Методика контроля радиационной обстановки при проведении рентгеновской дефектоскопии модернизированным прибором РКСБ-104

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Анализ приборов для измерения мощности эквивалентной дозы

1.1 Дозиметры ДРГ-01Т1 и ДБГ-06Т

1.2 Дозиметр-радиометр МКС-05 «ТЕРРА»

1.3 Дозиметр индивидуальный гамма- и рентгеновского излучения ДКГ-АТ2503/2503А

1.4 Дозиметр гамма и нейтронного излучения индивидуальный ДВС-01С

1.5 Дозиметр гамма излучения индивидуальный ДКГ-05Д

1.6 Дозиметр рентгеновского излучения ДКР-04М

1.7 Дозиметр-радиометр РКСБ-104

2. Модернизация дозиметр РКСБ - 104

2.1 Основные параметры и особенности прибора

2.2 Модернизация электрической принципиальной схемы прибора

3. Разработка методики контроля

3.1 Указания мер безопасности

3.2 Назначение методики

3.3 Погрешность измерения

3.4 Метод измерений

3.5 Требования к квалификации операторов

3.6 Подготовка к работе

3.7 Порядок работы

3.7.1 Измерение мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения

3.7.2 Измерение загрязненности поверхности бета-излучающими радионуклидами

4. Метрологическое обеспечение средств контроля

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Дозиметрия - раздел прикладной ядерной физики, рассматривающий ионизирующее излучение, физические величины, характеризующие поле излучения или взаимодействие излучение с веществом, а также принципы и методы определения этих величин. Дозиметрия имеет дело с такими физическими величинами ионизирующего излучения, которые определяют его химическое, физическое и биологическое действие. Важнейшее свойство дозиметрических величин - установленная связь между измеряемой физической величиной и ожидаемым радиационным эффектом.

Дозиметрический контроль включает контроль облучения личного состава служб ЧС, радиоактивного и химического загрязнения людей, техники, материальных средств, продовольствия, воды и объектов внешней среды. Задачи дозиметрического контроля определяются особенностями и масштабами практической деятельности и, в первую очередь, направлены на достижение следующих целей:

-подтверждения соответствия требованиям санитарного законодательства радиационно-гигиенических условий и выявление радиационной опасности;

-расчет текущих и прогнозируемых уровней облучения населения, а также техники, материальных средств, продовольствия, воды и объектов внешней среды

-обеспечение исходной информации для расчета доз и принятия решений в случае аварийного облучения, подтверждения качества и эффективности радиационной защиты людей

Данные дозиметрического контроля могут быть использованы также для:

-совершенствования применяемых и разработки новых технологии,

-предоставление населению информации, которая позволяет им понять как, где и когда они были облучены, что в свою очередь, поможет им в дальнейшем избегать дополнительного облучения, сопровождения обязательного медицинского обследования населения;

-эпидемиологического наблюдения за облученными контингентами

Принцип обнаружения ионизирующих (радиоактивных) излучений (нейтронов, гамма-лучей, бета - и альфа-частиц) основан на способности этих излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким изменениям среды относятся: изменения электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение) некоторых веществ; засвечивание фотопленок; изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току некоторых химических растворов и др.

Дозиметрические приборы предназначаются для:

-контроля облучения - получения данных о поглощенных или экспозиционных дозах излучения людьми и сельскохозяйственными животными;

-контроля радиоактивного заражения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;

-радиационной разведки - определения уровня радиации на местности.

Кроме того, с помощью дозиметрических приборов может быть определена наведенная радиоактивность облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте. Для радиационной (химической) разведки и дозиметрического контроля на объекте используют дозиметры и измерители мощности экспозиционной дозы



1. Анализ приборов для измерения мощности эквивалентной дозы

Дозиметры применяют для измерения индивидуальной эквивалентной дозы и мощности доз рентгеновского, в- и г-излучения в диапазоне энергий от 50 кэВ до 2-3 МэВ. Распространенные ниже модели: ДКГ и ДКС (индивидуальные), МКС (дозиметр-радиометр) - отличаются по классу точности и опциям (бытовые или профессиональные), количеству и типу детекторов, конструкции (переносные или стационарные) и т.д.

Универсальные бытовые дозиметры и радиометры - в зависимости от комплектации могут совмещать в себе различный функционал. Например, в приборе «Экотестер СОЭКС» имеется встроенный нитрат-тестер, определяющий содержание нитратов в продуктах питания. Дозиметр-радиометр МКС-05 «Терра-П» оснащён ещё и часами с будильником, а стационарный «Анализатор экологии АОМ-22» оборудован алкотестером и функцией определения качества окружающего воздуха (по наличию и концентрации в нём пыли и загрязняющих веществ). В дозиметре SMG-1 (питается стандартным телефонным аккумулятором, ёмкостью 850 мА, хватает на 300 ч непрерывной работы), имеющем термометр, на дисплее, наряду с уровнем радиационного фона, показывается и температура окружающего воздуха. Новые модели измерителей радиации могут иметь разъем мини-USB и соединительный провод для интеграции с компьютером (переноса собранной информации на ПК, чтобы проанализировать, посчитать статистику и оформить результаты измерений в графическом виде) и, что важно, для обеспечения возможности питания прибора при разряженной батарее или, если в качестве источника питания используются аккумуляторы для их подзарядки (для активации этой опции - в меню интерфейса надо включить этот режим). В современных аппаратах (Терра МКС, СОЭКС 01М Defender, SMG1, ДКГ-РМ) встроена энергонезависимая память для хранения результатов замеров, которые можно скинуть и на компьютер - с помощью USB-кабеля или по блютуз-интерфейсу.

В качестве детектора радиации применяются обычно:

- камерно-ионизационные газоразрядные счётчики Гейгера-Мюллера типа СБМ-20 (стандартные, бета фильтр - двухслойный, из меди и свинца, со всех сторон экранирует датчик);

- СБМ-21 (малочувствительный к низкоэнергетическому г-излучению и почти не реагирует на в-излучение);

- торцевые счетчики Бета-1/5 (окно сделано из слюды) - наиболее точные, и более дорогие, по сравнению с двумя вышеназванными.

Широкий диапазон измерений, максимально высокая точность и надёжность в работе ? есть только у полнофункциональных приборов нормальных размеров и профессионального класса, но и цена их значительно выше, чем у бытовых моделей.

Опции профессиональной аппаратуры:

- режим оперативного контроля удельной активности 137Cs в жидких и сыпучих пробах в полевых условиях;

- возможность измерять плотность потока - и в-частиц с загрязненных поверхностей, мощность амбиентного эквивалента дозы и дозу рентгеновского и гамма-излучения;

- энергонезависимая память и чтение записанных данных на табло или персональный компьютер;

- возможность дальнейшего дооснащения прибора дополнительными блоками детектирования по мере необходимости.

Для радиометрических приборов характерен значительный разброс отсчётов (до 20-40 %). В этих устройствах велика и длительность времени на измерение. Для улучшения сходимости результатов, хотя бы до 10-15 % увеличивают количество и время измерений (в том числеиспользуют дублирующие аппараты). Производители уменьшают приборную погрешность, повышая чувствительность - наращивая количество и качество детекторов ионизирующего излучения (газоразрядных счётчиков или различных видов сцинтилляторов из кристаллов, специальной пластмассы или керамики) в радиометрических устройствах, что ощутимо сказывается на стоимости комплекта.

1.1 Дозиметры ДРГ-01Т1 и ДБГ-06Т

Дозиметры ДРГ-01Т1 (рисунок 1) и ДБГ-06Т (рисунок 2) предназначены для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы МАД гамма-излучения и могут применяться для оперативного контроля работниками служб радиационной безопасности, дефектоскопических лабораторий, станций и т.п., на предприятиях народного хозяйства, в медицинских учреждениях. Широко используются также в структурах Министерства по чрезвычайным ситуациям и Министерства обороны.

Рисунок 1 - Дозиметр ДРГ - 01Т1

Рисунок 2 - Дозиметр ДБГ-06Т

Дозиметры имеют подсветку шкалы, что позволяет использовать их в условиях плохой видимости, встроенный контроль разряда батареи; признаны эталонными в странах СНГ и показали себя при работе на Чернобыльской АЭС на уровне лучших зарубежных дозиметров этого класса.

Диапазон измерения МАД для дозиметра ДРГ01Т составляет от 10 мкР/ч до 100 Р/ч, для дозиметра ДБГ-06Т - 0,01-99,99 мкЗв/ч; 10-999,99 мкЗв/ч с погрешность не более 15 %. Дозиметры могут работать в режимах поиска и измерения в интервале энергий от 50кэВ до 3,0 МэВ. Питание дозиметров осуществляется от автономного источника (гальванический элемент типа «Корунд»). Дозиметры имеют малый вес и габариты.

1.2 Дозиметр-радиометр МКС-05 «ТЕРРА»

Дозиметр-радиометр МКС-05 «ТЕРРА» (рисунок 3) предназначен для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы Н*(10) г-излучения, измерения амбиентного эквивалента дозы Н*(10) г-излучения, измерения плотности потока в-частиц.

Рисунок 3 - Дозиметр-радиометр МКС-05 «ТЕРРА»

Дозиметр-радиометр имеет двухтональную звуковую сигнализацию превышения запрограммированных пороговых уровней, цифровой дисплей с подсветкой, имеет три независимых измерительных канала с поочередным выведением информации. В качестве детектора ионизирующего излучения в дозиметре используется газоразрядный счетчик. Диапазон измерения мощности дозы Н*(10) составляет от 0,1 мкЗв/ч до 10,0 мЗв/ч, дозы Н*(10) ? от 1,0 мкЗв до 10,0 Зв, плотности потока в-частиц (по 90Sr + 90Y) ? 10?105 см?2·мин?1. Диапазон энергий г-излучения - 0,05-3,0 МэВ. Питание дозиметра-радиометра осуществляется от двух элементов типа ААА, габаритные размеры (масса) - 120Ч52Ч26 мм (0,1 кг).

1.3 Дозиметр индивидуальный гамма- и рентгеновского излучения ДКГ-АТ2503/2503А

Дозиметр индивидуальный гамма- и рентгеновского излучения ДКГ-АТ2503/2503А (рисунок 4) представляет собой миниатюрный микропроцессорный прямопоказывающий индивидуальный дозиметр. Совместно с устройством считывания (УС), подключаемым к ПЭВМ, он обеспечивает создание системы автоматизированного контроля дозовых нагрузок на персонал.

Рисунок 4 - Дозиметр ДКГ-АТ2503/2503А

ДозиметрДКГ-АТ2503/2503Аможет проводить одновременное измерение индивидуального эквивалента дозы Hp(10) и мощности индивидуального эквивалента дозы Hp(10) непрерывного рентгеновского и гамма-излучения.

Программное обеспечение, поставляемое с УС, позволяет осуществлять:

- считывание/установку индивидуального и заводского номеров дозиметра;

- изменение порогов по дозе и мощности дозы;

- запрет/разрешение выбора порогов от кнопки на передней панели дозиметра;

- изменение интервала накопления доз от 1 до 255 мин и возможность определения накопленных доз за любой интервал в течение рабочей смены;

- автоматическую запись в память не менее 800 значений дозы, накопленных за выбранный интервал накопления;

- сброс (обнуление) накопленной дозы;

- запрет/разрешение сброса накопленной дозы от кнопки на передней панели дозиметра;

- автоматическую запись информации в базу данных, документирование.

В качестве детектора ионизирующего излучения в дозиметре используется газоразрядный счетчик. Диапазон измерения составляет:

- дозы Hp(10) - от 1 мкЗв до 10 Зв;

- мощности дозы Hp(10):

а) ДКГ-АТ2503А ? от 0,1 мкЗв/ч ддо 0,1 Зв/ч;

б) ДКГ-АТ2503 ? от 0,1 мкЗв/ч до 0,5 Зв/ч.

Основная относительная погрешность измерения составляет ± 15 %; диапазон энергий регистрируемого рентгеновского и гамма-излучения - 0,05?1,5 МэВ. Энергетическая зависимость в диапазоне 0,05?1,5 МэВ - ± 30 %. Время установления рабочего режима составляет не более 1 мин. Прибор обладает звуковой и световой сигнализацией.



1.4 Дозиметр гамма и нейтронного излучения индивидуальный ДВС-01С

Дозиметр гамма- и нейтронного излучения индивидуальный ДВС-01С (рисунок 5) представляет собой прямопоказывающий электронный дозиметр для контроля дозовой нагрузки на персонал. Он предназначен для измерения индивидуального эквивалента дозы (ИЭД) гамма-нейтронного излучения, в частности:

- измерение текущего индивидуального эквивалента дозы Hp(10) смешанного гамма-нейтронного излучения;

- измерение текущего индивидуального эквивалента дозы нейтронного излучения;

- измерение мощности индивидуального эквивалента дозы Hp(10) смешанного гамма-нейтронного излучения.

Рисунок 5 -Дозиметр гамма-нейтронного излучения индивидуальный ДВС-01С

Дозиметр обладает следующими свойствами:

- запоминание в энергонезависимой памяти до 900 историй накопления ИЭД смешанного гамма-нейтронного излучения и до 300 историй накопления ИЭД нейтронного излучения, при этом запись во встроенную память приращения ИЭД гамма-нейтронного излучения ведется через заданные промежутки времени;

- отображение на дисплее значения суммарного ИЭД гамма-нейтронного излучения, либо значения ИЭД нейтронного излучения;

- двусторонняя инфракрасная связь с компьютером через считывающее устройство, либо через IRDA?порт компьютера;

- выключение, очистка памяти, настройка осуществляются программно c помощью компьютера, персонал без права доступа не может вмешаться в работу дозиметра;

- плавная установка порогов звуковой и световой сигнализации по ИЭД и мощности ИЭД во всем диапазоне измерения с помощью компьютера;

Технические характеристики дозиметра:

- диапазон измерения ИЭД -излучения - 1-1,5·107 мкЗв;

- рабочий диапазон мощности ИЭД -излучения - 1-107 мкЗв/ч;

- диапазон измерения ИЭД нейтронного излучения - 20-1,5·107 мкЗв;

- рабочий диапазон мощности ИЭД нейтронного излучения ? 1- 2·106 мкЗв/ч;

- диапазон энергий нейтронного излучения - 0,025·10-6-20 МэВ;

- энергетическая зависимость чувствительности для типовых спектров нейтронного излучения относительно спектра Pu-Be источника -от минус 50 до плюс 80 %;

- диапазон энергий гамма-излучения-0,05-6 МэВ;

- энергетическая зависимость чувствительности к -излучения относительно излучения источника Cs-137 ? ±35 %;

- погрешность измерения - ±10 %.

1.5 Дозиметр -излучения индивидуальный ДКГ-05Д

Дозиметр -излучения индивидуальный ДКГ-05Д (рисунок 6) -прямопоказывающий электронный дозиметр для контроля дозовой нагрузки на персонал.

Рисунок 6 - Дозиметр г-излучения индивидуальный ДКГ-05Д

Дозиметр ДКГ-05Д предназначен для измерения текущего индивидуального эквивалента дозы Hp(10) и мощности индивидуального эквивалента дозы Hp(10).

Свойства дозиметра:

? запоминание в энергонезависимой памяти до 1900 историй накопления дозы;

? двусторонняя инфракрасная связь со считывающим устройством либо с IRDA?портом компьютера;

? выключение, очистка памяти, настройка осуществляются программно через считывающее устройство, персонал без права доступа не может вмешаться в работу дозиметра;

? плавная установка порогов по дозе и мощности дозы во всем диапазоне измерения.

В качестве детекторов ионизирующего излучения используются полупроводниковые кремниевые детекторы.

Технические характеристики:

- диапазон измерения:

а) дозы Hp(10) - 0,001-1,5·104 мЗв;

б) мощности дозы Hp(10) - 0, 0001-1·104 мЗв/ч;

- диапазон энергий - 0,05-3,0 МэВ.

Звуковая и световая сигнализация срабатывает при превышении порогов по дозе, превышении порогов по мощности дозы, превышении пределов измерения и разряде элементов питания. Время измерения мощности дозы составляет от 1 до 255 с и уменьшается с ростом мощности дозы. Установка порогов измерения осуществляется с шагом 1 мкЗв/ч по МЭД и 1 мкЗв по дозе. Память прибора может хранить до 1900 результатов измерений. дозиметр модернизация излучение мощность

Программное обеспечение:

- программа «Метролог» предназначена для: настройки и поверки дозиметра ДКГ-05Д, установки порогов по дозе, мощности дозы, просмотра и стирания архива дозиметра;

- программа «Внесистемный пользователь» предназначена для: установки порогов по дозе, мощности дозы, просмотра и стирания архива,установки персонального номера;

- программа «Автоматизированная система индивидуального дозиметрического контроля предприятия (АСИДК)» предназначена для: установки порогов по дозе, мощности дозы, просмотра и стирания архива, ведения базы данных индивидуального дозиметрического контроля предприятия на основе системы управления базами данных (СУБД), включающей в себя: таблицу персонала; таблицу цехов/отделов; таблицу должностей; таблицу категорий персонала; таблицу видов работ; таблицу выдачи дозиметров; временные картограммы дозиметра; установку запретов; формирование отчетов.

Краткое описание работы с дозиметром. При работе в составе АСИДК предприятий с большим числом контролируемого персонала работа с дозиметром максимально автоматизирована: работник достает любой дозиметр из кассетного зарядного устройства, расположенного у входа в контролируемую зону, помещает его в считывающее устройство и набирает свой персональный код (табельный номер). Считывающее устройство передает код работника и номер дозиметра в компьютер. Программное обеспечение АСИДК проверяет код доступа работника, записывает номер дозиметра в ячейку работника и записывает разрешенную работнику дозу в память дозиметра как пороговое значение по дозе. При выходе из контролируемой зоны работник также помещает дозиметр в считывающее устройство. Доза, полученная работником, передается в компьютер. Если доза, полученная работником, превысила разрешенную дозу, то в компьютер передается 1900 результатов дозы из памяти дозиметра («история накопления дозы по времени»).Для предприятий с небольшим числом контролируемого персонала эти работы выполняются дежурным дозиметристом.

1.6 Дозиметр рентгеновского излучения ДКР-04М

Дозиметр рентгеновского излучения ДКР-04М предназначен (рисунок 7) для оперативного и текущего индивидуального дозиметрического контроля персонала, работающего с источниками рентгеновского излучения и служит для измерения дозы и мощности индивидуального эквивалента дозы Нр(10) рентгеновского излучения (кроме промышленных установок со сверхкороткими импульсами), определения и индикации эффективной дозы.

Рисунок 7 - Дозиметр рентгеновского излучения ДКР-04М

Дозиметр обладает следующими свойствами:

- измерение текущей (со времени последнего включения) и общей (за все время эксплуатации) накопленной дозы;

- простая установка пользователем порогов сигнализации по дозе и мощности дозы;

- индикация значения текущей накопленной дозы и промежутка времени, в течение которого доза получена;

- определение и индикация эффективной дозы - величины, нормируемой по [1];

- наличие звуковой и визуальной сигнализации превышения порогов по мощности дозы и накопленной дозе;

- индикация напряжения батареи;

- сохранение информации о накопленной дозе при отключении от батареи.

Технические характеристики:

- тип детектора - кремниевый с энергокомпенсирующим фильтром;

- диапазон измерения:

а) мощности дозы H*p(10) - от 1,0 мкЗв/ч до 50 мЗв/ч;

б) дозы Hp(10) - от 1 мкЗв до 10 Зв;

- диапазон эффективной энергии рентгеновского излучения - 15-150 кэВ;

- энергетическая зависимость чувствительности относительно энергии 100 кэВ, не более ±35 %;

- анизотропия при эффективной энергии 30 кэВ и углах падения излучения от 0 до +60° относительно оси, перпендикулярной к задней плоскости дозиметра не более - 35 %;

- время измерения в зависимости от мощности дозы - от 1 до 255 с (уменьшается с ростом мощности дозы);

- звуковая и световая сигнализация;

- число устанавливаемых порогов: по дозе - 32; по мощности дозы - 16.



1.7 Дозиметр-радиометр РКСБ-104

В дозиметре РКСБ-104 имеется звуковая сигнализация о превышении мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения, установленной потребителем. РКСБ-104 малогабаритный прибор с ручным выбором режимов и пределов измерения, предназначен для контроля радиационной обстановки специалистами и населением.Благодаря функции "дежурный режим" прибор РКСБ-104 не требует постоянного Вашего контроля за радиационной обстановкой, где бы Вы ни находились - в лесу, на даче, вблизи опасных в радиактивном плане объектов и т.д. При превышении установленного Вами порога дозиметр РКСБ-104подаст звуковой сигнал об опасности. В приборе РКСБ-104предусмотрена функция усреднения показаний из выборки измерений для получения более точных данных. Прибор РКСБ-104 отличает простота управления, универсальность функций и современный дизайн.

Основные параметры дозиметра РКСБ-104

Диапазоны измерения:
Мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения	от 0,1 до 99,99мк3В/ч 10 - 9999мкР/ч
Плотности потока бетта-излучения с поверхности	от 6 до 6000 частиц/мин· см
Удельной активности радионуклида цезий-137	от 2х103 до 2х106Бк/кг
Диапазон энергии излучения
Гамма-излучения	от 0,06 до 1,25 МэВ
Бетта-излучения	от 0,5 до 3 МэВ
Пределы допускаемых значений основных погрешностей измерений
Мощности полевой эквивалентной дозы гаммы-излучения:
- в диапазоне (10 - 99,9) мк3в/ч	± 25 %
Плотности потока бетта-излучения с поверхности:
-в диапазоне (6-6000)-частиц/мин·см	± 40 %
Удельной активности радионуклида цезий-137:
-в диапазоне ( 2х103 - 2х106)Бк/кг	± 40 %
Энергетическая зависимость показаний при измерениях мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения	не хуже ... ± 25 % (по отношению к показаниям прибора от образцового источника цезий-137)
Общие
Время измерения, не превышает	40 с
Питание от батареи типа "Корунд" напряжением	9 В
Габариты, не более	154 х 77 х 39 мм
Масса, не более	0,35 кг



2. Модернизация дозиметр РКСБ - 104

2.1 Основные параметры и особенности прибора

Бытовой дозиметр предназначен для измерения величин: а) мощности полевой эквивалентной дозы гамма- излучения в диапазоне 0,1- 99,99мк зв/ч(10 мкРч- 9,99 мР/ч); б) плотности потока бета - излучения с поверхности, загрязненных радионуклидами в диапазоне 0,1- 100 с -1*см-2(6-6000 бета частиц/см2 *мин)

-по стронцию- 90 и иттрию-90; в)удельной активности радионуклидов цезия- 137 в диапазоне 2*103 - 2*106 Бк/кг (5,4*10-8 - 5,4*10-5 Ки/кг).

Для измерения мощности полевой эквивалентной дозы необходимо снять крышку-фильтр(Рисунок 2.1.1) и перевести движки кодового переключателя S4: S4.5 и S4.6 в положение ''1'',а S4.7 и S4.8 в положение ''0''. Устанавливают крышку-фильтр на место. Переводят переключатели: S3 в положение `'х 0,01'', S2 в положение `'Раб''. Включают прибор переключателем S1, переведя в положение `'Вкл''.

Установившиеся на табло показания во время действия звукового прерывистого сигнала, умножают на 0,01 и получают дозу гамма- излучения в микрозивертах в час (мк зв/ч).

Измерение удельной активности радионуклидов цезия- 137 производится снятие крышки- фильтра и переводят движки кодового переключателя S4: S4.5 и S4.8 в положение `'1'', а S4.6 и S4.7 в положение `'0''. Устанавливают переключатели : S3 в положение `'х 20'', S2- в положение `'Раб''. Помещают прибор на кювету, заполненную чистой в радиационном отношении водой до метки. Включают прибор. Снимают 5 фоновых показаний, по которым рассчитывают среднеарифметическое фоновое показание (Аф). Освобождают кювету от воды и просушивают. Затем заполняют кювету исследуемым раствором до метки. Устанавливают прибор на кювету и повторяют операции, аналогичные произведенным при изменении фона, определяя среднеарифметическое показание (Аизм.). Удельная активность А водного раствора по радионуклидам цезия 137:

А=К2(Аизм.- Аф)

где, К2=20 Бк/кг(л) или 200 Бк/кг(л)-в зависимости от положения переключателя S3.

Измерение загрязненности поверхностей бета - излучающими радионуклидами производится путем снятия крышки- фильтр и переводом движков кодового переключателя S4: S4.5 и S4.7 в положение `'1'', а S4.8 в положение ''0''. Устанавливают крышку- фильтр на место. Переводят переключатель S3 в положение `'х 0,01'', а переключатель S2 в положение `'Раб''.

На удаление не менее 1м от исследуемой поверхности измеряют фон(Чф) во время действия прерывистого звукового сигнала. Выключают прибор. Затем снимают крышку- фильтр, помещают прибор на расстоянии не более 1см над исследуемой поверхностью. Включают прибор и снимают показание прибора(Ч).

Выключают прибор. Устанавливают крышку- фильтр на место. Плотность потока частиц с загрязненной поверхностью

ЧB,S=К1(Ч-Чф)c*см2

где К1=0,01 при верхнем положении переключателя S3

К1=0,01- при нижнем.



Рисунок 2.1.1 - Общий вид прибора

2.2 Модернизация электрической принципиальной схемы прибора

В целях модернизации, повышения надежности и упрощения устранения неполадок и поломок была произведена замена следующих элементов на современные аналоги:

- Стабилитроны КС162А на более мощные стабилитроны BZX79-C6V2

- Микросхемы К176ИЕ12 на более современные и надежные MM5368

- Микросхемы К561ТМ2 на более современные и надежные CD4013A

Электрическая принципиальная схема изображена на чертеже 00.00.00.



3. Разработка методики контроля

Для разработки методики контроля модернизированным прибором, необходимо в первую очередь учитывать указания мер безопасности, приведенные в паспорте оригинального РКСБ - 104.

3.1 Указания мер безопасности

При измерении величины мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения, плотности потока бета-излучения с загрязненных поверхностей, отборе проб веществ, измерении удельной активности радионуклидов в пробах и метрологической поверке прибора необходимо соблюдать «Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87» и «Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87»

После измерений проб кюветы необходимо тщательно продезактивировать, вымыв их с применением синтетических моющих средств.

При работе со снятой крышкой соблюдать осторожность и предотвращать повреждение пленочных фильтров газоразрядных счетчиков, т.к. во включенном состоянии счетчики находятся под высоким напряжением( порядка 400 В).

Вещества проб с выявленной радиоактивностью и радиоактивные отходы дезактивации подлежат захоронению в местах, определенных санэпидстанцией.

3.2 Назначение методики

Данная методика устанавливает порядок выполнения непосредственно измерений и сопутствующих работ, оформления результатов измерений.

Для выполнения измерений применяем дозиметр-радиометр бытовой РКСБ-104 модернизированный (далее дозиметр). Дозиметр позволяет оперативно обнаружить загрязненность радионуклидами или найти источник ионизирующего излучения.

Технические характеристики и описание дозиметра изложены выше. В частности, дозиметр предназначен для измерения величин: а) мощности полевой эквивалентной дозы гамма- излучения в диапазоне 0,1- 99,99мк зв/ч; б) плотности потока бета - излучения с поверхности, загрязненных радионуклидами в диапазоне 0,1- 100 с -1*см-2(6-6000 бета частиц/см2 *мин)

3.3 Погрешность измерения

Погрешность методики измерений определяется погрешностью дозиметра.

Изменение чувствительности дозиметра при постоянной мощности дозы в зависимости от энергии регистрируемого излучения: не более чем ± 25% от значения, полученного от источника ионизирующего излучения - радионуклида цезия-137 (энергия излучения 0,66 МэВ).

3.4 Метод измерений

Измерение мощности эквивалентной дозы на местности выполняют методом измерения скорости счета импульсов, возникающих в двух газоразрядных счетчиках (СБМ20), включенных параллельно, под действием излучения.

3.5 Требования к квалификации операторов

К самостоятельному выполнению измерений и обработке их результатов допускают лиц, имеющих образование в объеме физико-математической программы 7-8 класса, прошедших учебно-тренировочные занятия под руководством профессиональных работников.

3.6 Подготовка к работе

1) Необходимо открыть крышку отсека питания ( направление перемещения крышки указано стрелкой на ней); подключить батарею к колодке, соблюдая полярность подключения: обернуть ее транспортировочной прокладкой и установить вместе с колодкой в отсек. Закрыть крышку отсека.

2) Перед включением прибора снять заднюю крышку-фильтр. Для этого необходимо сместить вниз запирающую защелку и, подав на себя верхнюю часть крышки-фильтра, одновременным движением вверх извлечь ее направляющие из посадочных гнезд в крышке прибора.

3) Установить движки кодового переключателя S4: S4.1-S4.6 - в положение "1"; S4.7, S4.8 - в положение "0"(Рисунок 3.6.1).

Рисунок 3.6.1 - Настройка движков кодового переключателя

4) Установить на место крышку-фильтр. Для этого необходимо вставить ее направляющие в гнезда крышки, сместить вниз запирающую защелку и, подав вперед верхнюю часть крышки-фильтра до упора в крышку прибора, отпустить защелку, которая закрепит крышку-фильтр на приборе.

5) Перевести органы управления прибора - тумблеры S2 и S3 в верхнее положение.

6) Проверить работоспособность измерительной схемы прибора, для чего необходимо выполнить следующие действия:

- перевести тумблер S1 в верхнее положение("ВКЛ"); при этом прибор должен начать регистрировать внешний радиационный фон ( индикация символов "ч" и "V" на табло индикатора должна отсутствовать);

- примерно через 28 с после включения прибор должен выдать прерывистый звуковой сигнал и индицировать в правом нижнем углу табло индикатора символ "F"; при этом табло индикатора должно индицироваться ( установиться) 4-разрядное число, значащая часть которого, умноженная на пересчетный коэффициент, равный 0,01 при измерениях мощности полевой эквивалентной дозы внешнего фона гамма-излучения в верхнем положении тумблера S3, и даст измеренную величину в микрозивертах в час (мкЗв/ч). Время индикации установившегося значения 4-разрядного числа на табло - порядка 14 с, после этого звуковой сигнал должен прекратиться, а прибор - автоматически повторить цикл измерения;

- выключить прибор.

7) Проверить работу порогового устройства, для чего необходимо выполнить:

-перевести движки тумблеров S2 и S3 в нижнее положение ( соответственно "ДЕЖ" и "Ч0,001

Ч0,001

Ч20")

- включить прибор тумблером S1. В течение времени порядка 28 с на табло будут индицироваться возрастающие значения 4-разрядного числа. В момент превышения им значения 0,100±0,010 ( что соответствует порогу срабатывания сигнализации, установленному потребителем проверочных операций и равному 0,1 мкЗв/ч), прибор должен выдать непрерывный звуковой сигнал. Увеличение числа на табло будет продолжаться до окончания цикла измерения. Включение звукового сигнала должно произойти после двукратного превышения установленного порога срабатывания сигнализации или, если он не будет достигнут, после завершения цикла измерений;

-выключить прибор

- установить в соответствии с указаниями требуемую величину порога срабатывания сигнализации по мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения.

На этом подготовка прибора к работе, включающая в себя проверку его работоспособности, заканчивается.

3.7 Порядок работы

Прибор является многофункциональным средством измерения значений 3-х физических величин:

- мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения;

- плотности потока бета-излучения с поверхности;

- удельной активности радионуклида цезий-137 в веществах.

Для получения результата измерения конкретной физической величины показание прибора ( или среднее арифметическое нескольких отсчетов показаний) надо умножить на пересчетный коэффициент, указанный для каждой измеряемой величины и каждого поддиапазона измерений на лицевой панели прибора, справа от тумблера S3. Результаты получаются в единицах измерения, которые указаны там же, на панели прибора, под табло индикатора. Для удобства обозначение измеряемой величины и единицы ее измерения и значения пересчетных коэффициентов, относящихся к этой величине, маркируются на лицевой панели краской одного цвета, отличного от цвета аналогичных обозначений, принятых для других измеряемых величин.

3.7.1 Измерение мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения

1) Снять заднюю крышку-фильтр

2) Перевести движки кодового переключателя в положения, показанные на рисунке ниже.

Рисунок 3.7.1 - Положения движков кодового переключателя при измерении мощности полевой эквивалентной доза гамма-излучения.

3) Установить крышку-фильтр на место.

4) Перевести тумблеры S2 и S3 в верхние положения ( "РАБ" и

"Ч0.01

Ч0.01

Ч200" соответственно)

5) Включить прибор тумблером S1, переведя его в положение "ВКЛ". Через 28 с прибор выдает прерывистый звуковой сигнал, а на табло жидкокристаллического индикатора индицируется символ "F" и отображается 4-разрядкое число. Для определения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения умножить значащую часть этого числа на пересчетный коэффициент, приведенный в таблице ниже ( таблица 3.7.1). Полученный результат измеряется в микрозивертах в час (мкЗв/ч).

Таблица 3.7.1 - Значения пересчетных коэффициентов.

Примечание. Значащая часть 4-разрядного числа соответствует измеренной величине мощности эквивалентной дозы гамма-излучения в микрорентгенах в час (мкР/ч)

6) Для получения более точного результата измерения ( в пределах допускаемых значений основной погрешности измерений) при величинах мощности полевой эквивелентной дозы гамма-излучения менее 10 мкЗв/ч повторить измерения при нижнем положении тумблера S3 ( положение остальных органов управления не изменяется). Время измерения при этом увеличится до 270-280 с. Показания прибора умножить на пересчетный коэффициент ( Таблица 3.7.1).

3.7.2 Измерение загрязненности поверхности бета-излучающими радионуклидами

1) Снять заднюю крышку-фильтр

2) Перевести движки кодового переключателя в положения, показанные на рисунке ниже.

Рисунок 3.7.2 - Положения движков кодового переключателя при измерении загрязненности поверхности бета-излучающими радионуклидами.

3) Установить крышку-фильтр на место.

4) Перевести тумблеры S2 и S3 в верхние положения ( "РАБ" и

"Ч0.01

Ч0.01

Ч200" соответственно)

5) Поднести прибор к исследуемой поверхности, поместив между ними пластмассовую упаковку или удалить сам прибор от поверхности на 110-120 см. Включить прибор тумблером S1, установив его в положение "ВКЛ".

6) Снять фоновое показание прибора, которое установится на табло через интервал времени, примерно равный 18 с после включения прибора. Запомнить или записать показания прибора.

7) Выключить прибор, тустанови тумблер S1 в положение "ВЫКЛ".

8) Снять заднюю крышку-фильтр и поместить прибор над исследуемой поверхностью на расстояние не более 1 см.

9) Включить прибор тумблером S1. Запомнить или записать показание прибора, установившееся во время действия прерывистого звукового сигнала.

10) Определить величину загрязненности поверхности бета-излучающими радионуклидами, которая характеризуется величиной плотности потока бета-излучения с поверхности, по формуле

где - плотность потока бета-излучения с поверхности в частицах в секунду с квадратного сантиметра ( 1/(с·см2) )

К1 - коэффициент, равный 0,01

- показание прибора со снятой крышкой

- показание прибора, соответствующее внешнему радиационному фону гамма-излучения.



4. Метрологическое обеспечение средств контроля

Рекомендованный межповерочный интервал составляет 1 года.

При проведении поверки должны быть выполнены операции, у казанные в таблице ниже( Таблица 4.1).

Таблица 4.1 - Перечень необходимых операций

Основные технические характеристики образцовых и вспомогательных средств поверки, необходимых при поверке прибора, указан в таблице ниже( Таблица 4.2).



Таблица 4.2 - Основные технические характеристики образцовых и вспомогательных средств поверки.

При проведении поверки должны соблюдаться требования радиационной безопасности, изложенные в правилах и нормах, описанных выше.

Условия поверки и подготовки к ней:

При проведении операции поверки должны соблюдаться условия, указанные в таблице 4.3

Таблица 4.3 - Условия окружающей среды

Температура окружающей среды, оС	20±5
Относительная влажность, %	От 30 до 80
Атмосферное давление, кПа	От 86 до107
Номинальное напряжение питания, В	9±0,5
Уровень внешнего гамма-фона, мкР/ч	Не более 30



После выполнения вышеперечисленных операций и достижения требуемых условий, проводится операция поверки.

Далее проводятся пробные измерения. При этом устанавливается исправность прибора.

Определение метрологических характеристик. Проверка основной погрешности измерений прибора производится при изменении мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения 60 мкЗв/ч, создаваемой с помощью средств поверки, указанных в таблице 4.2.

Прибор устанавливается на поверочную установку, в геометрическом центре детекторов( знак "+" на крышке-фильтре) создается мощность полевой эквивалентной дозы гамма-излучения величиной 60 мкЗв/ч. Прибор необходимо включить и снять показания( тумблеры S2, S3 - в верхнем положении)

Вычисляется основная погрешность измерений( в процентах):

;

где Н0 - расчетное значение мощности полевой эквивалентной дохы гамма-излучения в точке поверки, равное 60 мкЗв/ч;

Ни - результат измерения мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения (в мкЗв/ч) прибором, определяемый произведением показания пробора на коэффициент, равный 0,01.

Результаты поверки считаются положительными, если основная погрешность измерений не превышает ±25%.



Заключение

В данном курсовом проекте была разработана методика контроля радиационной обстановки при проведении рентгеновской дефектоскопии модернизированным прибором РКСБ - 104.

Сущность разработанной методики заключается в произведении замеров и вычислении мощности эквивалентной дозы гамма-излучения. Так же имеется возможность измерения и расчета загрязненности бета-излучающими радионуклидами поверхностей, находящихся в зоне проведения рентгеновской дефектоскопии.

Так же был проведен анализ приборов для измерения мощности эквивалентной дозы, наиболее часто применяющихся в области индивидуальной дозиметрии как гражданским населением в бытовых целях, так и персоналом на производстве.

Была проведена модернизация электрической схемы прибора с целью замены некоторых элементов на современные аналоги для повышения надежности и предотвращения различных неполадок.

Так же был приведен перечень необходимых мер безопасности при работе с данным прибором, соблюдение которых необходимо для безопасного проведения всех необходимых измерений.



Список использованной литературы

1. Методика выполнения измерений мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в окружающей среде МВИ-03-94-ОРБ ПИЯФ РАН, ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. Гатчина, 1994 г.

2. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). М. Госкомсанэпиднадзор России, 1996 г.

3. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП-72/87). М. Энергоатомиздат. 1988 г.

4. Магилинский А.П. Методические указания для самостоятельной работы для студентов специальности 1-54 01 02 «Методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов» - Могилев: ГУ ВПО «Белорусско-Российскийуниверситет», 2013.

5. Санитарные правила и нормы при проведении радиационной дефектоскопии 2.6.1.8-12-2004

Размещено на Allbest.ru