Спосіб визначення напрямку на постійні точкові джерела гамма-випромінювання в просторі

Реферат: Спосіб визначення напрямку на постійні точкові джерела гамма-випромінювання в просторі, в якому визначення напрямку на гамма-джерело проводять за вимірюванням відношення щільностей потоку фотонів, що реєструють детекторами. Детектори розташовують всередині поглиначів заданої геометричної форми, яка визначає відповідну щільність потоку фотонів обернено пропорційно товщині поглинача, крізь яку проходять фотони, а відношення щільностей потоку фотонів одна до одної дає можливість визначити напрямок на постійні джерела гамма-випромінювання в площині чи просторі за коефіцієнтами пропорційності чи товщиною поглинача перед детекторами за напрямком розповсюдження гаммавипромінювання, що визначаються за формулою: KП  jx jy  exp hx  / exp  hy де jx , jy .   UA 85910 U (12) UA 85910 U UA 85910 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований спосіб належить до способів неруйнівного контролю та може бути використаний при радіаційному моніторингу для пошуку точкових джерел гаммавипромінювання. Відомий спосіб дистанційного виявлення радіоактивних об'єктів [1], який полягає в визначенні відстані до джерела радіоактивного випромінювання та визначенні його дозиметричних характеристик за допомогою вимірювання відношення інтенсивностей випускання фотонів на енергетичних лініях радіонукліда, що ослаблені шаром оточуючого середовища. Суттєвим недоліком цього способу є значний час виявлення радіоактивних об'єктів, невисока точність вимірювання. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб динамічного радіаційного контролю [2]. Основу вищезазначеного способу становить безперервна реєстрація іонізуючого випромінювання не менш ніж двома детекторами в процесі переміщення об'єкта контролю та детекторів відносно один одного, фіксацію моментів перевищення сигналами детекторів заданого порогу, за якими судять про знаходження джерела в зоні контролю, при цьому в процесі контролю детектори зміщені один відносно одного в напрямку, що є перпендикулярним напрямку відносного переміщення детекторів та об'єкта контролю, а при виявленні джерела визначають максимальні значення амплітуд сигналів детекторів, що відповідають появі джерела в зоні контролю, за винятком середніх значень сигналів, що відповідають навколишньому фону, порівнюють згадані максимальні значення амплітуд сигналів кожного детектора, визначають детектор, якому відповідає сигнал більшої амплітуди, вираховують відношення сигналу більшої амплітуди до сигналу меншої амплітуди, по вказаному відношенню судять про місцезнаходження джерела в зоні контролю та визначають відстань до нього. Суттєвим недоліком цього способу є необхідність зміщення детекторів один відносно одного в напрямку, що є перпендикулярним напрямку відносного переміщення детекторів та об'єкта контролю, що не дає можливості визначення напрямку в діапазоні кутів від 0° до 360°. В основу розробки способу визначення напрямку на постійні точкові джерела гаммавипромінювання в просторі поставлена задача створити спосіб, що дозволяє одночасно визначати напрямок на постійні гамма-джерела з похибкою, що обмежується статистичною похибкою реєстрації кількості гамма-квантів. Для вирішення поставленої задачі пропонується спосіб визначення напрямку на постійні точкові джерела гамма-випромінювання в просторі, в якому визначення напрямку на гаммаджерело проводять за вимірюванням відношення щільностей потоку фотонів, що реєструють детекторами, які розташовують всередині поглиначів заданої геометричної форми, яка визначає відповідну щільність потоку фотонів обернено пропорційно товщині поглинача, крізь яку проходять фотони, а відношення щільності потоку фотонів одна до одної дає можливість визначити напрямок на постійні джерела гамма-випромінювання в площині чи просторі за коефіцієнтами пропорційності чи товщиною поглинача перед детекторами за напрямком розповсюдження гамма-випромінювання, що визначаються за формулою: KП  jx jy  exp hx  / exp  hy де jx, jy - щільність потоку фотонів на детекторі х та детекторі   у, a hx, hy - товщини поглинача перед детектором x та детектором у при куті між обраною віссю та напрямком на джерело гамма-випромінювання, μ - лінійний коефіцієнт ослаблення матеріалу поглинача, КП - коефіцієнт пропорційності. Розроблений спосіб передбачає ділення щільності потоку фотонів, які надходять до одного детектора, на щільність потоку фотонів, які надходять до іншого, при цьому детектори розташовані в поглиначі. В залежності від форми поглиначів визначається їх необхідна кількість для визначення напрямку на постійні джерела гамма-випромінювання. Щільність потоку фотонів визначається відповідно до залежності j  A  fd E  fn E  e h , де А - активність джерела γR2 випромінювання; R - відстань від блока детектування до джерела γ-випромінювання; fd(E) залежність кількості рахунків від енергії гамма-випромінювання для детектора, fn(E) - залежність коефіцієнта поглинання гамма-випромінювання від речовини, крізь яку воно проходить, μ лінійний коефіцієнт ослаблення матеріалу поглинача, h - товщина поглинача. З цієї формули випливає, що відношення щільностей потоку фотонів з обох детекторів пропорційно товщинам поглинача від поверхні до детектора за напрямком розповсюдження гамма-випромінювання та дорівнює коефіцієнту пропорційності КП: 1 UA 85910 U  5 10 15  KП  jx jy  exp hx  / exp  hy , де jx, jy - щільність потоку фотонів на детекторі x та детекторі у, a hx, hy - товщини поглинача перед детектором x та детектором у при куті між обраною віссю та напрямком на джерело гамма-випромінювання. Аналогічні рівності виконуються для усіх пар детекторів, які використовують, звідки і визначається кут на γ-джерело в залежності від коефіцієнтів пропорційності чи товщини поглинача h перед детекторами за напрямком розповсюдження гамма-випромінювання. Таким чином за рахунок відношення щільностей потоків фотоні, що надходять з детекторів, одна до одної та отриманні відповідних коефіцієнтів пропорційності чи товщини поглинача перед детекторами за напрямком розповсюдження гамма-випромінювання визначається напрямок на постійні джерела гамма-випромінювання в площині та просторі. Джерела інформації: 1. Манец А.И., Алимов Н.И., Соловых С.Н., Бойко А.Ю., Григорьев А.А. Способ дистанционного обнаружения радиоактивных обектов: Пат. 2195006 РФ, G01T1/169. 2000126683/28, Заявл. 23.10.2000; Опубл. 20.12.2002. 2. Валуев Н.П., Мойш Ю.В., Никоненков Н.В., Углов В.А., Лысова О.В., Пушкин И.А. Способ динамического радиационного контроля: Пат. 2444029 РФ, G01T1/167. -- 2010120475/28, Заявл. 21.05.2010; Опубл. 27.02.2012. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Спосіб визначення напрямку на постійні точкові джерела гамма-випромінювання в просторі, в якому визначення напрямку на гамма-джерело проводять за вимірюванням відношення щільностей потоку фотонів, що реєструють детекторами, який відрізняється тим, що детектори розташовують всередині поглиначів заданої геометричної форми, яка визначає відповідну щільність потоку фотонів обернено пропорційно товщині поглинача, крізь яку проходять фотони, а відношення щільностей потоку фотонів одна до одної дає можливість визначити напрямок на постійні джерела гамма-випромінювання в площині чи просторі за коефіцієнтами пропорційності чи товщиною поглинача перед детекторами за напрямком розповсюдження гаммавипромінювання, що визначаються за формулою: KП  jx jy  exp hx  / exp  hy , де jx , jy - щільність потоку фотонів на детекторі x та   детекторі у, a h x , h y - товщини поглинача перед детектором x та детектором у при куті між обраною віссю та напрямком на джерело гамма-випромінювання,  - лінійний коефіцієнт ослаблення матеріалу поглинача, KП - коефіцієнт пропорційності. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2