Ветеринарная радиобиология. Учебное пособие

вышает ±20 %.

4.Эффективность регистрации бета-излучения в диапазоне энергий от 0,3 до 3,0 МэВ.

5.В радиометре в качестве детектора бета-излучения применяется счетчик СИ-14Б.

6.Радиометр работоспособен при наличии внешнего гаммафона мощностью экспозиционной дозы до 7,2 пА/кг (0,1 мР/ч) в первой отсчетной точке. При этом дополнительная погрешность измерений составляет не более ±20 %.

7.Время непрерывной работы радиометра составляет 24 ч при неста-бильности не более ±15%.

8.Время измерения приготовленной пробы составляет не более

1000 с.

9.Уровень собственного фона радиометра не превышает 2 имп/с для бета-измерений.

10.Радиометр работоспособен в диапазоне температур от 0 до +40°С, а также после пребывания в выключенном состоянии от минус

50 до +65°С.

Дополнительная погрешность измерения в диапазоне температур от 0 до +40°С не превышает ±6 % на каждые 10°С.

После пребывания в диапазоне температур от минус 50 до +65°С основная погрешность измерения не превышает значения, указанного в п. 2.2.

11.Радиометр работоспособен при наличии внешнего магнитного поля напряженностью до 397,5 А/м (5 Э), образованного постоянным током, или магнитного поля напряженностью до 79,5 А/м (1 Э), образованного переменным током частотой 50 или 400 Гц при самых неблагоприятных фазе и направлении магнитного поля. Дополнительная погрешность измерения при этом составляет не более ±5 %.

12.Время установления рабочего режима не превышает 5 мин.

13.Питание радиометра осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В при частоте 50 Гц.

14.Радиометр обеспечивает нормальную работу со следующими отклонениями напряжения и частоты питающей сети от их номинальных значений:

длительные отклонения ± 10 % по напряжению и ± 2 % по час-

тоте;

повторно - кратковременные отклонения не более 3 с от минус 13 до +8 % по напряжению и от минус 4 до +3,5 % по частоте;

41

кратковременные отклонения не более 5 с от минус 25 до + 13 % по напряжению и от минус 6 до +4 % по частоте.

Дополнительная погрешность измерения при длительных отклонениях напряжения сети от номинальных значений не превышает ±5 %. После воздействия кратковременных и повторно - кратковременных отклонений параметров сети непревышает погрешности по п. 2.2.

15. Потребляемая мощность, габаритные размеры и масса блоков радиометра не более значений, указанных в табл. 7.

Таблица 7.

16.Радиометр рассчитан на работу по прямому назначению в режиме повторно-кратковременной работы без ограничения числа включений периодами по 3000 ч при общей суммарной наработке за этот период 750 ч.

Срок службы до среднего ремонта составляет не менее 5 лет. Общий срок службы радиометра неменее 10 лет, ресурс 30 000 ч. Примечание. В процессе работы допускается замена отдельных

деталей, узлов, предусмотренных в одиночном ЗИП, с соответствующей подрегулировкой органами настройки без применения дополнительных приборов.

17.Радиометр выполнен в брызгозащищенном исполнении и допускает эксплуатацию в условиях повышенной влажности до 98 % при температуре +40°С. При этом дополнительная погрешность измерения не превышает ±15 %.

18.Длина соединительных кабелей составляет 1,5 м.

19.Радиометр допускает многократное проведение дезактивации штатными дезактивирующими растворами.

20.Радиометр работоспособен после пребывания в интервале внешних давлений от 80 до 200 кПа (от 600 до 1500 мм рт. Ст.) при размещении на штатных местах, а комплект одиночного ЗИПа до 270 кПа (до 2000 мм рт. Ст.).

Принцип работы радиометра.

1.Принцип работы радиометра основывается на измерении количества бета-частиц, выходящих из предварительно отобранной и обработанной пробы контролируемого вещества.

2.Измерение количества бета-частиц производится с помощью блока детектирования бета-излучения БДИБ-01, подключенного к

42

устройству счетному УСЦ-01.

3. Принцип работы блока детектирования БДИБ-01 основывается на регистрации числа электрических разрядов, вызываемых бетачастицами в газоразрядном счетчике.

Блок детектирования БДИБ-01 представляет собой единую систему из двух идентичных счетчиков. Основной счетчик имеет тонкое слюдяное окно, слабо поглощающее бета-частицы, что позволяет данным счетчиком регистрировать как бета-частицы, так и гамма-кванты. Компенсационный счетчик располагается над основным счетчиком и отделяется от основного стальным экраном, полностью поглощающим бета-излучение, что позволяет регистрировать этим счетчиком только гамма-излучение. Разность показаний основного и компенсационного счетчиков соответствует вкладу регистрируемой бета-активности. Для передачи импульсов со счетчиков на вход устройства счетного УСЦ-01 используются согласующие трансформаторы Тр 1 и Тр 2.

Принцип работы и описание конструкции основных устройств и блоков радиометра.

1.Принцип работы и описание конструкции устройства счетного УСЦ-01 приведены в техническом описании и инструкции по эксплуатации ЖШ2.801.229 ТО.

2.Принцип работы блока обогащения основывается на интенсивном перемешивании отобранной пробы в соответствующей по кислотности водной среде, в результате чего происходит осаждение радиоактивных изотопов на соответствующие сорбенты.

Конструктивно блок обогащения выполнен из кронштейна поз. 12, корпуса поз. 37, крышки поз. 29, корпуса поз. 8, крышки поз. 10.

Корпус поз. 37 крепится к основанию кронштейна поз. 12 винтами. В нижней части корпуса размещен нагревательный элемент поз.

17на тарелке поз. 19 с теплоизоляционными прокладками из асбестового картона поз. 18, на нагревательный элемент устанавливается резервуар поз. 3, имеющий специальное химически и температуростойкое покрытие. Резервуар фиксируется внутри корпуса упорами поз. 4,

34.На внутренней поверхности резервуара имеются три метки: нижняя соответствует объему 1,5 л, средняя – 2 л, верхняя 2,5 л. Для извлечения из блока обогащения резервуар имеет откиную ручку поз. 15 с бандажом поз. 6. Ручка фиксируется на наружной стенке корпуса зажимом поз. 16. Резервуар имеет съемную крышку ЖШ4. 127. 587, которая находится в ЗИПе. В рабочем положении резервуар находится в корпусе блока обогащения и плотно закрывается крышкой поз. 29 при помощи двух откидных замков поз. 7. На крышке корпуса укреплен патрон поз. 26, внутри которого находится активированный уголь для поглощения агрессивных веществ, способных из резервуара про-

43

никнуть в окружающую атмосферу.

Крышка корпуса винтами прикреплена к направляющей поз. 36, которая по салазкам поз. 35 движется вдоль кронштейна поз. 12. Для извлечения резервуара из корпуса крышка поднимается вверх до ограничителя поз. 11 и автоматически фиксируется стопором поз. 13. Для возвращения крышки в рабочее положение надо нажать на ручку стопора.

Перемешивание отобранной пробы в процессе ее приготовления производится крыльчаткой поз. 20, которую вращает электродвигатель, расположенный в корпусе поз. 8. На корпусе расположен тумблер поз. 38 для включения электродвигателя.

К корпусу поз. 37 крепится корпус поз. 23, в котором расположены элементы электрической схемы, предназначенные для работы элемента нагревательного, среди которых находится предохранитель поз. 32. Корпус закрывается крышкой поз. 1. На корпусе расположен тумблер поз. 31 для включения элемента нагревательного.

ВНИМАНИЕ! Включение тумблера поз. 31 СЕТЬ ЭН1 при работе блока обогащения с радиометром КРК-1-01А категорически запрещается.

Для осаждения бетаактивных веществ в резервуар устанавливается держатель, который находится в ЗИПе. Он имеет кронштейн для крепления кассет, в которых располагаются фильтры.

На корпусе поз. 23 имеется отверстие для подсоединения сетевого провода. К электродвигателю питание подводится через провод поз. 5.

Герметичность блока обеспечивается прокладками поз. 9, 14, 24, 27, 28, колпачками поз. 30, 39, сальниковыми вводами кабелей поз. 25, 33.

Блок детектирования БДИБ-01 конструктивно состоит из двух основных узлов:

блока детектирования БДИБ-01-1 поз. 11; свинцового домика.

Основные составные части свинцового домика: корпус поз. 12; дверь поз. 9; стакан поз. 10; крышка поз. 3.

Каждая часть представляет собой сварную конструкцию из 2 мм стали, залитую внутри свинцом. Толщина свинцовой защиты 30 мм.

Дверь поз. 9 установлена на петлях поз. 1, 2. В открытом положении дверь фиксируется с помощью штока, проходящего внутри петли. Для закрытия двери необходимо нажать кнопку поз. 6, распо-

44

ложенную на оси в верхней части петли. В рабочем положении дверь закрывается и фиксируется установленным на ней замком, состоящим из откидного болта поз. 7 и гайки поз. 8. Крышка поз. 3 крепится к корпусу винтами поз. 4.

Во внутренний объем домика устанавливается держатель проб, находящиеся в ЗИПе. Держатель предназначен для установки проб на различном расстоянии от счетчика внутри свинцового домика.

Элементы схемы блока детектирования БДИБ-01-1 размещены в цилиндрическом корпусе поз. 5. Нижний торец корпуса закрыт пленкой поз. 19, натянутой между фланцем поз. 4 и фланцем поз. 15. Изнутри пленка поддерживается решеткой поз. 16, предотвращающей значительное прогибание пленки при повышении внешнего давления. На верхнем торце корпуса находятся два отверстия, обеспечивающие доступ к резисторам RЗ и R6 поз. 7 при настройке схемы блока детектирования, которые размещены на блоке комбинированном поз. 6. При эксплуатации отверстия закрываются крышкой поз. 20. От блока комбинированного проходит жгут поз. 11 для подключения блока детектирования к устройству счетному УСЦ-01. В свинцовом домике для жгута предусмотрено отверстие. Счетчики поз. 18 установлены в корпусе поз. 5, между ними находятся одна стальная прокладка поз. 12 и две стеклотканевые прокладки поз. 17.

Герметичность блока детектирования БДИБ-01-1 обеспечивается системой уплотнительных прокладок поз. 1, 8, 13 и колец поз. 2, 9, 14, поджимаемых гайками поз. 3, 10.

Указания мер безопасности.

1.Запрещается эксплуатировать радиометр, если хотя бы один из блоков, входящих в состав радиометра, ненадежно укреплен на рабочем месте и не заземлен.

2.Запрещается оставлять открытой крышку свинцового домика блока детектирования БДИБ-01.

3.Запрещается в блок детектирования БДИБ-01 вставлять чашку, у которой проба поднимается выше верхней кромки чашки.

4.Контрольный бета-источник должен храниться только на штатных местах.

5.Запрещается в блок обогащения и блок детектирования помещать химически агрессивные пробы.

6.Запрещается включать тумблер СЕТЬ ЭН1 на блоке обогаще-

ния.

7.Во время смены вышедших из строя комплектующих изделий

вблоке детектирования БДИБ-01 запрещается подключать блок к устройству счетному УСЦ-01.

8.Работающий блок обогащения должен находиться под непре-

45

рывным контролем оператора.

9. Работать с радиометром разрешается только в резиновых перчатках.

Подготовка радиометра к работе.

1.Перед подключением радиометра к сети убедитесь, что напряжение питающей сети соответствует значению, указанному в п. 13 настоящего паспорта. Если напряжение сети не соответствует указанному в п. 13, то согласно техническому описанию устройства счетного УСЦ-01 произведите переключение рабочего напряжения на соответствующее сетевое напряжение. В формуляре сделайте запись о распломбировании, установленном значении напряжения питания и последующем опломбировании устройства счетного УСЦ-01.

Так как блок обогащения выпускается на одно рабочее напряжение и частоту, то в случае несоответствия сетевому напряжению используйте соответствующие преобразователи напряжения, рассчитанные на потребляемую мощность до 1000 ВА.

2.Проверьте работоспособность устройства счетного УСЦ-01 по методике технического описания ЖШ2. 801. 229 ТО.

3.Проверьте работоспособность радиометра при бетаизмерениях, для чего разъем блока детектирования БДИБ-01 подключите к разъему Ш6 устройства счетного УСЦ-01.

4.Поставьте переключатели устройства счетного УСЦ-01 в следующие положения – переключатель ВЫЧИТАТЕЛЬ – ДИСКРИМИНАТОР в положение ВЫЧИТАТЕЛЬ, переключатель РОД РАБОТЫ в положение ПРОВЕР. СЧ. 2, переключатель ПОРОГ ДИСКРИМИНАЦИИ в положение 0,1 В, переключатель ТАЙМЕР в положение 100 с.

Проверьте работоспособность компенсационного счетчика блока детектирования БДИБ-01. Для чего на устройстве счетном УСЦ-01 нажмите кнопку СБРОС, а затем ПУСК.

При исправном счетчике компенсационного канала устройство счетное УСЦ-01 должно пересчитывать импульсы, обусловленные фоном счетчика.

Поставьте переключатель РОД РАБОТЫ в положение РАБОТА.

5.Вставьте контрольный бета-источник 4СО – 532, хранящийся

вящике для инструмента и принадлежностей, в первую сверху канавку держателя ЖШ6.152.395 свинцового домика и закройте дверь домика.

6.Нажмите на устройстве счетном УСЦ-01 кнопку СБРОС, а затем ПУСК, при этом должно загореться световое табло СЧЕТ, а на световых индикаторах начаться счет импульсов.

7.Запишите набранное число импульсов Nпр после того, как погаснет табло СЧЕТ.

46

8.Выньте бета-источник из свинцового домика и уберите его на штатное место.

9.Вставьте чистую от радиоактивности крышку ЖШ6.173.646 в третью сверху канавку держателя свинцового домика и закройте дверь домика.

10.Нажмите кнопку СБРОС, а затем ПУСК, оставив все переключатели устройства счетного УСЦ-01 в тех же положениях, которые были при измерении бета-источника, т.е. время измерения фона всегда должно равняться времени измерения бета-излучения, испускаемого бета-источником, или приготовленной пробой исследуемого вещества.

11.Запишите набранное число импульсов фона после того, как погаснет табло СЧЕТ.

12.Проведите оценку работоспособности радиометра по формуле, в процентах

где А - скорость счета от контрольного бета - источника, записанного в разделе 25 настоящего паспорта;

Nпр – число импульсов от контрольного бета-источника при времени измерения 100 с;

Nф – число фоновых импульсов за 100 с.

Радиометр считается работоспособным, если величина d не превышает ±15 %.

13. Проверьте работоспособность блока обогащения, для чего отверните крышку патрона для активированного угля и проверьте наличие угля, поднимите крышку блока обогащения, выньте резервуар для обработки проб. Перед подъемом крышки блока обогащения необходимо слегка на (5-10) мм приподняв ее, несколько раз повернуть резервуар за ручку, исключив залипание прокладки держателя к крышке. Включите механизм перемешивания пробы и убедитесь, что крыльчатка вращается.

Блок обогащения считается работоспособным, если в патроне имеется активированный уголь и работает механизм перемешивания.

Порядок работы.

1.Для измерения скорости счета бета-частиц подключите блок БДИБ-01 к устройству счетному УСЦ-01 и проделайте операции согласно п. 6. 4.

2.Откройте боковую крышку свинцового домика и вставьте крышку ЖШ6. 173. 646 с исследуемой пробой в третью сверху канавку держателя.

3.Закройте боковую крышку свинцового домика и наберите число импульсов от пробы Nпр.

47

4.Выньте крышку с пробой из свинцового домика и определите число фоновых импульсов Nф согласно п. п. 6. 9. – 6. 11.

5.Определите скорость счета бета-частиц от пробы по формуле,

имп/с

где Nпр – число импульсов от пробы; Nф – число импульсов фона;

tтайм.- время измерения, определяемое положением переключателя ТАЙМЕР, с.

6. После определения скорости счета от пробы определите концентрацию изотопа по соответствующей методике настоящего паспорта.

ТЕМА №8. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ И ПОВЕРКА КОМПЛЕКСА СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ АКТИВНОСТИ АЛЬФА-, БЕТА- И ГАММА-ИЗЛУЧАЮЩИХ НУКЛИДОВ «ПРОГРЕСС» ГАММА-СПЕКТРОМЕТР СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ «ПРОГРЕСС-ГАММА»

(2 часа).

Цель занятий – научить студентов работе на комплекс спектрометрическийи для измерений активности альфа-, бета- и гаммаизлучающих нуклидов «ПРОГРЕСС» гамма-спектрометр сцинтилляционный «ПРОГРЕСС-ГАММА».

Содержание занятий.

1.Занятия проводятся по подгруппам. Подгруппа студентов изучает и конспектирует в рабочие тетради материалы учебного пособия по устройству, подготовке и порядку работы на комплекс спектрометрическийи для измерений активности альфа-, бета- и гаммаизлучающих нуклидов «ПРОГРЕСС» гамма-спектрометр сцинтилляционный «ПРОГРЕСС-ГАММА».

2.Затем под контролем преподавателя студенты на комплекс спектрометрическийи для измерений активности альфа-, бета- и гамма - излучающих нуклидов «ПРОГРЕСС» гамма-спектрометр сцинтилляционный «ПРОГРЕСС-ГАММА»отрабатывают методикуработы.

3.Подведение итогов занятий.

4.Указание литературы для самостоятельной работы. Материальное обеспечение: Комплекс спектрометрическийи для измерений активности альфа -, бета- и гамма - излучающих нуклидов «ПРОГРЕСС» гамма-спектрометр сцинтилляционный «ПРОГРЕССГАММА» измерительные сосуды (Маринелли, геометрия "2Пи") ка-

48

лиевый эталон, секундомеры, учебное пособие.

Назначение изделия.

Гамма-спектрометр сцинтилляционный «Прогресс - гамма» ФВКМ.412131.002 - 03 (далее гамма-спектрометр) предназначен для измерений активности гамма-излучающих нуклидов в пробах пищевых продуктов, в биологических пробах, пробах воды, почвы и других объектах окружающей среды в лабораторных условиях.

Гамма-спектрометр может быть использован для радиационного контроля на атомных электростанциях, на предприятиях и объектах, производящих и использующих источники ионизирующего излучения.

Гамма-спектрометр входит в состав комплекса спектрометрического для измерений активности альфа-, бета- и гамма-излучающих нуклидов «Прогресс» и может эксплуатироваться самостоятельно.

Технические характеристики.

Состав изделия.

1. Гамма - спектрометр представляет собой стационарную установку со сцинтилляционным блоком детектирования, ПЭВМ с программным обеспечением «Прогресс» (программа «Прогресс) для управления всеми режимами работы на всех этапах выполнения из-

49

мерений, обработки результатов и их протоколирования.

2.Гамма-спектрометр содержит: сцинтилляционный блок детектирования на основе кристалла йодистого натрия NaI(Tl) различных размеров, блок питания и усиления импульсов, плату аналогоцифрового преобразователя (АЦП), свинцовую защиту блока детектирования от фонового излучения. Как правило, блоки питания и усиления импульсов, а также АЦП конструктивно расположены в самом блоке детектирования. Для экспонирования счетных образцов применяются различные измерительные кюветы.

3.Для проведения калибровки гамма-спектрометра по энергии и контроля за сохранностью параметров в его состав включается комбинированный контрольный источник ОИСН-137-1, выполненный в геометрии «сосуд Маринелли – 1 литр».

Устройство и работа.

Принцип действия гамма - спектрометра заключается в получении аппаратного спектра импульсов от детектора, регистрирующего излучение счетного образца, экспонируемого в фиксированных условиях измерения. Активность радионуклида в исследуемой пробе определяется путем обработки полученной спектрограммы на ПЭВМ с помощью специального пакета программ «Прогресс».

Пакет программ «Прогресс» позволяет управлять работой гам- ма-спектрометра, анализировать спектрограмму и идентифицировать радионуклиды, определять активность соответствующих нуклидов в пробе, рассчитывать неопределенность измерения активности и протоколировать результаты измерений.

Меры безопасности.

1.Все работы, связанные с эксплуатацией гамма - спектрометра необходимо выполнять в соответствии с: - СП 2.6.1.2612 - 10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности

(ОСПОРБ-99/2010)»; - СанПиН 2.6.1.2523 - 09 «Нормы радиационной безопасности

(НРБ - 99/2009)»; - РД 153-34.0-03.150 - 00 «Межотраслевые правила по охране

труда (Правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (ПОТ Р М-016-2001)» и инструкциях по безопасности, действующих на предприятии.

2.Работы по техническому обслуживанию гамма - спектрометра проводятся лицами:

- обученными приемам работы с радиометрической и спектрометрической аппаратурой;

- допущенными к работе с высоковольтными источниками питания;

50