Радиационный технологический контроль – важнейшая составляющая системы радиационного контроля на любой ядерной энергетической установке, включая и атомные электростанции. При радиационном контроле технологических систем ядерных энергетических установок, наиболее полная информация может быть получена с использованием спектрометрических средств измерений. Указанные средства измерений позволяют обеспечивать требуемые характеристики как по нижним пределам обнаружения радионуклидов в измеряемых средах, что особенно важно при контроле за поступлением радиоактивных веществ в окружающую среду, так и по избирательности, что является определяющим при контроле характерных для ядерных энергетических установок многокомпонентных технологических сред. Спектрометрический метод, позволяющий идентифицировать конкретные искомые радионуклиды в контролируемом объекте, обладает более высокой информативностью по сравнению с методом измерения так называемой «суммарной активности», который реализуется на основе интегральной функции отклика детектора от воздействия ионизирующего излучения.
Спектрометрический метод обеспечивает новый качественный уровень и высокую степень достоверности выводов как для решения задач ранней диагностики отклонений от условий нормальной эксплуатации, так и для корректной и объективной оценки возможного техногенного радиационного воздействия на население и окружающую среду. Разработка комплекса радиометров-спектрометров являлась инновационной, т.к. до этого в мировой практике отсутствовали унифицированные автоматические спектрометрические комплексы технологического исполнения для решения задач радиационного технологического контроля, способные в полной мере реализовывать спектрометрический метод контроля, которые охватывали бы практически все объекты радиационного технологического контроля и могли быть интегрированы в автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК).
Разработанный комплекс радиометров-спектрометров представляет собой новое поколение отечественных автоматизированных приборов для радиационного технологического контроля, превосходящих по своим характеристикам зарубежные аналоги и позволяющих получать данные, необходимые для контроля герметичности основных защитных барьеров атомных энергетических установок как при нормальных условиях эксплуатации, так и при нарушении условий нормальной эксплуатации. Полномасштабная разработка комплекса была выполнена под контролем и с соблюдением всех норм и требований нормативных документов РФ.
Радиометры-спектрометры могут работать как в составе автоматизированных систем радиационного контроля (АСРК), так и в автономном режиме на атомных станциях и других объектах ядерной отрасли. Режим работы радиометров-спектрометров — непрерывный, длительный.
Общие технические характеристики комплекса | |
Диапазон энергий измеряемого гамма-излучения | от 0.05 до 3 МэВ |
Интегральная нелинейность спектрометрического тракта, не более | 1% |
Максимальная входная статистическая загрузка спектрометрического тракта, не менее | 100000 имп/с |
Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объемной активности | ±50% |
Нестабильность характеристики преобразования спектрометрического тракта за 24 ч непрерывной работы, не более | 2% |
Время установления рабочего режима системы, не более | 30 минут |
Напряжение питания от промышленных сетей переменного тока частотой от 48 до 51 Гц, В | 176…253 |
Потребляемая мощность, не более | 100 ВА |
До уровня серийно выпускаемых изделий доведены следующие новые средства измерений:
- Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности йода МГГ-021
- Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности аэрозолей МАГ-030
- Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности аэрозолей МАГ-031
- Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности жидких сред МЖГ-040
- Радиометр-спектрометр для контроля активности в источнике МИГ-050
- Радиометр-спектрометр для контроля объёмной активности жидких сбросов МЖГ-080
Общими преимуществами разработанных радиометров-спектрометров являются:
- технологическое исполнение, обеспечивающее длительную работоспособность в жестких условиях эксплуатации на промышленных объектах;
- высокая степень унификации всего комплекса разработанных технических средств, что резко сокращает номенклатуру ЗИП, значительно снижает затраты на обучение персонала и облегчает техническое обслуживание в процессе эксплуатации;
- применение современных методических решений (цифровая обработка сигналов, применение новых типов детекторов с кристаллами LaBr3(Ce), использование аналитических фильтров и высокоселективных сорбентов, специальные алгоритмы функционирования и др.) с целью обеспечения информативности и высокой степени достоверности контроля;
- возможность достижения относительно высокого энергетического разрешения (не более 3,5% по Cs-137) без применения сложных и дорогостоящих специальных криогенных установок для охлаждения детекторов;
- полноценный спектрометрический режим измерений с получением и использованием амплитудного распределения импульсов для всего аппаратурного спектра энергий;
- построение математической модели и обработка каждого аппаратурного гамма-спектра, включая идентификацию изотопного состава с возможностью распознавания реального вклада отдельных радионуклидов в аппаратурный спектр;
- расчет значений объемной активности всех обнаруженных радионуклидов с динамическим учетом фона;
- расчет погрешности измерения значений объемной активности при Р=0.95 и оценка значений минимальной измеряемой активности для заданных радионуклидов;
- наличие в составе каждого изделия современного мощного встроенного технологического компьютера, позволяющего реализовывать сложные алгоритмы автоматического функционирования и обработки спектрометрической информации;
- сохранение результатов обработки и диагностической информации в ЛБД радиометра-спектрометра;
- обеспечение контроля в темпе процесса, с автоматическим повышением оперативности выдачи результатов при возрастании активности в контролируемой среде.
В своей методической основе радиометры-спектрометры нацелены в основном на информативный контроль набора радионуклидов-реперов, имеющих относительно высокую активность в контролируемых радиоактивных средах, обладающих удобными ядерно-физическими характеристиками для проведения измерений и дающих необходимую информацию о состоянии объекта контроля. Радиометры-спектрометры разработаны с учетом методологических решений защищенных Авторскими свидетельствами на изобретения: № 1666996 «Способ автоматического измерения активности радионуклидов в потоке вещества и устройство для его реализации»; №1123390 «Способ контроля радионуклидов в аэрозольных выбросах»; №1151102 «Способ контроля радионуклидов в газообразных средах по реперному изотопу»; №1266324 «Способ контроля радионуклидов в газообразных выбросах по реперному изотопу».
Радиометры-спектрометры прошли испытания в целях утверждения типа средств измерений (СИ) с занесением в государственный реестр СИ РФ, процедуры обязательной сертификации в области использования атомной энергии (ОИАЭ) с выдачей Сертификатов ОИАЭ и удовлетворяют требования к изделиям класса безопасности 3Н по НП-001-15. Код продукции — ОКПД2 26.51.41.130.