Портальний Радіаційний Монітор - Радіаційний Контроль Транспорту

ВВЕДЕННЯ

У цій статті містяться корисна інформація по вибору контрольно-вимірювальних приладів для радіаційного і радіометричного контролю автомобільних і залізничних транспортних засобів на контрольно-пропускних пунктах. Дані системи називаються «Портальними Радіаційними Моніторами» і експлуатуються на підприємствах, де необхідно проводити радіаційний контроль вантажу на наявність у ньому радіоактивних матеріалів (джерел іонізуючого випромінювання). До таких підприємств відносяться:

• Морські порти
• Аеропорти
• Полігони для захоронення твердих побутових відходів
• Митниця
• Виробничі підприємства
• Заводи
• Медичні установи

            ПРИЗНАЧЕННЯ і ПРИНЦИП РОБОТИ

Сучасні стаціонарно змонтовані радіаційні монітори призначені для автоматичного виявлення наявності радіоактивного матеріалу, стерпного пішоходами або перевозиться у транспортних засобах. Системи радіаційного контролю забезпечують це за допомогою вимірювання рівня випромінювання (гамма - або нейтронного), виробленого в той час, коли людина або транспортний засіб знаходиться в зоні виявлення і порівняння цього рівня з фоновим рівнем випромінювання, вимірюваним і корректируемым в періоди часу, коли зона виявлення вільна. Безперервне вимірювання фонового рівня випромінювання та корегування порогу спрацьовування сигналу дозволяють підтримувати незмінний статистичний рівень помилкових тривожних сигналів. У зв'язку використовуються відповідні датчики присутності, з тим щоб прилад отримував інформацію про те, коли необхідно проводити радіаційний контроль переміщаються пішоходів і транспортних засобів, а коли контролювати рівні фонового випромінювання.

Одним з основних технічних показників Портального Радіаційного Монітора є параметр Мінімальна яку детектують Активність (МДА) радіоактивного джерела. Чим менше абсолютне значення МДА, тим більш чутлива система до виявлення радіоактивних джерел.

Чутливість детекторів залежить від ступеня близькості детектора до джерела, а також від швидкості їх взаємного переміщення. Для легкових автомобілів одностійкові монітори прийнятні, якщо максимальна ширина зони проїзду не перевищує 3 метрів. Для великих вантажних автомобілів і автобусів потрібні дві стійки, і максимальна рекомендована відстань між стійками становить 4,5 метра і залежить від максимальної ширини сканованого транспортного засобу. Для радіаційного контролю залізничного транспорту ширина проїзду або максимальна рекомендована відстань між стійками (детекторами) не повинно перевищувати 6 метрів. Важливо встановити бар'єри (відбійники), що не затуляють полі зору монітора і в той же час захищають його від пошкодження проїжджаючими транспортними засобами.

Оскільки чутливість монітора також сильно залежить від часу контролю випромінювання, прилад слід встановлювати в тих місцях, де швидкість транспортного засобу контролюється і знижується. Функціональні можливості приладів різні, проте рекомендується, щоб швидкість транспортного засобу не перевищувала 8 км/год і щоб транспортному засобу не дозволялося зупинятися при проходженні через монітор.

ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ Портальних Радіаційних Моніторів

Спочатку необхідно підкреслити деякі важливі моменти.

По-перше для того , щоб можна було виявити радіоактивний матеріал, що випускається їм випромінювання повинне спочатку проникнути через контейнер, упаковку, транспортний засіб і потрапити в чутливий об'єм детектора, щоб згодом його можна було задетектировать. Практично це означає, що якщо радіоактивний матеріал випускає лише альфа-випромінювання, бета-випромінювання низької енергії та/або гамма-випромінювання низької енергії, то це випромінювання може виявитися необнаруженным. Це відбувається через те, що рівні випромінювання поза вантажу (контейнера) можуть виявитися нижчими від тих рівнів, які можуть бути виявлені Портальним Радіаційним Монітором або переносним Дозиметром.

По-друге не всі прилади забезпечують виявлення випромінювання всіх видів і енергій, і тому необхідно прийняти рішення щодо того, які радіоактивні матеріали можуть очікуватися і які матеріали бажано виявляти. Наприклад, важливі джерела нейтронів не існують у вигляді природних радіоактивних матеріалів, і вони не використовуються в радіофармацевтичних препаратів. Тому виявлення нейтронного випромінювання може бути використане як свідчення наявності ядерних матеріалів (хоча нейтронні джерела використовуються в деяких ядерних вимірювальних системах). З цієї причини використання нейтронних детекторів рекомендується в тих випадках, коли необхідно виявити незаконний обіг ядерного матеріалу.

Чутливість до гамма-випромінювання

Рекомендується, щоб при середніх показаннях 0,2 мкЗв/год спрацьовування сигналу відбувалося при підвищенні потужності дози 0,1 мкЗв/годину протягом періоду 1 секунди. Ймовірність виявлення цього стану, що викликає спрацьовування сигналу, повинна становити 99,9%, що відповідає не більше ніж 10 відмов на 10 000 опромінень. Ця вимога має виконуватися в стаціонарному радіаційному полі в діапазоні енергій падаючого гамма-випромінювання від 60 кев до 1,33 Мев (випробування з використанням ²⁴¹Am, ¹³⁷Cs і ⁶⁰Co).

Чутливість до нейтронного випромінювання

У разі приладів, що забезпечують реєстрацію нейтронного випромінювання, детектор повинен спрацьовувати при опроміненні нейтронним потоком від джерела 0,01 мкг ²⁵²Cf (інтенсивність 20 000 нейтронів/сек) протягом 5 секунд на відстані 2-х метрів в умовах екранування гамма-випромінювання менше 1%. Ймовірність виявлення цього стану, що викликає тривожний сигнал, повинна становити 99,9%, тобто кількість відмов не повинно перевищувати 10 на 10000 опромінень. Потужність дози нейтронного опромінення, що відповідає цим умовам опромінення, складає близько 0,05 мкЗв/год.

Частота помилкових спрацьовувань

Частота помилкових спрацьовувань при експлуатації повинна бути менше 1 спрацьовування в день для потужностей дози фонового випромінювання до 0,2 мкЗв/год. Якщо очікується висока робоча навантаження, скажімо, 10 000 вимірювань в день, то це може означати не більше 1 помилкового спрацьовування за 10 000 вимірювань, що відповідає рекомендованому вимогу для випробувань – не більше 4 помилкових спрацьовувань за 40 000 вимірювань.

ПІДБІР ОПТИМАЛЬНОЇ МОДЕЛІ

Одні з найбільш бюджетних варіантів Портальних Радіаційних Моніторів є Індикатор-сигналізатор СРК-АТ2327 у складі БДКГ-19 (2 шт.) виробництва АТОМТЕХ (Білорусь). Дана система має два детектора гамма випромінювання БДКГ-19, що розташовані на дух стійках, встановлених на краях зони проїзду (контролю) Транспортного Засобу. Мінімальна яку детектують Активність (МДА) даної системи для ізотопу ¹³⁷Cs (гамма джерело, що випромінює гамма кванти з енергією 662 кеВ (кіло електрон Вольт)) становить 1,5 МБк (мега Беккерель) при ширині поїзда для транспортних засобів 6 метрів і 0,32 МБк при ширині проїзду для транспортних засобів 3 метри. Ці значення є достатніми для надійного виявлення радіоактивних джерел у вантажі автомобільних транспортних засобів (вантажівок, сміттєвозів, лісовозів, фур, контейнеровозів, контейнерів, авто, автомобілів, вантажних, легкових і т. д.)

Якщо потрібна більш чутлива система, то для цього збільшують чутливий об'єм детекторів і їх кількість. Одним з варіантів Портального Радіаційного Монітора подібного типу є Індикатор-сигналізатор СРК-АТ2327 у складі БДРМ-05 (4 шт.) виробництва АТОМТЕХ (Білорусь) і SaphyGATE G50 виробництва SAPHYMO/Bertin Instruments (Німеччина). Даний варіант виконання Вимірника-сигналізатора СРК-АТ2327має Мінімальну Детектируемую Активність (МДА) для ізотопу ¹³⁷Cs рівної 0,3 МБк при ширині проїзду для транспортних засобів 6 метрів. Тобто дана система має в 5 разів більшу чутливість, ніж система описана вище і здатна задетектировать радіоактивне джерело, що має в 5 разів меншу активність. Тому дані системи (додатково до переліку, зазначеного у ВВЕДЕННІ) використовуються для підприємств, що мають справу з радіоактивними джерелами, джерелами іонізуючого випромінювання, ядерними відходами, а саме Атомні Електростанції (АЕС), Сховища Ядерних Матеріалів і Сховища Відпрацьованого Ядерного Палива. Для таких підприємств використання високочутливих систем радіаційного контролю регламентовано на законодавчому рівні та рекомендаціями Міжнародного Агентства з Атомної Енергії (МАГАТЕ).

Для радіаційного контролю залізничного транспорту та/або великогабаритного автомобільного транспорту застосовують наступні Портальні Радіаційні Монітори Вимірник-сигналізатор СРК-АТ2327 у складі БДРМ-05 (8 шт.) виробництва АТОМТЕХ (Білорусь) і SaphyGATE G100виробництва SAPHYMO/Bertin Instruments (Німеччина). Відмінною особливістю даних варіантів виконання є наявність по два блоки детектування на кожній із стійок Портального Радіаційного Монітора, що забезпечує виняткову чутливість системи по всій висоті проїжджаючого транспортного засобу.

Щодо нейтронних детекторів БДКН-05, то системи Вимірник-сигналізатор СРК-АТ2327 можуть комплектуватися від 2-х до 8-ми нейтронними детекторами, що дозволяють надійно виявляти нейтронне випромінювання. Насамперед це детектування нейтронів, що випромінюються при спонтанному розпаді радіоактивних ізотопів ²³⁵U, ²³⁸U, ²³⁹Pu ²⁴⁰Pu, ²⁵⁰Cm, ²⁵²Cf та ін. З фізичної точки зору нейтронний канал вимірювання для Портального Радіаційного Монітора є додатковим незалежним інструментом виявлення радіоактивних джерел.

Каталог Продукції АТОМТЕХ - Прилади та Технології для Ядерних Вимірювань і Радіаційного Контролю (PDF) Російська Версія