- Назначение основных функциональных узлов. основные технические и эксплуатационные характеристики.
- Основные технические и эксплуатационные характеристики.
- Состав агск-99с. назначение основных функциональных узлов и составных частей.
- Описание
- Аэрогамма-спектрометр агск-99 с комбинированным блоком детектирования на базе полупроводниковых и сцинтилляционных детекторов.
- Аэрогамма-спектрометр агск-99с с блоком детектирования на базе сцинтилляционных детекторов.
- Гост р исо 22309-2022 государственная система обеспечения единства измерений (гси). микроанализ электронно-зондовый. количественный анализ с использованием энергодисперсионной спектрометрии для элементов с атомным номером от 11 (na) и выше от 06 июля 2022 —
- Знак утверждения типа
- Комплектность
- Комплектность, стоимость и условия поставки.
- Назначение
- Научно-техническое сопровождение. обеспечение работ.
- Нормативные документы
- Сведения о методах измерений
- Состав агск-99.
- Схема галсирования.
- Технические характеристики
- Типичный пример использования аэрогамма-спектрометров мифи.
Назначение основных функциональных узлов. основные технические и эксплуатационные характеристики.
- Блок детектирования с пространственной анизотропией чувствительности в пике полного поглощения на базе HPGe детектора.
Функциональный узел гамма-спектрометра с высоким энергетическим разрешением. Изготовлен на базе HPGe коаксиального детектора. Анизотропия чувствительности в пике полного поглощения реализуется посредством пассивной коллимации детектора.
Эффективность детектора в пике полного поглощения (ANSI/IEEE 325-1986): 60%-150% для энергии1332.5 кэВ.
Абсолютное энергетическое разрешение (IEEE): 1.80-2.20 кэВ для энергии 1332.5 кэВ. - Портативный многоканальный анализатор амплитуд импульсов.
Функциональный узел гамма-спектрометра с высоким энергетическим разрешением. Может быть использован как привычный портативный анализатор с аналоговым трактом, так и портативный анализатор нового поколения, реализующий так называемой «полностью цифровой спектрометр». Отличительная особенностью этого спектрометра является реализация всех функций спектрометрического тракта, а именно усиление амплитуды импульсов, формирование импульсов, режекция наложений и т.д. в цифровой форме. Характеризуется очень высокой временной стабильностью параметров и загрузочной способностью до 5х105 импульс/сек при ухудшении энергетического разрешения не более, чем на 10% от базовой величины. - Бортовая ЭВМ.
ПК в промышленном исполнении. Устанавливается на борту летательного аппарата. Служит для управления спектрометром, накопления спектрометрической и навигационной информации, предварительной обработки и отображения результатов обработки в полете. - Программно-математическое и методическое обеспечение.
Методическое обеспечение устанавливает порядок действий при проведении исследований методом аэрогамма-спектрометрии с высоким энергетическим разрешением. Программно-математическое обеспечение предназначено для обеспечения функционирования гамма-спектрометров, обработки и представления результатов исследований.
- Блок детектирования с пространственной анизотропией чувствительности в пике полного поглощения на базе HPGe детектора.
Основные технические и эксплуатационные характеристики.
- Измерительный спектрометрический модуль.
Тип и размер детекторов: сцинтиллятор NaI(Tl), Ж200х100мм, объем 3.1 литра или 200х200х100 мм, объем 4.0 литра.
Относительное энергетическое разрешение для энергии 661.6 кэВ: 9% – 11%.
Количество и суммарный объем детекторов в модуле: 4 штуки; суммарный объем 12.5 или 16 литров.
Управление спектрометрами от бортовой ЭВМ.
Количество спектрометров в модуле: 4 штуки.
Количество каналов в анализаторе спектрометра: 256-1024.
Запись полных спектров с каждого детектора.
Время преобразования АЦП: не более 6 мкс, фиксированное.
Автоматическая (аппаратная и программная) стабилизация спектра.
Габариты модуля: 550х550х450 мм.
Масса модуля: не более 85 кг. - Программно-математическое и методическое обеспечение.
Методы обработки информации, получаемой со сцинтилляционного спектрометра, положенные в основу программного и методического обеспечения АГСК-99С, разработаны в МИФИ и принципиально отличаются от общепринятых подходов. Реализованные в АГСК-99С методы обработки данных позволяют обнаруживать, локализовывать и определять характеристики локальных и протяженных источников с достаточно сложным радионуклидным составом без привлечения априорной информации о параметрах источников. Для всех определяемых величин проводится оценка их погрешностей.
Навигационно-пилотажное устройство. - Программа управления работой гамма-спектрометра.
- Методики выполнения АГС-съемки.
- Методики и программы обнаружения локальных и протяженных источников гамма-излучения.
- Методики и программы определения радионуклидного состава и активностей техногенных радионуклидов, а также локализации обнаруженных источников.
- Методики и программы определения запаса естественных радионуклидов (радий, торий, калий) с поправкой на свободный атмосферный радон.
- Методы и программы картографического представления результатов измерений с применением ГИС-технологий. Используется семейство программ ArcGIS производства компании ESRI.
- Программы работы с приемниками GPS-информации и высотомером. Использование оригинальных корректирующих алгоритмов для согласования координатной и спектрометрической информации при локализации обнаруженных источников.
- Методика выполнения калибровочных измерений. Программа обработки результатов калибровочных измерений.
- Специализированное устройство для удобства выполнения полетов по заранее заданной схеме. Информация, выводимая в полете на устройство отображения указывает пилоту на отклонение летательного аппарата в данный момент времени от запланированного маршрута полета и помогает проводить полет по запланированному маршруту. В принципе, для АГСК-99С это опционный модуль, так как разработанное программно-методическое обеспечение позволяет обрабатывать результаты полетного эксперимента при любой схеме галсирования.
- Измерительный спектрометрический модуль.
Состав агск-99с. назначение основных функциональных узлов и составных частей.
- Спектрометрический модуль.
Представляет собой контейнер с размещенными в нем узлами четырех сцинтилляционных спектрометров. Обеспечивает работоспособность спектрометров в эксплуатационных условиях. На внешней поверхности контейнера находятся разъемы для подключения модуля к бортовой сети летательного аппарата и бортовой ЭВМ. В зависимости от решаемой задачи применяются один или несколько спектрометрических модулей. - Бортовая ЭВМ.
ПК в промышленном исполнении. Устанавливается на борту летательного аппарата. Служит для управления спектрометром, накопления спектрометрической и навигационной информации, предварительной обработки и отображения результатов обработки в полете. - Навигационно-пилотажное устройство.
GPS-приемник спутниковой навигационной информации. Специализированное устройство для удобства выполнения полетов по заранее заданной схеме. - Устройство гарантированного (бесперебойного) питания.
- Устройство наземной обработки информации.
ПК с соответствующими характеристиками и набором периферийных устройств. Используется для обработки результатов калибровочных измерений, обработки, представления и документирования результатов аэрогамма-съемки. В принципе, эти задачи могут быть решены на бортовой ЭВМ. - Программно-математическое и методическое обеспечение.
Комплекс программ и методик, обеспечивающих функционирование аппаратурной и программной частей АГСК, проведение всех видов измерений, накопления данных, их обработки и представления результатов обработки. - Научно-техническая документация.
Комплект документов, всесторонне отражающий технические и эксплуатационные возможности АГСК, методы и правила его применения и эксплуатации.
- Спектрометрический модуль.
Описание
Принцип действия спектрометров Polaris-H основан на регистрации детектором гамма-квантов преобразовании их энергии в электрические импульсы, пропорциональной амплитуды, получении спектра амплитуд импульсов и выделении в спектре пиков полного поглощения (ППП) гамма-квантов.
По положению ППП в спектре определяют значения энергий гамма-квантов (спектрометр предварительно градуируют по энергии с помощью образцовых источников гамма-излучения). По измеренным значениям энергий гамма-квантов проводят идентификацию радионуклидов.
Активность гамма-излучающих радионуклидов определяют по скоростям счета гамма-квантов в ППП соответствующих энергий с учетом абсолютных интенсивностей гамма-излучения и эффективности регистрации гамма-квантов в ППП, которая устанавливается предварительно путем градуировки спектрометра по образцовым мерам активности расчетным или экспериментальным способом.
Оценка расположения источников излучения основана на получении гамма-изображений по принципу комптоновской гамма-камеры с применением позиционно-чувствительных детекторов и кодирующей апертуры (для построения изображений источников с энергиями гамма-квантов ниже 250 кэВ).
Спектрометры Polaris-H включают базовые модели H100, H110, H400, H420 (HXY0, где X — кол-во кристаллов, Y — наличие и тип системы коллимации).
При заказе в обозначения моделей могут включаться дополнительные символы, характеризующие некоторые особенности, такие как энергетическое разрешение спектрометра, расширенный набор аксессуаров. В этом случае название модели состоит из 3-х блоков и строится следующим образом:
HXY0-Raa-Ennn. Первая часть является обязательной базовой. Вторая часть Raa — группа исполнения, описывающая гарантированное энергетическое разрешение спектрометра. Принимает значения R08, R11, R14 или отсутствует. В случае отсутствия показателя — значения эквивалентны показателю R11.
Третья часть Ennn — группа, описывающая расширенные функциональные особенности прибора или дополнительные аксессуары. Возможна комбинация параметров, например, ESBC (S — съемный экзоскелет, для обеспечения механической защиты во время работы, В — внешний аккумулятор, C — дополнительная оптическая камера для обзора 360 градусов).
Основная часть спектрометров Polaris-H — моноблок Polaris-H состоит из позиционночувствительных спектрометрических модулей CZT объемом порядка 6 см3 (H100 и H110 — 1 модуль, H400 и H420 — 4 модуля), многоканального анализатора, оптической видеокамеры, лазерного дальномера и аккумулятора, заключенных в защищенный корпус.
Для охлаждения корпус блока Polaris-H оснащен внешним радиатором и съемным вентилятором.
Для сохранения результатов измерений используется сменный флэш-накопитель USB.
Для обеспечения полного пользовательского интерфейса спектрометры Polaris-H комплектуются планшетом (или смартфоном или внешним компьютером), подключаемым к блоку Polaris-H через интерфейс связи Wi-Fi, Bluetooth или Ethernet.
Все приборы могут использоваться как переносные спектрометры энергии гамма-излучения и как системы получения гамма-изображений.
Общий вид спектрометров Polaris-H представлен на рисунке 1.
Место нанесения защитной наклейки (пломбировка) показано на рисунке 2.
Нанесение знака поверки на спектрометры Polaris-H не предусмотрено. Знак поверки (оттиск поверительного клейма) наносится на свидетельство о поверке.
Аэрогамма-спектрометр агск-99 с комбинированным блоком детектирования на базе полупроводниковых и сцинтилляционных детекторов.
В целом ряде случаев требуется не только обнаружить источник гамма-излучения, но и одновременно исследовать его характеристики. Если спектр гамма-излучения обнаруженного источника достаточно сложен (много близко расположенных линий гамма-излучения), то относительно низкое энергетическое разрешение сцинтилляционных детекторов принципиально ограничивает возможность корректного определения радионуклидного состава таких источников гамма-излучения и, соответственно, активности нуклидов, образующих этот источник.
В связи с этим в МИФИ в 1983 году был разработан АГСК с комбинированным блоком детектирования на базе HPGe полупроводникового детектора и сцинтилляционных NaI(Tl) детекторов. При совместной обработке информации, получаемой на таком спектрометре, спектры полупроводникового детектора используются для определения радионуклидного состава источника и его активности, а спектры сцинтилляционного детектора позволяют установить пространственное распределение радионуклидов. Такой метод исследований получил название аэрогамма-спектрометрия с высоким энергетическим разрешением.
Позднее были проведены многочисленные модернизации первоначального варианта АГСК с полупроводниковым детектором. Рассматриваемый тип АГСК успешно эксплуатировался на летательных аппаратах Ми-8, Ан-24, Ан-26, Ка-26 и их модификациях. Суммарное время налета составило около 500 часов.
Аэрогамма-спектрометр агск-99с с блоком детектирования на базе сцинтилляционных детекторов.
АГСК-99С (сцинтилляционный, модификация 1999 года) предназначен для локализации областей радиоактивного загрязнения и проведения аэрогамма-спектрометрической съемки территорий с относительно простым радионуклидным составом. К таким случаям относятся:
- обнаружение локальных источников (ядерный и радиационный терроризм, потери при транспортировке, несанкционированные перемещения, аварии с ЯЭУ, в том числе ИСЗ, и т.д.);
- картирование «старых» радиоактивных загрязнений (промышленные подземные ядерные взрывы, глобальные выпадения от испытаний ядерного оружия ) и т.д.
- поиск месторождений полезных ископаемых;
Прототип АГСК-99С был испытан в 1989 году. Впервые в практике построения аэрогамма-спектрометров были реализованы следующие аппаратурные и программные решения.
- Применение полных спектрометрических трактов для индивидуального обслуживания каждого детектора в многодетекторном блоке регистрации гамма-излучения с накоплением полных спектров от каждого детектора.
- Применение программно управляемых спектрометрических усилителей для цифровой стабилизации и масштабирования коэффициентов преобразования спектрометров.
- Размещение всех узлов спектрометров и вспомогательных электронных блоков в едином с детекторами объеме, то есть создание функционального узла АГСК – спектрометрического модуля.
- Использование ПК в качестве бортовой ЭВМ для гибкого управления спектрометром, накопления, предварительной обработки и отображения информации в полете.
Указанный вариант АГСК эксплуатировался на летательных аппаратах Ми-8, Ан-24, Ан-26, Ка-26 и их различных модификациях. Суммарное время налета около 500 часов.
Гост р исо 22309-2022 государственная система обеспечения единства измерений (гси). микроанализ электронно-зондовый. количественный анализ с использованием энергодисперсионной спектрометрии для элементов с атомным номером от 11 (na) и выше от 06 июля 2022 —
ГОСТ Р ИСО 22309-2022
ОКС 71.040.99
Дата введения 2022-06-01
1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом «Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума» на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 107 «Зондовая и пучковая диагностика»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 июля 2022 г. N 877-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 22309:2022* «Микроанализ электронно-зондовый. Количественный анализ с использованием энергодисперсионной спектрометрии для элементов с атомным номером от 11 (Na) и выше» (ISO 22309:2022 «Microbeam analysis — Quantitative analysis using energy-dispersive spectrometry (EDS) for elements with an atomic number of 11 (Na) or above», IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2022 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2022 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2022 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Рентгеновское излучение, возникающее в результате взаимодействия электронного пучка высокой энергии с образцом, обладает длиной волны (энергией квантов), характерной для элементов, содержащихся в образце. Интенсивность рентгеновского излучения от каждого элемента зависит от концентрации данного элемента в образце. Если измерить указанные интенсивности, сравнить их с интенсивностями от стандартного образца (или набора стандартных образцов), внести соответствующие поправки, можно определить концентрацию каждого элемента. Измерительные процедуры без использования стандартных образцов в процессе измерений также позволяют получить количественную информацию о концентрациях, но они включают сравнение либо с ранее измеренными опорными интенсивностями, данные о которых имеются в программном обеспечении оборудования, либо с интенсивностями, рассчитанными теоретически. Указанным измерительным процедурам, в зависимости от сделанных предположений, может быть присуща меньшая точность, чем методу, использующему стандартные образцы в процессе измерений (см. [1]-[8]). Существуют два основных метода измерений характеристического рентгеновского излучения. Первый основан на спектрометрии с дисперсией по длинам волн (СДДВ), второй — на энергодисперсионной спектрометрии (ЭДС). В настоящем стандарте рассматривается метод ЭДС.
Использование ЭДС для количественного анализа элементного состава (с атомным номером менее Z<11 (Na)) является более сложным, чем в случае Z11; некоторые из возникающих проблем описаны в настоящем стандарте.
Настоящий стандарт устанавливает общие требования к проведению электронно-зондового микроанализа с помощью энергодисперсионного спектрометра, входящего в состав растрового электронного микроскопа (РЭМ) или электронно-зондового микроанализатора (ЭЗМА) при определении элементов с атомным номером от 11 (Na) и выше.
Настоящий стандарт предназначен для применения при проведении количественного анализа элементного состава образцов в определенных точках или областях образца. Любое выражение для массовой доли элементов, как, например, «
массовая доля» или «
массовая доля» или « массовая доля», должно быть количественным (например, в процентах). Правильная идентификация всех элементов, содержащихся в образце, является необходимой частью количественного анализа, и она также рассматривается в настоящем стандарте. Настоящий стандарт представляет собой руководство по использованию различных подходов. Стандарт может использоваться для количественного анализа с нижней границей диапазона измерений массовых долей до 1% как с использованием стандартных образцов, так и без использования стандартных образцов в процессе измерений. Настоящий стандарт может быть с уверенностью использован при определении элементов с атомными номерами Z>10. В то же время, стандарт представляет также руководство для определения легких элементов с атомными номерами Z<11.
Примечание — В отдельных случаях стандарт применим и для измерений массовых долей вплоть до 0,1% при условии, что отсутствуют наложения спектральных пиков и отчетливо наблюдаются соответствующие характеристические спектральные линии. Стандарт применим, главным образом, для выполнения количественного анализа в образцах с плоской полированной поверхностью. Основные процедуры применимы также к неплоским образцам, однако вследствие этого возникают дополнительные составляющие неопределенности результатов измерений.
Для легких элементов существует несколько различных методов измерений с помощью ЭДС:
a) измерение площади спектральных пиков и сравнение соответствующих интенсивностей таким же способом, как и для более тяжелых элементов. При использовании данного метода для легких элементов увеличивается неопределенность и неточность результатов измерений (приложение А);
b) если известно, что легкий элемент образует с более тяжелыми элементами (имеющими Z>10) стехиометрические соединения, его массовую долю можно определить путем суммирования соответствующих массовых долей других элементов. Данный метод часто используется при измерениях массовой доли кислорода в силикатных минералах;
c) определение массовой доли легкого элемента с помощью процедуры вычитания. При этом массовая доля в процентах определяется путем вычитания из 100% суммы массовых долей в процентах долей более тяжелых элементов, измеренных в результате проведения анализа. Данный метод возможен только при высокой стабильности тока электронного зонда и при выполнении независимых измерений по крайней мере одного стандартного образца. Метод требует высокоточного анализа всех других элементов в образце.
Приложение A суммирует вопросы анализа легких элементов, которые дополняют вопросы, существующие для количественного анализа более тяжелых элементов. Если есть возможность использовать оба метода (ЭДС и СДДВ), то метод СДДВ позволяет преодолеть проблему наложения спектральных пиков, которая возникает при низких энергиях в методе ЭДС. Тем не менее, существуют проблемы, присущие обоим методам.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты (для недатированных ссылок следует применять последнее издание приведенных стандартов):
ISO 14594, Microbeam analysis — Electron probe microanalysis — Guidelines for the determination of experimental parameters for wavelength dispersive spectroscopy (Электронно-зондовый микроанализ. Руководство по определению экспериментальных параметров для волновой дисперсионной спектрометрии)
ISO 15632:2002, Microbeam analysis — Instrumental specification for energy dispersive X-ray spectrometers with semiconductor detectors (Технические требования к энергодисперсионным рентгеновским спектрометрам с полупроводниковыми детекторами)
ISO 16700, Microbeam analysis — Scanning electron microscopy — Guidelines for calibrating image magnification (Растровая электронная микроскопия. Методика определения увеличения изображения)
ISO/IEC 17025:2005, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories (Общие требования к компетентности лабораторий, проводящих тестирование и калибровку)
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 анализ без использования стандартных образцов в процессе измерений (standardless analysis): Методика количественного рентгеновского микроанализа, в которой опорное значение интенсивности пика в k-отношении (k-отношение — отношение измеряемой интенсивности пика и опорной интенсивности пика) получено на основе теоретического расчета, либо из сохраняемых данных, полученных ранее с помощью комплекта стандартных образцов, причем учитывают поправки на условия проведения анализа и на неполноту априорной информации.
3.2 аттестация (validation): Подтверждение того, что выполнены конкретные требования для конкретного предполагаемого использования. Такое подтверждение достигается путем экспертизы и представления объективных доказательств.
3.3 аттестованный стандартный образец; АСО (certified reference material CRM): Стандартный образец, одно или несколько свойств которого установлены метрологически обоснованными процедурами, сопровождаемый паспортом стандартного образца, в котором приведены значения этих свойств с указанием их неопределенности и утверждение о метрологической прослеживаемости.
3.4 воспроизводимость (reproducibility): Прецизионность в условиях воспроизводимости.
3.5 время чувствительности спектрометра (live time): Время, в течение которого измерительная система ЭДС способна регистрировать рентгеновские фотоны.
См. также мертвое время (dead time) (3.8).
Примечание 1 — Время чувствительности выражается в секундах (с).
Примечание 2 — Время чувствительности равняется времени выполнения анализа за вычетом мертвого времени. Время выполнения анализа — реальное время, которое можно было бы измерить обычными часами. При регистрации рентгеновского излучения время выполнения анализа всегда превышает время чувствительности.
3.6 интенсивность пика (peak intensity): Количество срабатываний детектора рентгеновского излучения под профилем характеристического пика (после вычитания интенсивности фонового излучения).
3.7 количественная ЭДС (quantitative EDS): Способ ЭДС, позволяющий приписать численные значения или выражения массовым долям элементов внутри анализируемого объема.
3.8 матричный эффект (matrix effect): Различие в величинах интенсивности характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента при одинаковом его содержании в разных по составу образцах, обусловленное влиянием других элементов, содержащихся в образце.
3.9 матричная поправка (matrix correction): Поправка, вводимая в процедуру вычисления массовой доли определяемого элемента, учитывающая матричные эффекты в исследуемом образце.
3.10 мертвое время (dead time): Время, в течение которого система не способна зарегистрировать новый фотон из-за обработки результата воздействия предыдущего.
Примечание — Данная величина часто выражается в процентах от полного времени измерения (см. время чувствительности).
3.11 неопределенность (uncertainty): Параметр, относящийся к результату измерения и характеризующий разброс значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине.
3.12 перенапряжение (overvoltage ratio): Отношение энергии падающего пучка к критической энергии возбуждения конкретной оболочки или субоболочки атома (K, LI, LII и т.д.), которая участвует в испускании характеристического рентгеновского излучения.
3.13 пики потерь (escape peaks): Пики, возникающие в спектре в результате потери энергии падающим фотоном на флуоресценцию в материале детектора.
Примечание 1 — Данные пики возникают при энергии, равной разности между энергией падающего характеристического рентгеновского излучения и энергией рентгеновского излучения, испущенного элементами материала детектора (1,734 кэВ у кремния).
Примечание 2 — Данные пики не могут возникнуть ниже критического значения потенциала возбуждения материала детектора, например пики потерь для K-линии кремния не появляются при энергиях ниже 1,838 кэВ.
3.14 повторяемость (repeatability): Прецизионность в условиях повторяемости.
3.15 поглощение рентгеновского излучения (X-ray absorption): Ослабление рентгеновского излучения, проходящего через вещество, имеющее место, главным образом, в результате фотоэлектрического поглощения для энергий рентгеновских фотонов, соответствующих диапазонам измерений ЭЗМА/ЭДС или РЭМ/ЭДС.
3.16 полная ширина на половине высоты; ПШПВ (full width at half maximum, FWHM): Мера ширины пика рентгеновского излучения после исключения фоновой составляющей спектра, используемая для полного описания профиля пика.
Примечание — ПШПВ определяют как полную ширину пика, измеренную на уровне, составляющем половину его высоты.
3.17 поправка на атомный номер (atomic number correction): Матричная поправка, которая модифицирует интенсивность излучения от каждого элемента, содержащегося в исследуемом образце и в стандартных образцах, для учета обратного рассеяния электронов и тормозной способности вещества, значения которых зависят от содержания всех элементов, в анализируемом объеме.
3.18 поправка на поглощение (absorption correction): Матричная поправка, обусловленная уменьшением интенсивности характеристического рентгеновского излучения вследствие его фотопоглощения всеми элементами в образце, при прохождении этого излучения через образец к детектору.
3.19 поправка на флуоресценцию (fluorescence correction): Матричная поправка, которая модифицирует интенсивность излучения от каждого элемента в исследуемом образце и в стандартных образцах, для учета избытка интенсивности рентгеновского излучения от элемента «А» из-за поглощения характеристического рентгеновского излучения, испускаемого элементом «В», энергия квантов которого выше энергии ионизации элемента «А».
3.20 прецизионность (precision): Степень близости друг к другу независимых результатов измерений, полученных в конкретных регламентированных условиях.
Примечание — Меру прецизионности обычно выражают в терминах неточности и вычисляют как стандартное отклонение результатов измерений. Меньшая прецизионность соответствует большему стандартному отклонению.
3.21 прослеживаемость (traceability): Свойство средства измерений, заключающееся в документально подтвержденном установлении его связи с государственным первичным эталоном соответствующей единицы величины посредством сличения эталонов единиц величин, поверки, калибровки средств измерений.
3.22 профиль пика (peak profile): Форма характеристического пика, зависящая от энергии отдельных рентгеновских фотонов и относительного числа рентгеновских фотонов данной энергии, в ситуации, когда спектрального разрешения энергодисперсионного спектрометра не достаточно для того, чтобы спектрально разрешить рентгеновские фотоны различных энергий, формирующие данный характеристический пик.
3.23 разрешение (по энергии) (resolution <energy>): Полная ширина пика на половине высоты, зарегистрированного с помощью энергодисперсионного спектрометра.
Примечание — Обычно разрешение принимают равным полной ширине пика на половине высоты линии характеристического излучения Mn K (5,894 кэВ), хотя можно использовать пики и от других подходящих элементов.
3.24 разрешение (пространственное) (resolution <spatial>): Пространственная характеристика метода микроанализа.
Примечание — Пространственное разрешение выражают в терминах линейного или объемного размера области образца, из которой регистрируется характеристическое излучение определяемого элемента.
3.25 стабильностьпучка (beam stability): Мера изменения тока пучка в ходе выполнения анализа.
Примечание — Стабильность пучка выражают в процентах в час (%/ч).
3.26 стандартный образец; СО (reference material, RM): Образец вещества (материала) с установленными по результатам испытаний значениями одной и более величин, характеризующих состав или свойство этого вещества (материала).
Знак утверждения типа
наносится методом компьютерной графики на титульный лист эксплуатационного документа и на пленочную этикетку, клеящуюся на корпус спектрометра Polaris-H.
Комплектность
Таблица 3 — Комплектность спектрометра Polaris-H
Комплектность, стоимость и условия поставки.
Состав поставляемого спектрометра АГСК-99С (количество спектрометрических модулей, типы и параметры детекторов, состав и ориентация программного и методического обеспечения и т.д.), его стоимость и условия поставки определяется при заключении контракта на поставку.
Назначение
Спектрометры энергии гамма-излучения с функцией визуализации полей гамма-излучения Polaris-H (далее — спектрометры Polaris-H) предназначены для измерений энергетического распределения гамма-излучения и идентификации гамма-излучающих радионуклидов, для экспрессной оценки расположения источников излучения с визуализацией на совмещенном видеоизображении, для индикации мощности дозы и вклада в мощность дозы излучения от каждого обнаруженного изотопа, а также для измерения активности гамма -излучающих радионуклидах в пробах и объектах (при наличии соответствующих градуировок и аттестованных методик измерений).
Научно-техническое сопровождение. обеспечение работ.
- Обучение персонала Заказчика в рамках контракта. Теоретические и практические занятия по темам:Ввод АГСК в эксплуатацию на базе Заказчика.
- «Основы гамма-спектрометрии природных сред»
- «Теоретические и практические основы аэрогамма-спектрометрии»
- «Методы обработки результатов спектрометрических измерений»
- «Устройство и принципы работы АГСК-99С»
- «Практические занятия на АГСК-99С».
- Научно-техническое сопровождение эксплуатации АГСК. Консультации. Совместные опытная эксплуатация АГСК. Первоочередное обновление программных продуктов.
Нормативные документы
ГОСТ 4.59-79 Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей
ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические
условия
ГОСТ 26874-86 Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров
Государственная поверочная схема для средств измерений активности, удельной активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников, утвержденная приказом Росстандарта от 29.12.2022 № 2841 Техническая документация компании H3D, Inc, СТА
Сведения о методах измерений
приведены в документе «Спектрометры энергии гамма-излучения с функцией визуализации полей гамма-излучения Polaris-H. Руководство по эксплуатации» раздел 5 .
Состав агск-99.
- АГСК-99С с одним или несколькими спектрометрическими модулями.
- Аэрогамма-спектрометр с блоком детектирования на базе детектора из сверхчистого германия (HPGe) в следующем составе.
- Блок детектирования с пространственной анизотропией чувствительности в пике полного поглощения на базе HPGe детектора.
- Портативный многоканальный анализатор амплитуд импульсов.
- Бортовая ЭВМ.
- Программно-математическое и методическое обеспечение.
Схема галсирования.
Влияние эффекта «запаздывания» GPS-навигации на точность координатной привязки спектров при параллельном галсировании (здесь Dt – интервал выдачи навигационных данных GPS-приемником, V – средняя скорость авианосителя).
Зависимости поправок к долготе (DB), широте (DL) и высоте (DH) при переходе из системы координат WGS-84 к системе Пулково-42 от местоположения.
Обработка результатов измерений проводилась с применением разработанных в МИФИ методических и программных специализированных средств. Для обследованных территорий были определены пространственные распределения критерия обнаружения техногенных источников гамма-излучения и содержания радионуклидов 137Cs, 40K, 226Ra и 232Th.
Распределение критерия обнаружения техногенных источников вдоль траектории измерений.
Распределение критерия обнаружения техногенных источников на обследуемой территории.
Для определения активности техногенных радионуклидов нами был разработан метод пиков, состоящий в отделении спектрального пика от непрерывной подложки, включающей в себя и комптоновский континуум от излучения с большей энергией и спектр рассеянного в атмосфере гамма-излучения, и определении положения и площади пика.
При этом оценка погрешностей активностей радионуклидов производится обычными статистическими методами. Основными препятствиями к применению метода пиков являются низкое энергетическое разрешение сцинтилляционных спектрометров, его сильная зависимость от энергии и слабая статистика накопленных в индивидуальных измерениях спектров.
Для устранения этих препятствий нами разработана совокупность математических методов и реализующих их программных средств, позволяющая выполнять преобразования спектров, в результате которых ПШПВ спектральных пиков существенно (в 2 – 3) раза уменьшается.
Демонстрация разработанных методик анализа проводится на примере спектров, полученных в измерениях над территориями с различным радионуклидным составом источников гамма-излучения. Для каждого из обработанных спектров приводятся исходный экспериментальный спектр и спектр после улучшения разрешения. Для того, чтобы увидеть результату анализа необходимо разместить указатель мыши над выбранным рисунком.
А – полет над территорией со значительным загрязнением поверхности цезием-137;
Б – полет над территорией с обычным радионуклидным составом грунта и небольшим количеством цезия-137;
В – полет над работающим ядерным реактором, создающим высокую концентрацию радионуклида 16N, при распаде которого излучаются гамма-кванты высокой энергии, что приводит к появлению интенсивного аннигиляционного пика в регистрируемом спектре.
На обследованной территории в районе г. Подольск было обнаружено достаточно мощное локальное загрязнение территории радионуклидом 137Cs. Разработанный метод позволил определить пространственную структуру загрязнения, провести локализацией максимумов и вычислить их активности.
Спектр обнаруженного техногенного источника.
Распределение скорости счета Cs-137.
Локализация Cs-137 (два источника).
Технические характеристики
Таблица 2 — Метрологические характеристики спектрометров Polaris-H
Наименование характеристики | Значение |
Относительное энергетическое разрешение, %, не более: | |
— по линии гамма-излучения с энергией 661,7 кэВ (137Cs) | |
HXY0 R08 | 0,8 |
HXY0 R11 (HXY0) | 1,1 |
HXY0 R14 | 1,4 |
— по линии гамма-излучения с энергией 1332,5 кэВ (60Co) | |
HXY0 R08 | 1,1 |
HXY0 R11 (HXY0) | 1,2 |
HXY0 R14 | 1,4 |
Время установления рабочего режима, мин, не более | 2 |
Нестабильность энергетической характеристики за 8 ч непрерывной работы, | 1 |
кэВ, не более | |
Относительная эффективность регистрации гамма-квантов с энергией 1332,5 | |
кэВ (60Со) в пике полного поглощения, %, не менее | |
— H100 и H110 | 0,5 |
— H400 и H420 | 1,5 |
Пределы допускаемой дополнительной погрешности характеристики преобра | |
зования спектрометрического канала при изменении температуры окружаю | ±1 |
щего воздуха в рабочем диапазоне температур (от -20 до 50 °C), % | |
Нормальные условия измерений: | |
— температура, оС | от 15 до 25 |
— атмосферное давление, кПа | от 86,0 до 106,7 |
— относительная влажность, % | от 30 до 80 |
Таблица 3 — Основные технические характеристики спектрометров Polaris-H
Наименование характеристики | Значение |
Система визуализации гамма-излучения: | |
— Энергетический диапазон, кэВ | от 250 до 3000 |
— Радиационный обзор, ср, не менее | 4п |
— Оптический обзор, о, не менее | |
— по горизонтали | 162 |
— по вертикали | 122 |
— Угловое разрешение (ПШПВ) гамма-изображения, о, не более | |
— при построении в реальном времени | 30 |
— при построении с постобработкой | 20 |
Чувствительность: | |
— время обнаружения источника 137Cs, создающего мощность дозы на | |
детекторе 3 мкР/ч, с, не более | |
— H100 и H110 | 60 |
— H400 и H420 | 16 |
— время локализации источника 137Cs, создающего мощность дозы на | |
детекторе 3 мкР/ч, мин, не более | |
— H100 и H110 | 5 |
— H400 и H420 | 1,5 |
Максимально допустимая мощность дозы (137Cs) на детекторе, мЗв/ч | |
— H100 и H110 | 5 |
— H400 и H420 | 2 |
Напряжение питания сети переменного тока, В | 220 !322 |
Потребляемая мощность, В-А, не более | 35 |
Наименование характеристики | Значение |
Время работы от аккумулятора, ч, не менее: | |
— при температуре 23 оС | 6 |
— при предельных температурах -20 оС или 50 оС | 3 |
Условия эксплуатации: | |
— температура, оС | от -20 до 50 |
— атмосферное давление, кПа | от 84,0 до 106,7 |
— относительная влажность (при 25 оС), %, не более | 80 |
Габаритные размеры, мм, не более: | |
— длина | 240 |
— ширина | 90 |
— высота | 180 |
Масса, кг, не более: | 3,5 |
Средняя наработка на отказ, ч | 20 000 |
Средний срок службы, лет | 15 |
Типичный пример использования аэрогамма-спектрометров мифи.
Летом 2003 года специалисты МИФИ и МосНПО “Радон” совместно выполнили аэрогамма-спектрометрическую съемку территории некоторых районов Московской области, в том числе в районе г. Подольск. Для проведения исследований на вертолете Ка-26 МосНПО “Радон” был установлен сцинтилляционный аэрогамма-спектрометр АГСК-99С МИФИ.
Полеты выполнялись методом параллельного галсирования, расстояние между галсами от 200 до 400 метров, средняя высота полета 100 метров, средняя скорость – 30 м/сек. Координатная привязка результатов измерений проводилась на основании информации, получаемой приемником спутниковой системы позиционирования GPS-35HVS.
