Средства радиометрического контроля

Министерство  образования и науки РФ

Рязанский Государственный  Радиотехнический университет

 

 

Кафедра управления качеством  и сертификации

 

Курсовая работа по курсу:

 «Методы измерения,  испытания и контроля»

на тему:

 

«Средства радиометрического контроля»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Проверил:

 

 

Рязань 2012

 

Содержание

Введение 3

1 Радиометрический метод контроля 5

2 Радиометрические измерительные приборы  6

      2.1 радиометр СРП-68-01.………………...……………………………………6

      2.2 радиометр поисковой СРП-88Н……………………………………………7

3 Принцип действия радиометров .9

4 Описание аналогов……………………………………………………………….11

Заключение 13

Библиография…….…………………………………………………………………14

 

Введение

 

[4] В связи с возникновением в середине ХХ века ядерных технологий произошли значительные локальные изменения радиационной обстановки за счет загрязнения окружающей среды искусственными радиоактивными изотопами. Причиной этого послужили взрывы ядерного оружия, различного рода аварии на ядерных объектах, небрежное отношение к отходам ядерного производства и ряд других. Возник так называемый техногенный радиационный фон, представляющий опасность для нормального функционирования человеческого организма. Появились зоны радиометрического риска (ЗРР), длительное пребывание в которых является нежелательным. Следует отметить, что, как известно из периодической печати, такие зоны могут быть созданы умышленно в самых неожиданных местах с целью осуществления террористических акций. Основным признаком зоны радиометрического риска является повышенное значение мощности дозы ионизирующего излучения в данном месте. Принято различать три ступени радиационного уровня, представляющих различную степень опасности: фон, соответствующий мощности дозы 0,1-0,2мкЗв/ч (10-20мкР/ч), считается нормальным; 0,2-0,6мкЗв/ч (20-60мкР/ч) - допустимым; 0,6-1,2мкЗв/ч (60-120мкР/ч) - повышенным (сведения о единицах измерения радиоактивности содержатся в статье “Радиоактивные вещества”, журнал “Системы безопасности”, №6, 1995г., стр. 70-71). Существуют также естественные зоны радиационного риска: высокогорные районы, местности с выходом на поверхность радоновых источников и гранитных массивов и другие. К порожденным цивилизацией рукотворным ЗРР можно отнести салоны находящихся в полете авиалайнеров и цокольные (или подвальные) этажи строений. В первом случае мощность дозы внешнего ионизирующего космического излучения при полете на высоте до 10км может достигать 7 мкЗв/ч. Во втором случае опасность исходит от радиоактивных радона-222 и радона-220, являющихся газообразными продуктами распада урана-238 и тория-232, и проникающих из грунта через фундамент и пол, а также от бета-гамма-активного калия-40, входящего в состав строительных конструкций. Особую осторожность следует проявлять при отделке таких помещений гранитом и мрамором. Пребывание в них может обусловить превышение суммарного избыточного облучения по отношению к естественному фону за календарный год (1000мкЗв) в несколько раз.

 

 

 

 

Задачу радиометрического контроля можно разделить на:

- профессиональный радиометрический контроль;

- индивидуальный радиометрический контроль населения.

 

Реализация  полномасштабного профессионального радиометрического контроля обеспечивается схемой, представленной ниже:

 

 

Задачи контроля	Место контроля	Аппаратура  контроля
Предотвращение  проникновения радиоактивных веществ на объект.	Проходные, въездные ворота, контроль ценных бумаг и  корреспонденции	Радиационные  мониторы: пешеходные,транспортные, ручные.
Обнаружение радиоактивных  источников, проникших на объект, минуя  стационарные средства контроля.	Офисы руководства, рабочие помещения, локализация источника при досмотре.	Сигнализаторы-дозиметры, ручные мониторы, индивидуальные дозиметры.
Обнаружение радиоактивных  аномалий, вызванных естественными  радионуклидами.	Подвальные  помещения, рабочие помещения, мебель.	Радиометр объемной активности радона, ручной монитор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Радиометрический метод контроля

 

[2] Радиометрические методы контроля основаны на регистрации и анализе ионизирующего излучения при его взаимодействии с контролируемым изделием. Наиболее часто применяются методы контроля прошедшим излучением, основанные на различном поглощении ионизирующих излучений при прохождении через дефект и бездефектный участок сварного соединения. Интенсивность прошедшего излучения будет больше на участках меньшей толщины или меньшей плотности, в частности в местах дефектов - несплошностей или неметаллических включений.

Методы радиометрического контроля классифицируются прежде всего по виду (и источнику) ионизирующего излучения и по виду детектора ионизирующего излучения. Ионизирующим называют изучение, заимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов. Так как ионизирующее излучение, состоящее из заряженных частиц,

имеет малую  проникающую способность, то для радиометрического контроля сварных соединений обычно используют излучение фотонов или нейтронов. Наиболее широко используется рентгеновское излучение (Х-лучи). Это фотонное излучение с длиной волны 6*10^(-13)...1*10^(-9) м. Имея ту же природу, что и видимый свет, но меньшую длину волны (у видимого света 4...7 * 10^(-7) м), рентгеновское излучение обладает высокой проникающей способностью и может проходить через достаточно большие толщины конструкционных материалов.

[3] Другим распространенным видом ионизирующего излучения, спользуемым при контроле сварных соединений, является γ-излучение. Это фотонное излучение с длиной волны 1*10-13...4*10^(-12)м, возникающее при распаде радиоактивных изотопов, источником γ-излучения при радиационном контроле обычно являются радиоактивные изотопы тулия, иридия, цезия, кобальта: 170Тu, 192Ir, 137Cs, 60Со и др. Источники γ-излучения компактны и не требуют больших затрат электроэнергии (только на освещение и, возможно, на перемещение радиоактивного изотопа в рабочее положение и обратно). Однако γ-излучение более опасно для человека и, в отличие от рентгеновского, не может быть выключено. Проникающая способность γ-излучения выше, чем рентгеновского, поэтому могут просвечиваться изделия большей толщины, но чувствительность контроля при этом ниже, различие между дефектными и бездефектными участками менее заметно.

 

 

 

2 Радиометрические измерительные приборы

       2.1      [1] Контрольно-измерительный прибор: радиометр СРП-68-01 - приборы для измерения радиации.

Сцинтилляционные радиометры поисковые СРП-68-01 предназначены  для косвенных измерений радиоактивности  материальных ресурсов (металл, пластмасса, резина, дерево, строительные материалы, различные отходы и др.) по фотонному излучению. Данные измерительные приборы используются как радиометры для контроля внешней среды. Кроме того, контрольно-измерительные приборы СРП-68-01 используются также контроля продуктов сельского хозяйства и различных химикатов, для поиска радиоактивных руд по их гамма-излучению и для радиометрической съемки местности.

[4] Радиометр СРП-68-01 | Технические характеристики

• диапазон измерения потока фотонного излучения, 0 - 3000 мкР/ч
• начальный энергетический порог регистрации, кэВ -20
• пределы допускаемой основной погрешности, % ±10
• пределы допускаемой дополнительной погрешности при измерении температуры на 10° С, %±1
• нелинейность градуировочных характеристик, не более, %±5
• питание батарейное
• ресурс работы, ч -100
• рабочая температура, ° С от -20 до +50
• масса, не более, кг - 3, 6 (без укладочного кейса)

Дополнительно к радиометру СРП-68-01

Измерительный прибор типа СРП-68-01 применяется  при ведомственном, производственном и общественном радиационном контроле различных объектов.

Данные измерительные приборы относятся к профессиональным (рабочим) поисковым переносным средствам измерения.  
Контрольно-измерительные приборы данного типа являются штатными приборами измерения радиации различных служб народного хозяйства.

Приборы измерения радиации СРП-68-01 имеют преимущественно поисковую  функцию.

Они дают возможность  оперативно и быстро отображать (стрелкой на дисплее пульта) уровень загрязнения  по гамма-излучению материальных ресурсов и воздушной среды.

Измерительный прибор СРП-68-01 имеет высокую чувствительность при поиске радиоактивных аномалей., Упомянутые приборы также обладают высокой надежностью при эксплуатации в полевых условиях в сравнении с другими аналогами ( в том числе и современными), а также минимальную массу и габариты.

 

2.2   [1] Контрольно-измерительные приборы - радиометры поисковые СРП-88Н, также как и приборы измерения радиации СРП-68-01, предназначены для косвенных измерений радиоактивности материальных ресурсов (металл, пластмасса, резина, дерево, строительные материалы, различные отходы и др.) по фотонному излучению. Данный радиометр используется как прибор для измерения радиации внешней среды. Кроме того, контрольно-измерительные приборы СРП-88Н используются также для контроля продуктов сельского хозяйства и различных  химикатов; для поиска радиоактивных руд по их гамма-излучению.

[4] Радиометр СРП-88Н | Технические характеристики

 

Вид контролируемого  излучения - гамма

Тип детектора - сцинтиллятор NaI(Tl) 25х10

Энергетический  диапазон, МэВ 0,06 - 10 000

Диапазон плотности  потока гамма-излучения, с-110 - 30 000

Диапазон рабочих  температур, ° С -20 ...+40

Тип индикатора - ЖКИ

Питание - 4 батареи типа А343

Масса радиометра, кг - 3

 

Измерительный прибор типа СРП-88Н применяется при  ведомственном, производственном и  общественном радиационном контроле различных  объектов.

 

Данный радиометр  относится к профессиональным (рабочим) поисковым переносным средствам измерения.

Контрольно-измерительные  приборы такого типа являются штатными приборами измерения радиации различных  служб народного хозяйства. Приборы  измерения радиации СРП-88Н имеют  преимущественно поисковую функцию. Они имеют возможность оперативно и быстро отображать (цифровыми значениями на дисплее пульта) уровень загрязнения по гамма-излучению материальных ресурсов и воздушной среды.

 

Радиометр СРП-88Н  имеет высокую чувствительность при поиске радиоактивных аномалий. Упомянутые приборы также обладают высокой надежностью при эксплуатации в полевых условиях в сравнении с другими аналогами (в том числе и современными), а также минимальную массу и габариты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Принцип действия радиометров

[3] Радиометр предназначен для: измерения активности альфа- и бета- излучающих нуклидов в плоских источниках; - измерения активности

α- и β- излучающих нуклидов в счетных образцах на фильтрах типа АФА с

площадью рабочей  поверхности 20^2  см,  подготовленных по методикам

потребителя; -  измерения объемной активности аэрозоля бета-излучающих

нуклидов в  воздухе, путем измерения активности пробы аэрозоля на фильтре

типа АФА,  подготовленной  (отобранной)  потребителем по собственной

методике,  с  учетом объёма прокаченного воздуха.  Узел детектирования выполнен на PIPS-детекторах с активной компенсацией внешнего фонового гамма-излучения.  Алгоритм обеспечивает возможность проведения измерений с заданной статистической погрешностью или с ограничением времени измерения.

Имеется линейный выход для передачи сигнала на спектрометр.  [2]

 

Принцип действия радиометров основан на анализе  амплитудного распределения импульсов  с детекторного устройства.

Обработка энергетического  распределения проводится в энергетических окнах с использованием матричного метода.

Матричный метод  позволяет провести пересчет скорости счета в окне на удельную (объемную) активность.

Результаты  выводятся на экран блока обработки  информации в режиме реального времени.

 

 

 

Схема радиометрического контроля:

а - стыковых; б - угловых швов; в - труб; 1 — источник излучения; 2 — пленка

 

 

Шкала электромагнитных волн:

 

 

 

 

4 Описание  аналогов

[5] К аналогам радиометров можно отнести такие устройства, как рентгеновские аппараты, аппараты для флюрографии.

Флюорография— рентгенологическое исследование, заключающееся в фотографировании видимого изображения на флюоресцентном экране, которое образуется в результате прохождения рентгеновских лучей через тело (человека) и неравномерного поглощения органами и тканями организма.

Основы этого  метода сразу же после открытия рентгеновских  лучей разработали учёные А. Баттелли и А. Карбассо (Италия) и Дж. М. Блейер (США).

Флюорография  даёт уменьшенное изображение объекта. Выделяют мелкокадровую (например, 24×24 мм или 35×35 мм) и крупнокадровую (в частности, 70×70 мм или 100×100 мм) методики. Последняя по диагностическим возможностям приближается к рентгенографии. Флюорография применяется главным образом для исследования органов грудной клетки, молочных желёз, костной системы.