Руководство по эксплуатации «КОМПЛЕКС УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ УСК "ГАММА ПЛЮС"» (г.р.15332-07)

КОМПЛЕКС УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ УСК “ГАММА ПЛЮС”

Руководство по эксплуатации

ПЛЮС.412131.002РЭ

СОГЛАСОВАН раздел "Методика поверки"

аханов М.В.

2006 г

2006 г

16. МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Настоящая методика распространяется на универсальный спектрометрический комплекс УСК "Гамма Плюс", содержащий гамма-тракт с детектором Nal (Т1) и бета-тракт с детектором на основе сцинтилляционной пластмассы, и устанавливает методы и средства его первичной и периодической поверок.

Основной областью применения УСК "Гамма Плюс" является определение удельной активности проб внешней среды по их гамма- или бета-излучению.

• 16.1 Операции поверки

При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в табл. 1.

Таблица 1.

• 16.2 Средства поверки

При проведении проверки должны применяться средства, указанные в табл.2.

Таблица 2.

• 16.3 Условия поверки и подготовка к ней

16.3.1 При проведении поверки УСК "Гамма Плюс" должны соблюдаться следующие условия: температура окружающей среды должна находится в пределах 20±5 °C, изменение температуры окружающей среды не должно превышать ±2 °C от среднего значения в процессе измерений; относительная влажность должна быть не более 80%, атмосферное давление от 86 до 106 кПа.

Частота следования статистически распределенных входных импульсов от источника гамма- или бета-излучения при определении метрологических параметров не должна превышать 1*10³имп/с.

• 16.3.2. Подготовку УСК "Гамма Плюс" к поверке и работу с ним, а также с используемыми при поверке источниками гамма- и бета-излучения проводят в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации, основными санитарными правилами ОСПОРБ-99 и нормами радиационной безопасности НРБ-99.

• 16.4 Проведение поверки.

• 16.4.1. Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие УСК "Гамма Плюс" следующим требованиям:

• отсутствие механических повреждений на поверхности блоков детектирования и защиты в гамма- и бета-трактах,

• • плавность хода крышек защиты в гамма-тракте,

• • плавность хода держателя бета-источника в пазе защиты бета-тракта.

• 16.4.2. Опробование гамма-тракта

• 16.4.2.1. Произвести подготовку УСК "Гамма Плюс" к работе, выполнив операции по пп. 11.1.1-11.1.8 ТО.

• 16.4.2.2. Выбрать в таблице на экране монитора устройство гамма, нажав мышью на значок у (Nal).

• 16.4.2.3. Нажать “мышью” на кнопку “пуск”.

• 16.4.2.4. Выбрать “мышью” задачу “энергетическая калибровка” и нажать на нее еще раз .

• 16.4.2.5. Поместить калибровочный источник в сосуде Маринелли на торец блока детектирования и закрыть крышку .

• 16.4.2.6. Нажать кнопку “продолжить”.

• 16.4.2.7. Убедиться, что на экране монитора отображается набор гамма-спектра калибровочного источника с двумя пиками.

• 16.4.3. Опробование бета-тракта

• 16.4.3.1. Провести подготовку спектрометра к работе в соответствие с разделом XI ТО.

• 16.4.3.2. Выбрать в таблице на экране монитора устройство бета , нажав мышью на значок Р .

• 16.4.3.3. Провести операции по пп. 16.4.2.3. и 16.4.2.4.

• 16.4.3.4. Поместить калибровочный бета-источник в измерительную кювету и подать ее на измерение.

• 16.4.3.5. Нажать кнопку “продолжить”.

• 16.4.3.6. Наблюдать на экране монитора изменяющийся в процессе набора спектр калибровочного бета-источника в виде непрерывного распределения.

• 16.4.4. Определение диапазона энергий регистрируемого гамма-излучения.

• 16.4.4.1. Провести подготовку спектрометра к работе, выдержав время установления рабочего режима.

• 16.4.4.2. Провести энергетическую калибровку гамма-тракта, выполнив операции по пп. 16.4.2.2. -

• 16.4.2.6.

• 16.4.4.3. Через 150с появляется таблица с указанием номеров каналов, соответствующих энергиям 662 и 1461 кэВ.

• 16.4.4.4. Установить один маркер в левое крайнее положение энергетической шкалы и определить соответствующую ему энергию Emin.

• 16.4.4.5. Установить второй маркер в крайнее правое положение шкалы и определить соответствующую ему энергию Emax.

• 16.4.4.6. Рассчитать нижнюю границу Ен=1.2 Emin и верхнюю границу энергетическо1 диапазона Ев=0.8Етах.

• 16.4.4.7. Результаты считаются положительными, если Ен<300 кэВ и Ев>3000 кэВ.

• 16.4.5. Определение диапазона энергий регистрируемого бета-излучения.

• 16.4.5.1. Выполнить операции по п. 16.4.3. данной методики.

• 16.4.5.2. Определить диапазон энергий регистрируемого бета-излучения, производя операции аналогичные описанным в пп. 16.4.4.4. - 16.4.4.5.

диапазона как в п. 16.4.4.6.

• 16.4.5.3. Рассчитать нижнюю и верхнюю границы энергетического 16.4.5.4. Результаты считаются положительными, если Ен<300 кэВ и Ев>3000 кэВ.

• 16.4.6. Определение вида градуировочной характеристики и интегральной нелинейности.

• 16.4.6.1. Провести энергетическую калибровку тракта выполнив операции по пп. 16.4.4.2. - 16.4.4.3.

• 16.4.6.2. Определить градуировочную характеристику по энергии как линейную функцию Е = Ап_г + В путем решения системы уравнений

Е_х = А п_{ + В 1

Е_г = Ап, + В]

где Е] и Еэ - энергии пиков (662 и 1461 кэВ соответственно);

П] и П2 - положения максимумов пиков энергий 662 и 1461 кэВ соответственно;

В - энергия нулевого канала.

Примечание: эти расчеты программа выполняет автоматически, при этом уравнение градуировочной характеристики отображается на экране монитора.

• 16.4.6.3. Убрать с экрана сообщение о результатах энергетической калибровки , щелкнув “мышью” в любом месте экрана.

• 16.4.6.4. Убрать калибровочный источник.

• 16.4.6.5. Нажать “мышью” кнопку “пуск”.

• 16.4.6.6. Выбрать из предложенного списка задачу, соответствующую геометрии и типу измерения.

• 16.4.6.7. Установить на торце блока детектирования источник Со-60.

• 16.4.6.8. Произвести набор спектра в течение 5 мин, войти в режим графического отображения

и определить с помощью маркера энергии первого (Ej) и второго (Е2) пиков.

• 16.4.6.9. Определить разности АЕ, =\Е_Х —1173| кэВ и ДЕ₂ =|£₂ —1332| кэВ и выбрать из них максимальную ДЕ'(шах).

• 16.4.6.10. Рассчитать интегральную нелинейность ИНЛ по формуле:

ИНЛ ₌1Д£(тах) ₊ Ж_>1()0%

2    3000

где 6Е - погрешность определения максимума пика, в кэВ.

Результаты считаются положительными, если значение ИНЛ не превышает 1 %.

• 16.4.7. Определение энергетического разрешения.

• 16.4.7.1. Провести энергетическую градуировку гамма-тракта, выполнив операции по пп.

• 16.4.4.2. - 16.4.4.3.

• 16.4.7.2. Войти в режим графического отображения клавишей ENTER и наблюдать зарегистрированный спектр.

• 16.4.7.3. Один из маркеров установить на вершину максимума пика энергии 662 кэВ и определить число импульсов Nmax в максимуме пика.

• 16.4.7.4. Установить один маркер на левом склоне пика в канале, где зарегистрировано Nmax/2 импульсов. Отметить номер канала ГЦ .

• 16.4.7.5. Установить второй маркер на правом склоне пика в канале, где зарегистрировано Nmax/2 импульсов. Отметить номер канала П2-

• 16.4.7.6. Определить абсолютное энергетическое разрешение Г|_ад _с по формуле

7_{0б с} =           кэВ

где А - энергетическая цена канала анализатора,

А =                   кэВ/канал

^ПК - ⁿCs

• 16.4.7.7. Определить относительное энергетическое разрешение rj_omil по формуле:

Результат считается положительным, если значение г)_отн не превышает 9%.

• 16.4.8. Определение значения контрольной скорости счета, нестабильности счетной характеристики, систематической составляющей погрешности измерения активности.

• 16.4.8.1. Провести энергетическую градуировку гамма-тракта, выполнив операции по пп.

• 16.4.4.2. - 16.4.4.3.

• 16.4.8.2. Записать позицию максимумов пиков энергий 662 кэВ (репер 1) и 1461 кэВ (репер 2) п_{( v} и п_к соответственно и контрольную скорость счета в окне Nch.

• 16.4.8.3. Установить на измерение объемный образцовый источник по п.2а табл.2, и провести измерение в течение 5-10 мин.

• 16.4.8.4. После окончания измерения снять показания с экрана монитора об активности каждого радионуклида и абсолютной погрешности.

• 16.4.8.5.  Повторить энергетическую градуировку, заменив образцовый источник на контрольный.

• 16.4.8.6. Измерить значение фона, для чего удалить контрольный источник нажать кнопку “пуск”.

• 16.4.8.7. Выбрать задачу “контроль фона”.

• 16.4.8.8. Убрать калибровочный источник с торца блока детектирования.

• 16.4.8.9. Нажать кнопку “продолжить”.

• 16.4.8.10. Спустя 1800с происходит остановка регистрации фонового спектра. Если фоновый спектр записан, щелкнуть “мышью¹¹ в любом месте экрана.

• 16.4.8.11. Повторить серию: калибровка по энергии - измерение активности образцового источника - калибровка по энергии - измерение фона еще 9 раз.

Примечание: время выдержки между двумя сериями измерений выбрать из условия, чтобы в течение 8 часов провести равномерно 10 измерений.

• 16.4.8.12. Полученные экспериментальные данные сгруппировать в табл.З.

• 16.4.8.13. Рассчитать среднее положение репера 1 N_Cs и репера 2 N_к по 20 измерениям.

Средние квадратические отклонения ряда измерений сг_с? и сг_к по формулам:

-

N₍._s =-----*■’

_ YN

^к 20

• 16.4.8.14. Рассчитать среднее значение контрольной скорости счета N и среднее

квадратическое отклонение ряда измерений по формулам:

N 19

• 16.4.8.15. Рассчитать средние значения скорости счета в каждом окне N ХФ) ^и средние квадратические отклонения ряда измерений этих величин сг^ф) по формулам, аналогичным п. 16.4.9.14.

• 16.4.8.16. Рассчитать средние значения активности каждого радионуклида и средние

квадратические отклонения ряда измерений.

• 16.4.8.17. Рассчитать разность между активностью, полученной в п. 16.4.9.16 и паспортным значением активности по каждому радионуклиду:

_              да М=И-Л,_ас.„1;            ^1ОО’^%

Результаты считаются положительными, если:

• • средние значения контрольной скорости счета, скорости счета фона в каждом из 6 окон соответствуют значениям, хранящимся в файле данных установки в пределах погрешности измерений;

• • нестабильность счетной характеристики Д₁, определяемой как:

д       * 100, %

N

не превышает 2%

• разность между полученным и паспортным значениями активности для каждого радионуклида 5Ai не превышает ± 30%.

Примечание: Контрольные функции заложены в самой программе, что позволяет автоматически отслеживать допустимость отклонений того или иного параметра в процессе измерений. При калибровке по энергии допускается появление не более двух предупреждений о рабочей области при 20 измерениях, не более 1 предупреждения об отличии фона в любом из шести окон при 10

измерениях, и не более 1 предупреждения о несоответствии спектра при измерении активно! образцового источника - при 10 измерениях.

Таблица 3.

гамма-излучения

• 16.4.9. Определение значения контрольной скорости счета, нестабильности счетной характеристики, предела допускаемой относительной погрешности измерения активности бета-тракта.

• 16.4.9.1. Провести энергетическую калибровку бета-тракта, выбрав “мышью” значок Р , нажав кнопку "пуск” и выбрав задачу “энергетическая калибровка”, нажать кнопку еще раз. Записать позицию репера 1(п,₀₀), соответствующего энергии 300 кэВ и позицию репера ^(^зооо)’ соответствующего энергии 3000 кэВ, а также контрольную скорость счета N1.

Таблица 4

Протокол измерений на сцинтилляционном блоке детектирования бета-излучения

• 16.4.9.2. Убрать калибровочный источник и установить образцовый бета-источник, подав его на измерение.

• 16.4.9.3. Нажать “мышью” кнопку “пуск”.

• 16.4.9.4. Выбрать “мышью” задачу и нажать кнопку “продолжить”.

• 16.4.9.5. По истечении времени измерения программа предложит ввести массу пробы.

• 16.4.9.6. С помощью клавиатуры напечатать массу пробы и нажать кнопку ENTER.

• 16.4.9.7. Нажать “мышью” кнопку “сохранить результат”. Записать значение активности Y-40 и К-40 и абсолютной погрешности их измерений .

• 16.4.9.8. Провести повторную энергетическую калибровку в соответствии с п. 16.4.10.1.

• 16.4.9.9. Произвести измерение фона в 6 энергетических окнах, выполняя следующие операции: -выбрать задачу “контроль фона”;

-убрать источик, поставив вместо него пустую измерительную кювету;

-нажать копку “продолжить”;

-по окончании измерений ( через 1800с ) снять показания фона в каждом окне;

-щелкнуть “мышью” в любом месте экрана.

• 16.4.9.10. Провести еще 9 серий измерений равномерно в течение 8 часов (каждая серия включает энергетическую градуировку - измерение образцового источника -повторную энергетическую градуировку - измерение фона).

• 16.4.9.11. Полученные данные сгруппировать в табл.4

• 16.4.9.12. Рассчитать среднее положение репера 1 и репера 2 и их среднеквадратические отклонения аналогично п. 16.4.9.13., среднее значение контрольной скорости счета и средней квадратической погрешности ряда измерений по п. 16.4.9.14, средние занчения фона в каждом окне и их погрешности по п.16.4.9.15, средние значения активности Y-90 и К-40 и их погрешности по п. 16.4.9.16., разность между полученной активностью каждого радионуклида и ее паспортным значением.

• 16.4.9.13. Результаты считаются положительными, если они удовлетворяют требованиям, изложенным в п. 16.4.9.17 и примечанию к нему.

• 16.4.10. Определение минимальной измеряемой активности в гамма-тракте.

• 16.4.10.1. Провести энергетическую градуировку гамма-тракта.

• 16.4.11.2. Снять калибровочный источник и установить пробу нулевой активности - пустой сосуд Маринелли.

• 16.4.10.3. Провести измерение активности нулевой пробы за время t=1800c. Результаты измерений поместить в табл.5.

Таблица 5

• 16.4.10.4. Рассчитать значение минимальной измеряемой активности А для каждого радионуклида Amin.i. по формуле:

Л_тт„ = 2ДЛ," л / 3600

где ЛА° - значение погрешности активности i-ro радионуклида (берется из табл.5)

Результаты считаются положительными, если значения Amin для Cs-137, Ra-226, Th-232 и

К-40 составляют не менее 3,5, 10 и 40 Бк/кг соответственно для защиты СЗГТ-01.

• 16.4.11. Определение минимальной измеряемой активности в бета-тракте.

• 16.4.11.1. Провести энергетическую градуировку бета-тракте.

• 16.4.11.2. Убрать калибровочный источник и установить на измерение пробу нулевой активности - пустую чашку Петри 090*10 мм

• 16.4.11.3. Провести измерение активности нулевой пробы за время t не менее 1800 с. Результаты измерений записать в табл.6.

Таблица 6

• 16.4.11.4. Рассчитать значение минимальной измеряемой активности для каждого радионуклида Amin(i) по формуле

=2ЛЛ,“^/3600

где ЛА° - значение погрешности активности i-ro радионуклида (берется из табл.6)

Результаты считаются положительными, если значения Amin для Y-90 составляют не более 0,5 Бк.

Экспертцентр

40