Пристрій для вимірювання кутового розподілу інтенсивності гамма-випромінювання

1 Пристрій для вимірювання кутового розподілу інтенсивності гамма-випромінювання, що містить корпус-поглинач у вигляді тіла з централь ною симетрією, у якому виконане конічне заглиблення, із розташованим у ньому детектуючим елементом, який відрізняється тим, що в корпусіпоглиначі виконані додаткові КОНІЧНІ заглиблення, рівномірно розподілені по поверхні корпусу, у кожному з яких розташований детектуючий елемент, причому загальна КІЛЬКІСТЬ заглиблень складає п = 4-32, а тілесний кут, утворений конічною поверхнею заглиблення, обраний за умовою ср>4тт/п стерадіанів 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що як детектуючий елемент використаний термолюмінесцентний детектор Винахід має відношення до області експериментальної ядерної фізики, а саме до області дозиметри гамма-випромінюваня і може бути використаний при проведенні дозиметричної розвідки для визначення положення джерел гаммавипромінювання при одночасному визначенні інтенсивності їхнього випромінювання Відомий пристрій для вимірювання кутового розподілу інтенсивності гамма-випромінювання, що містить корпус-поглинач у вигляді тіла з центральною симетрією, у якому виконано, принаймні, одне конічне заглиблення, із розташованим у ньому детектуючим елементом [1] Усередині корпусу виконана порожнина для розміщення детектуючого елемента Порожнина сполучена з заглибленням за допомогою колімаційного отвору Корпус закріплений на шарнірному механізмі, привід якого може установлювати довільний кут нахилу осі, яка проходе через колімаційний отвір, і детектуючий елемент Наявність масивного захисту(корпуса-поглинача) дозволяє формувати анізотропію спрямованості реєстрації гамма-випрюмінювання за рахунок послаблення потоку гамма-випромінювання з всього простору за винятком області, обмеженої тілесним кутом, створеним колімаційним отвором При цьому, для підвищення точності вимірювання за рахунок зменшення фонової складової, необхідно збільшувати масу і розміри поглинача, що виключає можливість використання такого пристрою як портативного приладу для дозиметричної розвідки Як показано в [2], типові коліматори для реєстрації гаммавипромінювання з енергією декілька сот кеВ повинні мати масу декілька сот кілограм для ефективного заглушення фонового випромінювання До того ж необхідні спеціальні приводи для проведення сканування Крім того, відомий пристрій "переглядає" тільки область простору, обмежену тілесним кутом, створеним колімаційним отвором, і для одержання повної картини інтенсивності гаммавипромінювання необхідний послідовний "перегляд" всієї області простору, що веде до збільшення часу перебування обслуговуючого персоналу в радіаційних полях Відомий пристрій для вимірювання кутового розподілу інтенсивності гамма-випромінювання, описаний у [3], і обраний як прототип Пристрій містить корпус-поглинач у вигляді тіла з центральною симетрією, у якому виконане конічне заглиблення, із розташованим у ньому детектуючим елементом При цьому корпус містить екран, що 1 00 ю 51987 випромінювання за рахунок послаблення потоку його охоплює, виконаний із того ж матеріалу, що і гамма-випромінювання з всього простору за винякорпус У екрані є колімаційна щілина, а самий він тком області, обмеженої тілесним кутом поглибвиконаний із можливістю обертання відносно корлення пусу Така конструкція екрана дозволяє декілька Виконання пристрою з числом елементів, що зменшити фонову складову, що сприяє підвищендетектують, менше 4 призвело б до того, що інтеню точності вимірювань нсивність гама-випромшення вимірювалася б не з Проте, як і пристрій [1], конструкція пристрою усіх напрямків(тобто в сумарному тілесному куті [3] виключає можливість використання його як поменше 4тт) Виконання пристрою з числом елемертативний прилад для проведення, дозиметричної нтів, що детектують, більш 32 призвело б до збірозвідки, та забезпенення короткого часу перебульшення маси та габаритів корпуса-поглинача(при вання обслуговуючого персоналу в радіаційних зберіганні характеристик, що забезпечують фонові полях умови, необхідні для забезпечення високої точноУ основу винаходу поставлена задача створисті вимірювань) ти такий пристрій для вимірювання кутового розподілу інтенсивності гамма-випромінювання, що На фіг 1 зображений запропонований примав би, у порівнянні з пристроєм, обраним як прострій, на фіг 2 та 3 приведені картограми кутових тотип, менші габарити і масу, і дозволяв би скоророзподілів інтенсивності гамма-випромінювання тити час перебування обслуговуючого персоналу в ВІДПОВІДНО, для одного та двох джерел, на фіг 4 радіаційних полях картограма, отримана в робочих умовах після установки пристрою в південно-східному куті легПоставлена задача вирішується у пристрої кої кровлі об'єкта "Укриття" Чорнобильської АЕС для вимірювання кутового розподілу інтенсивності гамма-випромінювання, що містить корпусПристрій містить корпус-поглинач у вигляді поглинач у вигляді тіла з центральною симетрією, сферичного тіла 1(фіг 1), діаметром близько у якому виконане конічне заглиблення з розташо140мм, масою - близько 16кг, у якому виконано 32 ваним у ньому детектуючим елементом Згідно З КОНІЧНІ заглиблення 2, рівномірно розподілених по винаходом в корпусі-погливачі виконані додаткові поверхні корпуса 1 На дні кожного заглиблення 2 КОНІЧНІ заглиблення, рівномірно розподілені по розташовані детектуючі елементи 3(до трьох штук поверхні корпуса, у кожному з яких розташований для підвищення надійності вимірювань), розмідетектуючий елемент, причому загальна КІЛЬКІСТЬ щенні в капсулі 4 Тілесний кут, утворений конічзаглиблень складає п = 4 - 32, а тілесний кут, ною поверхнею заглиблення, складає при цьому утворений конічною поверхнею заглиблень, обраблизько 0 4 стерадіанів У пристрої використані ний за умовою е > 4тт/п стерадіанів р термолюмінісцентні детектори типу ТЛД-500К Пристрій працює таким чином Більш високу надійність, менші габарити і маУ приміщенні з нормальними радіаційними су, можна досягти, якщо термолюмінісцентний умовами у кожне з заглиблень 2 установлюють детектор(ТЛД) буде, використаний як детектуючий капсулу 4 із ТЛД Потім пристрій доставляють у елемент в пристрої Використання, ТЛД дозволяє місце проведення вимірювання, витримують під уникнути необхідності забезпечення електричного опроміненням пристрій у цьому МІСЦІ протягом живлення, електронних пристроїв запам'ятовуванзаданого часу, залежного від радіаційних умов у ня і зчитування, що дає можливість використовуМІСЦІ вимірювання та необхідної точності вимірювати цей пристрій у широкому діапазоні потужності вань ВІДПОВІДНО ДО паспорта ТЛД-500К, відносну експозиційної дози(від одиниць мР/год до сотень і похибку 5Н(%), вимірювання дози, яка накопичена тисяч Р/год) Крім того, малі розміри(товщина ТЛД у ТЛД, визначають по формулі біля 1мм, діаметр - біля 5мм) сприяють зменшенню габаритів і маси пристрою і доставці його у ЗН = 15 + — (у д і а п а з о н і Н = 0,05 - 1000Р важкодоступні місця в умовах радіаційної аварії вручну або за допомогою нескладних спеціальних (5Н = 45 + — ( у діапазоні Н = 0,005-0,05Р)) пристроів(штанги, троси тощо) за короткий час Н де Н - накопичена доза, Р Після розміщення запропонованого пристрою Потім пристрій видаляють із місця опроміненв полі гамма-випромінювання кожний з детектуюня, ТЛД витягають, з них зчитують величину накочих елементів, завдяки їхньому рівномірному розпиченої дози і обробляють результати вимірюванміщенню в ТІЛІ корпуса-поглинача, буде вимірюваня ти сумарну інтенсивність гамма-випромшення кожного з обраних напрямків що охоплюють весь Для обробки експериментальних даних і одепростір, і інтенсивність фонового з напрямків, що ржання реальних кутових розподілів(з урахуванзалишилися При цьому, завдяки наявності велиням фону) були розроблені спеціальні обчислювакої КІЛЬКОСТІ детектуючих елементів, вимірювання льні програми Тестові вимірювання підтвердили будуть здійснюватися одночасно з усіх обраних можливість визначення напрямку й інтенсивності напрямків, що, з одного боку, виключить необхідджерел гамма-випромінювання за допомогою заність використання додаткових засобів для повопропонованого пристрою роту корпуса у вертикальній та горизонтальній Пристрій був застосований для визначення куплощинах і приведе до зниження маси і габаритів тового розподілу потужності експозиційної допристрою, а з іншого боку, буде сприяти зниженню зи(ПЕД) на покрівлі об'єкта "Укриття" Чорнобильчасу перебування обслуговуючого персоналу в ської АЕС радіаційних полях Наявність конічних заглиблень Зображення, що приведене на фіг 4, показує у корпусі-поглиначі дозволяє сформувати анізоткутовий розподіл ПЕД, отриманий при експозиції ропію спрямованості реєстрації гаммазапропонованого пристрою протягом 24 годин 51987 Добре ПОМІТНІ два основні джерела об'єкти "А" і "Б" - південний басейн витримки Результати вимірювання цілком підтверджуються іншими наявними непрямими даними Використання запропонованого пристрою дозволило значно скоротити час перебування обслуговуючого персоналу в складних радіаційних умовах(у МІСЦІ вимірювання ПЕД сягала 2Р/год) і, ВІДПОВІДНО, ДОЗОВІ навантаження на персонал, який проводить виміри Реальний час юстировки(вш визначав час перебування в небезпечній зоні) складав біля 30с Процедури з доставки, монтажа, юстирування прототипу, за безпечення енергопостачання і зв'язку призвели б до великих витрат часу(не менше години) і, ВІДПОВІДНО, до додаткового опромінення персоналу Аналогічні дозові витрати були б і при демонтажу прототипу 1 Заявка Франції №2575821, G01T 1/169, 1986 2 Спосіб візуалізацм зі знімального плану й пристрій для його здійснення / Патент РФ №2147754C1(G01 T1/29, 1/164, 1/20) 3 Акц заявка Японії №5-53391, G01T 1/167, 1993 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71