ного состава и в настоящее время становятся доступными в малогабаритном варианте для замены вышеперечисленных стабилизированных анализаторов. Коммерческие приборы включают ND-6 фирмы Nuclear Data, приборы серии 10 фирмы "Канберра" (Canberra) и прибор модели 2056-4K фирмы Davidson.

Для нейтронных измерений отложений может использоваться направленный нейтронный зонд, описанный в главе 15 [23]. Низкое отношение сигнала c передней стороны детектора к сигналу с обратной стороны детектора, которое лежит в диапазоне от 2 до 4, требует тщательного ослабления фона и использования защитного экрана для заглушки коллиматора [13]. Обычно слой полиэтилена толщиной от 10 до 15 см снижает интенсивность нейтронов деления в 10 раз. Также для измерений отложений могут использоваться большие плоские детекторы, когда портативность не так важна. Плоские детекторы используются для оценки суммарного количества отложений в помещении [24] и отложений в больших пе- чах прокаливания (кальцинаторах) [25].

Термолюминесцентные дозиметры (ТЛД) размещаются вокруг внешней части перчаточных боксов [26] и в других труднодоступных местах внутри кальцинаторов [27]. Типичными кристаллами для ТЛД являются фториды лития и кальция. Преимуществом фторида лития является его большая доступность, в то время как фторид кальция обладает более высокой чувствительностью и не требует сложного цикла отжига. Для обоих материалов требуется комбинированная защита от низкоэнергетического рентгеновского излучени я.

20.6.3 Процедуры измерения отложений

Планирование измерений отложений начинается с рассмотрения техниче- ских и организационных вопросов. Важным условием является то, будут ли эти измерения периодическими, регламентными и можно ли их начать до начала активной эксплуатации установки. Подобные измерения до активной эксплуатации очень полезны для определения зон накопления отложений, измерения фонов, измерения ослабления в стенках оборудования и градуировки сложных геометрий. При этом могут изготавливаться и устанавливаться для дальнейшего применения держатели, зажимы и специальные защитные экраны. Другое важное условие заключается в том, будут ли измерения отложений абсолютными или относительными. Абсолютные измерения более предпочтительны, поскольку они дают значения суммарного количества материала (в граммах), накопленного в установке. Однако изменение в отложениях легче измерить, чем реальное коли- чество отложений из-за влияния систематических погрешностей. Периодические относительные измерения могут оказаться достаточными для контроля плановых операций по зачистке оборудования или для гарантии того, что отложения не влияют на ежемесячный баланс инвентарного количества ма териала.

Цикл работ по измерению отложений состоит из следующих эт апов:

1.Группа по измерениям изучает технологический процесс установки и консультируется с операторами установки с целью определения зон с потенциально высоким содержанием отложений.

2.Быстрое обследование радиационной обстановки с использованием коллимированных и неколлимированных приборов радиационного контроля выделяет зоны, в которых отложено наибольшее количество материала .

3.Большая часть оставшегося времени отводится на проведение измерений в тех зонах, где сосредоточена основная масса материала. Другие зоны измеряются более поверхностно или оцениваются экстраполированием. Отметим, однако, что зоны с низким содержанием отложений на единицу площади могут содержать большие количества материалов. И наоборот, локализованные “горячие” зоны могут содержать относительно небольшие абсолютные количе ства материалов.

4.Детекторы отложений коллимируются и градуируются с использованием известных стандартных образцов. Для контроля стабильности измерительной аппаратуры используются небольшие контрольные источники. Каждый детектор градуируется для зоны отложений в виде точки, линии и неко торой плоскости.

5.Количественные измерения отложений в установке начинаются именно с этого этапа. Каждый узел оборудования, который нужно измерить, характеризуется как точка, линия или плоскость зоны накопления отложений. Поле обзора детектора ограничивается таким образом, чтобы каждую зону накопления отложений можно было бы отличить от соседних и от фона. Группа по измерениям регистрирует дату, время, интервал счета, идентифицированную зону накопления отложений, предполагаемую геометрию накопления материала, расстояние между источником и детектором, тип и толщину исследуемого материала и скорость счета. Длительность каждого измерения отложений должна быть достаточной для получения нескольких сотен или нескольких тысяч отсчетов. Затем измеряется фон с использованием заглушки коллиматора, сменной защиты или посредством передвижения боковых сторон детектора таким образом, чтобы в поле обзора детектора попала не исследуемая зона, а какая-то част ь фона.

6.Для получения оценки неопределенности необходимо измерять зону накопления отложений с различных направлений, разного расстояния, предполагая разные геометрии (например, точка или плоскость), или путем использования разных методик измерений. В этом отношении первостепенную роль играют опыт и мастерство исследователей. Они должны догадаться о распределении материала, выбрать расстояние для измерений и геометрию градуировки, соответственно, чтобы определить среднее количество отложений с учетом флуктуаций и использовать свое время наилучшим образом.

7.Хотя поправки на ослабление, величины отложений (в граммах) и оценка погрешности могут быть рассчитаны и позже, члены группы по измерениям должны провести некоторые приблизительные расчеты на месте. Это очень важно сделать, чтобы быть уверенным в том, что измерения проведены в том месте, где это наиболее необходимо, и не получить больших погрешностей и змерений.

20.6.4Градуировка для точечной, линейной зоны и зоны в виде плоскости

Во время измерительной кампании каждая зона накопления отложений характеризуется как точка, линия или плоскость таким образом, чтобы наблюдаемая скорость счета могла быть легко переведена в граммы ядерного материала. Например, насос, фильтр или вентиль могут рассматриваться как точечный источник, если размеры зоны отложений малы по сравнению с расстоянием между источником и детектором, и если отложения полностью находятся в поле обзора детектора. Длинная труба или трубопровод могут рассматриваться как линейный

источник, а стена, пол или широкий прямоугольный трубопровод, который простирается далеко за пределы поля обзора детектора, могут рассматриваться как источники в виде плоскости. Иногда выбор типа градуировки в виде точки, линии или плоскости не очевиден и является в действительности результатом рассуждений или опыта. Иногда группа по измерениям может попробовать два или даже все три варианта и сравнить окончательные результаты, полученные для отложений. Или же группа по измерениям может измерить скорость счета в виде функции расстояния до зоны накопления отложений, чтобы с ее помощью выбрать подходящий вариант градуировки. Для точечного источника измеренный отклик уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния (1/r2). Для линейного источника отклик уменьшается обратно пропорционально расстоянию (1/r). Для однородного источника в виде плоскости отклик не зависит от расстояния. Этот последний случай не так очевиден, как кажется. Он следует из бесконечного угла обзора коллимированного детектора, который осматривает площадь, увеличивающуюся пропорционально r2, таким образом компенсируя снижение отклика с расстоянием, пропорциональное 1/r2.

Можно, конечно, выполнить градуировку для точки, линии и плоскости с помощью стандартных точечных источников, линейных источников и плоских источников, как это описано в разделе 20.6.5. Однако также возможно и обычно даже проще получить все три градуировки от одного точечного источника. Процедура такой градуировки гамма-детектора описана ниже.

1. Выполните коллимирование детектора, заглубив его в свинцовую защиту на один или два диаметра кристалла так, чтобы получить половинный угол обзора θ/2, равный от 15 до 30 градусов (см. рис. 20.7). Эта коллимация должна теперь оставаться зафиксированной, поскольку постоянные градуировки для линии и плоскости сильно зависят от угла обзора.

2.Поместите точечный градуировочный источник на фиксированное расстоя-

íèå r0 (обычно от 1 до 2 м). Измерьте скорость счета С0. Затем сдвигайте источник вбок с фиксированным шагом шириной s (обычно от 10 до 20 см), как показано на

рис. 20.8. Определите скорость счета Сi для каждого шага i и откорректируйте каждую скорость счета на фон. Результат представляет собой кривую отклика, аналогичную примеру, представленному на рис. 20.8.

3.Кривая отклика детектора в виде функции бокового смещения спадает вследствие конечного угла обзора коллимированного детектора. Если коллимирование

было оптимальным, с половинным углом обзора θ/2, то детектор может осматривать длину линейного источника, равную L ≈ r0θ, или площадь плоского источника, равную А ≈ πr02θ2/4 . Действительно, эквивалентная длина L однородного линейного источника, которая дает ту же скорость счета, что и интегрированная кривая отклика, равна

4. Эквивалентная площадь А однородного плоского источника, которая дает ту же скорость счета, что и интегрированная кривая отклика, р авна

Ðèñ. 20.7. Геометрия, необходимая для расчета постоянных градуиров ки для линейной и плоской геометрий. Точечный градуировочный источник, рас положенный на фиксированном расстоянии r0, перемещается в боковом направлении с фиксированным шагом s

Ðèñ. 20.8. Зависимость отклика коллимированного детектора гамма-излучений от бокового смещения, выражаемого в числе шагов. Отклик спадает вследствие конечного угла обзора коллимированного детектора. По этой кривой могут быть вычислены эквивалентная длина L и эквивалентная площадь А, просматриваемые детектором

Чтобы получить это уравнение, мы представили, что при каждом i-м боковом смещении точечного источника, измеренный отклик является отображением сигнала, который был бы получен для кольца с внутренним радиусом, равным (i-1/2)s, и внешним радиусом, равным (i+1/2)s. Площадь ai каждого кольца равна 2iπs2 за исключением того, что a0 = πs2/4.