СИЧ-Э представляет собой комплекс высокочувствительных сцинтилляционных и полупроводниковых гамма-спектрометров, базирующихся на электронных модулях спектрометра-радиометра МКГБ-01 «РАДЭК» (Спектрометры-радиометры гамма и бета-излучений МКГБ-01 «РАДЭК», выпускаемые по ТУ 4362-010-25900756-07 фирмой ООО НТЦ «РАДЭК», включены в Госреестр под № 21730-08). Детекторы спектрометров помещены в защитную камеру больших размеров, в которой располагается также подвижное ложе с измеряемым пациентом.

СИЧ-Э состоит из:

• •  защитной камеры (ЗК), представляющей собой прямоугольный в плане бокс с размерами 4470*2400*2300 мм, имеющий два входных проема (для входа оператора и подачи тележки с пациентом), которые закрываются с помощью задвижных дверей. Стены, пол, потолок и двери ЗК толщиной 160 мм изготовлены из чистой от примесей радионуклидов стали. В ЗК смонтированы: спектрометрическая система линейного продольного сканирования и спектрометрическая система локального детектирования, а также системы освещения, вентиляции, видеоконтроля и двухсторонней аудио связи оператор-пациент;

• •  спектрометрической системы линейного продольного сканирования для определения нуклидного состава и измерения активности гамма- излучающих радионуклидов и ⁹⁰Sr во всем теле человека, включающей:

- комплект из 4-х сцинтилляционных гамма-спектрометров для измерения активности гамма-излучающих радионуклидов во всем теле паци-

ента (система БДТ) на базе блоков детектирования на основе монокристаллов Nal(Tl) размером 0160x160мм, попарно расположенных над и под телом пациента и закрепленных на стойке, позиционирующей их поперек тела пациента и по высоте относительно тела;

• - полупроводниковый гамма-спектрометр для определения нуклидного состава инкорпорированных радионуклидов на базе коаксиального детектора GC8021SL, расположенного под направляющими подвижного ложа;

• -  комплект из 4-х сцинтилляционных гамма-спектрометров для измерения активности ⁹⁰Sr в костной ткани всего тела пациента (система БДС) на базе блоков детектирования на основе тонких монокристаллов Nal(Tl) размером 0150x3мм с входным окном из алюминия толщиной не более 40-50 мкм, попарно расположенных над и под телом пациента и закрепленных на стойке, позиционирующей их поперек тела пациента и по высоте относительно тела;

• - подвижное ложе для размещения пациента, оснащенное электромеханическим и ручным приводами, обеспечивающими продольное перемещение ложа (сканирование) по задаваемым программам;

• •  спектрометрической системы локального детектирования инкорпорированных радионуклидов для измерения содержания гамма-излучающих радионуклидов в отдельных органах, радионуклида ⁹⁰Sr в костной ткани, трансурановых радионуклидов в легких пациента, включающей:

• -  5 сцинтилляционных гамма-спектрометров для измерения активности гамма-излучающих радионуклидов в отдельных органах (система БДО) на базе коллимированных детекторов на основе монокристаллов Nal(Tl): четыре - размером 063x63 мм и один - размером 040x40мм;

• -  4 полупроводниковых гамма-спектрометра для измерения в легких активности плутония, америция и др. трансурановых радионуклидов на базе планарных полупроводниковых детекторов модели GL-2020;

• - 2 сцинтилляционных гамма-спектрометра для измерения активности радионуклида ⁹⁰Sr в костной ткани (система БДСО) на базе блоков детектирования на основе тонких монокристаллов Nal(Tl) размером 063x3мм;

• •   комплекта контрольных источников радионуклидов ⁵⁷Со, ⁶⁰Со, ¹³⁷Cs, ¹⁵²Eu, ²³²Th и ²⁴¹ Am типа ОСГИ-3 для проверки работоспособности и энергетической градуировки спектрометров.

Работа СИЧ-Э осуществляется под управлением анализаторно-вычислительной системы, обеспечивающей управление спектрометрами, проведение измерений, обработку полученной спектрометрической информации, протоколирование результатов измерения активности радионуклидов и ведение базы данных результатов измерений, а также управление всеми приводами и системами автоматики комплекса. Анализаторно-вычислительная система включает в себя:

• -  анализаторы спектрометров, состоящие из спектрометрических усилителей и источников питания, плат АЦП и одноплатных ЭВМ, смонтированных в приборном шкафу;

• - локальную вычислительную сеть, состоящую из 2 персональных компьютеров (управляющий и операционный);

• - программное обеспечение ASW.

Принцип действия СИЧ-Э основан на регистрации гамма-излучения от всего тела или отдельного органа пациента соответствующей детектирующей системой.

Определение нуклидного состава инкорпорированных радионуклидов проводят с помощью полупроводникового спектрометра энергии гамма-излучения по измеренным энергиям пиков полного поглощения зарегистрированным в аппаратурном спектре.

Измерение активности гамма-излучающих радионуклидов производят по прямому измерению гамма-излучения инкорпорированных нуклидов, а содержание стронция-90 -по измерению тормозного излучения инкорпорированного Sr⁹⁰+Y⁹⁰. Калибровка спектрометров для измерения активности гамма-излучающих радионуклидов и стронция-90 производится с помощью стандартных образцов активности инкорпорированных радионуклидов (фантомов).

Для снижения влияния геометрии измерения и неравномерности распределения радионуклидов по организму измерение активности гамма-излучающих радионуклидов и ⁹⁰Sr во всем теле человека проводится четырьмя детекторами, расположенными попарно сверху и снизу, в сочетании с продольным сканированием с помощью перемещения ложа с пациентом.

В состав СИЧ-Э входят составные части, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Примечания:

• 1 Радиоизотопные источники излучения, приобретаются в ВО “Изотоп” в установленном порядке;

• 2 Программное обеспечение поставляется установленным на компьютер и (дополнительно) в виде установочной копии на компакт диске;

• 3 В качестве ЗИП в состав СИЧ-Э входят сцинтилляционные детекторы БДЕГ-бЗхбЗ (4 пгт.), БДЕГ-40х40 (1 шт.), полупроводниковые планарные детекторы GL-2020 (2 шт.), анализаторы MD-198 (7 шт.), спектроскопические усилители Canberra 2026 (2 шт.) и блоки высоковольтного питания Canberra 3106D (2 шт.).

Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения:

• -  сцинтилляционные спектрометры системы БДТ от 100 до 3000 кэВ;

• - сцинтилляционные спектрометры системы БДС от 15 до 200 кэВ;

• -  полупроводниковый спектрометр от 50 до 3000 кэВ.

Предел допускаемой основной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность энергетической шкалы):

• - сцинтилляционные спектрометры системы БДТ - не более 1%;

• -  полупроводниковый спектрометр - не более 0.07%.

Относительное энергетическое разрешение:

• - сцинтилляционных спектрометров систем БДТ по линии гамма-излучения радионуклида ¹³⁷Cs с энергией 661.7 кэВ - не более 12%;

• - сцинтилляционных спектрометров системы БДС по линии гамма-излучения радионуклида ²⁴¹ Ат с энергией 59.5 кэВ - не более 30%.

Чувствительность регистрации системы БДТ в энергетическом интервале 615-705 кэВ при измерении активности радионуклида ¹³⁷ Cs во всем теле взрослого «стандартного человека» (рост 170 см, масса 70 кг) - не менее 5-10'³ Бк’¹-с'¹.

Чувствительность регистрации системы БДТ в энергетическом интервале 1375-1520 кэВ при измерении активности радионуклида ⁴⁰К во всем теле взрослого «стандартного человека» (рост 170 см, масса 70 кг) - не менее 4.8-1 О'⁴ Бк'¹-с’¹.

Чувствительность регистрации системы БДС в энергетическом интервале 40-140 кэВ при измерении активности радионуклида ⁹⁰Sr во всем теле взрослого «стандартного человека» (рост 170 см, масса 70 кг) - не менее 3.5-1 О’⁴ Бк’¹-с’¹.

Минимальная обнаруживаемая активность (при экспозиции не более 30 мин.):

- системой БДТ для радионуклида ¹³⁷Cs - не более 30 Бк; системой БДС для радионуклида ⁹⁰Sr - не более 800 Бк.

Энергетическое разрешение полупроводникового спектрометра по линии гамма-излучения радионуклида ⁶⁰Со с энергией 1332.5 кэВ - не более 3 кэВ.

Эффективность регистрации сцинтилляционных спектрометров системы БДТ по пику полного поглощения гамма-квантов с энергией 661.7 кэВ от точечного источника ¹³⁷Cs в стандартной геометрии (источник расположен на расстоянии 160 мм от торца детектора на оси симметрии) - не менее 0.02 имп./квант.

Эффективность регистрации сцинтилляционных спектрометров системы БДС по пику полного поглощения гамма-квантов с энергией 59.5 кэВ от точечного источника ²⁴¹ Ат в стандартной геометрии (источник расположен на расстоянии 160 мм от торца детектора на оси симметрии) — не менее 0.03 имп./квант.

Эффективность регистрации полупроводникового спектрометра по пику полного поглощения гамма-квантов с энергией 1332.5 кэВ от точечного источника ^Со в стандартной геометрии (источник расположен на расстоянии 160 мм от торца детектора на оси симметрии) - не менее 0.0018 имп./квант.

Максимальная входная статистическая загрузка:

• -  для сцинтилляционных спектрометров системы БДТ - 1 • 10⁴ с'¹;

• - для сцинтилляционных спектрометров системы БДС - Т10⁴с’¹;

• -  для полупроводникового спектрометра - 1 • 10⁴ с’¹.

Время установления рабочего режима - не более 30 мин.

Время непрерывной работы - не менее 24 часов.

Нестабильность энергетической характеристики за время непрерывной работы:

• - для сцинтилляционных спектрометров системы БДТ - не более 1 %;

• - для сцинтилляционных спектрометров системы БДС - не более 1%;

• -  для полупроводникового спектрометра - не более 0.1%.

Спектрометрическая система локального детектирования инкорпорированных радионуклидов

Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения:

• - сцинтилляционные спектрометры системы БДО от 50 до 3000 кэВ;

• - сцинтилляционные спектрометры системы БДСО от 15 до 200 кэВ;

• -  полупроводниковые спектрометры от 3 до 300 кэВ.

Предел допускаемой основной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность энергетической шкалы):

• - сцинтилляционные спектрометры системы БДО - не более 1%;

• - полупроводниковые спектрометры - не более 0.07%.

Относительное энергетическое разрешение сцинтилляционных спектрометров системы БДО по линии гамма-излучения радионуклида ¹³⁷Cs с энергией 661.7 кэВ - не более 9%.

Относительное энергетическое разрешение сцинтилляционных спектрометров системы БДСО по линии гамма-излучения радионуклида ²⁴¹ Ат с энергией 59.5 кэВ - не более 30%. Энергетическое разрешение полупроводниковых спектрометров по линии гамма-излучения радионуклида ⁵⁷Со с энергией 122 кэВ - не более 0.8 кэВ.

Чувствительность регистрации в энергетическом интервале 1100-1410 кэВ при измерении активности радионуклида ⁶⁰Со в легких сборкой из 4-х детекторов системы БДО (БДО-11,-12,-13,-14) попарно расположенными над и под торсом - не менее

• 7.5- 10’³ Бк’¹-с’¹.

Чувствительность регистрации спектрометром БДО-15 в энергетическом интервале 330-400 кэВ при измерении активности радионуклида ¹³¹1 в щитовидной железе - не менее 5-10'³ Бк’¹-с’¹.

Чувствительность регистрации спектрометров системы БДСО в энергетическом интервале 40- 140 кэВ при измерении активности радионуклида ⁹⁰Sr в лобной кости -не менее 8-1 О'⁴ Бк’¹-с’¹.

Чувствительность регистрации в пике полного поглощения гамма-квантов с энергией 59.5 кэВ при измерении активности радионуклида ²⁴¹Аш в легких сборкой из 4-х планарных ППД (ППД-070,-071,-074,-079), расположенных над торсом - не менее

• 2.5- 10’³ Бк’¹-с’¹.

Минимальная обнаруживаемая активность (при экспозиции не более 30 мин.):

• •  полупроводниковыми спектрометрами в легких пациента

• - для радионуклида ²⁴¹ Ат - не более 15 Бк;

• •  сцинтилляционными спектрометрами системы БДО в отдельных органах

• -  для радионуклида ⁶⁰Со в легких - не более 20 Бк;

• - для радионуклида ¹³ 4 в щитовидной железе - не более 5 Бк;

• сцинтилляционными спектрометрами системы БДСО в лобной кости

• -  для радионуклида - ⁹⁰Sr не более 50 Бк.

Эффективность регистрации сцинтилляционных спектрометров системы БДО по пику полного поглощения гамма-квантов с энергией 661.7 кэВ от точечного источника ¹³⁷Cs в стандартной геометрии (источник расположен на расстоянии 160 мм от торца детектора на оси симметрии):

• -  с детектором размером 063x63 мм - не менее 0.0015 имп./квант;

• -  с детектором размером 040x40 мм - не менее 0.0005 имп./квант.

Эффективность регистрации сцинтилляционных спектрометров системы БДСО по пику полного поглощения гамма-квантов с энергией 59.5 кэВ от точечного источника ²⁴¹Ат в стандартной геометрии (источник расположен на расстоянии 160 мм от торца детектора на оси симметрии) - не менее 0.006 имп./квант.

Эффективность регистрации полупроводниковых спектрометров по пику полного поглощения гамма-квантов с энергией 59.5 кэВ от точечного источника ²⁴¹ Ат в стандартной геометрии (источник расположен на расстоянии 160 мм от торца детектора на оси симметрии) - не менее 0.005 имп./квант.

Максимальная входная статистическая загрузка:

• - для сцинтилляционных спектрометров систем БДО и БДСО - 1 • 10⁴ с'¹;

• -  для полупроводниковых спектрометров - 1 • 10⁴ с'¹.

Время установления рабочего режима - не более 30 мин.

Время непрерывной работы - не менее 8 часов.

Нестабильность энергетической характеристики за время непрерывной работы:

• -   для сцинтилляционных спектрометров систем БДО и БДСО - не более 1%;

• -   для полупроводниковых спектрометров - не более 0.1%.

СИЧ-Э может эксплуатироваться при температуре воздуха от 10 до 35 °C, относительной влажности до 75% при 30°С и атмосферном давлении от 84 до 106.7 кПа.

Питание СИЧ-Э осуществляется от сети переменного тока номинальным напряжением 220 В+10% -15% частотой 50 Гц.

Потребляемая мощность - не более 2500 ВА.

Габаритные размеры составных частей СИЧ-Э не более:

• -  защитная камера (ШхГхВ) -4470x2400x2300 мм;

• -  блоки детектирования системы линейного продольного сканирования

• - блок детектирования системы БДТ - диаметр 200 мм, длина 400 мм;

• - блок детектирования системы БДС - диаметр 200 мм, длина 330 мм;

• -  блок детектирования полупроводникового спектрометра с сосудом Дьюара - диаметр 500 мм, длина 700 мм;

• -  блоки детектирования системы локального детектирования инкорпорированных радионуклидов

• - блоки детектирования системы БДО

• - 063x63 мм - диаметр 105 мм, длина 330 мм,

• - 040x40 мм - диаметр 95 мм, длина 310 мм;

• - блок детектирования системы БДСО - диаметр 105 мм, длина 300 мм;

• -  блок детектирования полупроводникового спектрометра с сосудом Дьюара - диаметр 222 мм, длина 660 мм;

• -  приборный шкаф с анализаторами спектрометров (ВхШхГ) - 2200х 650x800 мм.

Масса составных частей СИЧ-Э не более:

• -  защитная камера 91000 кг;

• -  блоки детектирования системы линейного продольного сканирования

• - блок детектирования системы БДТ - 20 кг;

• -  блок детектирования системы БДС - 7.5 кг;

• -  блок детектирования полупроводникового спектрометра с сосудом Дьюара - 10 кг(без жидкого азота), 50 кг (с азотом);

• -  блоки детектирования системы локального детектирования инкорпорированных радионуклидов

• -  блок детектирования системы БДО - 10 кг;

• -  блок детектирования системы БДСО - 3.5 кг;

• -  блок детектирования полупроводникового спектрометра с сосудом Дьюара - не более 9 кг (без жидкого азота), не более 14.7 кг (с азотом);

• -  приборный шкаф с анализаторами спектрометров - 80 кг.