплектация компьютера согласуется с Заказчиком при заказе СПР;
7) - модели и количество - в соответствии с количеством и типами блоков детектирования;
8) - количество расходных материалов согласуется с Заказчиком при заказе СПР;
9) -в соответствии с приложением П-4 НРБ-99 активность радионуклидных источников менее минимально допустимой активности не требует регламентации.
Поверка
Поверка спектрометров-радиометров гамма и бета-излучений МКГБ-01 «РАДЭК» при выпуске из производства, после ремонта и в условиях эксплуатации производится в соответствии с методикой поверки (раздел 13 руководства по эксплуатации ШФРК.412151.010.РЭ) согласованной ГЦИ СИ ФГУП “ВНИИМ им. Д.И. Менделеева” в декабре 2007 г.
При первичной поверке применяются :
- источники фотонного излучения радионуклидные закрытые спектрометрические эталонные типа ОСГИ-3 ТУ 7018-001-138050760-04 из радионуклидов 137Cs,60Co, 88у, i52gu, 228у^ 241 дт, активностыо от ю4 до ю5 Бк, аттестованные с погрешностью не более ±3%;
источники бета-излучения образцовые типа ОРИБИ радионуклидов 14С, 90Sr-90Y, 147Pm, 204Т1, 207Bi, аттестованные по потоку бета-частиц в угол 2-л ср. с погрешностью ± 4 %;
образцовый радиометрический источник с радионуклидами 90Sr+90Y типа ICO, активностью от 10 до 104 Бк, аттестованный с погрешностью не более ±4%.
При периодической поверке применяются:
источники фотонного излучения радионуклидные закрытые спектрометрические эталонные типа ОСГИ-3 из радионуклидов l37Cs, 60Со, активностью от 104 до 105 Бк, аттестованные с погрешностью не более ±3%;
- образцовый радиометрический источник с радионуклидами 90Sr+90Y типа ICO, активностью от 10 до 104 Бк, аттестованный с погрешностью не более ±4%.
Межповерочный интервал - 2 года.
Нормативные документы
ГОСТ 4.59 Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей. ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия.
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.
ТУ 4362-010-25900756-07 (ШФРК.412151.010.ТУ) «Спектрометры-радиометры бета и гамма-излучений МКГБ-01 «РАДЭК». Технические условия».
Заключение
Тип - спектрометры-радиометры гамма и бета -излучений МКГБ-01 «РАДЭК» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства, в эксплуатации и после ремонта согласно государственной поверочной схеме по ГОСТ 8.033-96.
4252-74