RU2620449C2 - Method for determining location of point gamma-ray source on ground - Google Patents
Method for determining location of point gamma-ray source on ground Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620449C2 RU2620449C2 RU2015142555A RU2015142555A RU2620449C2 RU 2620449 C2 RU2620449 C2 RU 2620449C2 RU 2015142555 A RU2015142555 A RU 2015142555A RU 2015142555 A RU2015142555 A RU 2015142555A RU 2620449 C2 RU2620449 C2 RU 2620449C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- point
- ground
- gamma
- source
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области выявления радиационной обстановки, а именно к способам поиска и обнаружения источников ионизирующего излучения (ИИИ), и предназначается для поиска точечных источников гамма-излучения.The invention relates to the field of detection of radiation conditions, and in particular to methods of searching and detecting sources of ionizing radiation (III), and is intended to search for point sources of gamma radiation.
Поиск и локализация точечных источников гамма-излучения большой активности является одной из важных задач при ликвидации последствий радиационных аварий. Это могут быть фрагменты конструктивных элементов ядерных реакторов, хранилищ радиоактивных отходов, отработанных тепловыделяющих элементов и другие малоразмерные радиоактивные объекты. Кроме того, известны случаи потери контроля над источниками ионизирующего излучения в результате несанкционированного захоронения, утери или хищения [1].Search and localization of point sources of gamma radiation of high activity is one of the important tasks in eliminating the consequences of radiation accidents. These can be fragments of structural elements of nuclear reactors, storage facilities for radioactive waste, spent fuel elements, and other small-sized radioactive objects. In addition, there are cases of loss of control over sources of ionizing radiation as a result of unauthorized disposal, loss or theft [1].
Известен способ определения положения точечного источника гамма-излучения. Его сущность заключается в том, что предварительно осуществляют измерения мощности дозы гамма-излучения в точках по периметру участка, внутри которого находится источник. Определяются точки с наименьшим, наибольшим и две со средними значениями мощности дозы. Затем намечаются два прямолинейных маршрута разведки, представляющих собой отрезки, соединяющие точку минимума мощности дозы с точками, где наблюдаются средние значения. В точках, лежащих на данных отрезках, проводятся измерения значений мощности дозы, строятся зависимости изменения мощности дозы вдоль маршрутов разведки. Используя установленные зависимости, на маршрутах определяются точки с максимальными значениями, и в этих точках строятся два перпендикуляра к соответствующим линиям маршрутов. Находится точка пересечения этих перпендикуляров, которая и указывает на положение источника ионизирующего излучения [1].A known method for determining the position of a point source of gamma radiation. Its essence lies in the fact that pre-measure the dose rate of gamma radiation at points along the perimeter of the area within which the source is located. The points with the smallest, largest and two with average values of the dose rate are determined. Then two straight-line reconnaissance routes are planned, which are segments connecting the point of minimum dose rate with the points where average values are observed. At points lying on these segments, measurements of dose rate values are carried out, and dependences of dose rate changes along reconnaissance routes are constructed. Using the established dependencies, points with maximum values are determined on the routes, and at these points two perpendiculars to the corresponding route lines are built. The intersection point of these perpendiculars is found, which indicates the position of the ionizing radiation source [1].
К недостаткам этого способа относится трудоемкость выполнения поиска и подготовка к нему. Также не исключен факт облучения дозиметриста, так как движение осуществляется вблизи ИИИ. Помимо этого возможны случаи поиска ИИИ на труднопроходимой местности, например в горах или болотах. При крупных радиационных авариях, таких как разрушение энергоблока атомной электростанции, поиск точечных источников на радиоактивно загрязненной местности займет продолжительное время с существенной опасностью для здоровья дозиметриста.The disadvantages of this method include the complexity of the search and preparation for it. Also, the fact of radiation exposure is not ruled out, since the movement is carried out near the III. In addition, there may be cases of searching for III in difficult terrain, for example, in mountains or swamps. In case of major radiation accidents, such as the destruction of a nuclear power unit, the search for point sources in a radioactively contaminated area will take a long time with a significant health hazard for the dosimeter.
Известен еще один способ поиска и обнаружения источников гамма-излучения в условиях неравномерного радиоактивного загрязнения. Способ заключается в регистрации излучения тремя детекторами, размещенными на платформе мобильного робота (MP). Один из блоков детектирования является поисковым и состоит из двух детекторов, разделенных экраном. Второй блок детектирования обнаружительный. Он представляет собой детектор, размещенный на манипуляторе MP [2].There is another way to search and detect sources of gamma radiation in conditions of uneven radioactive contamination. The method consists in registering radiation with three detectors located on the platform of a mobile robot (MP). One of the detection units is a search one and consists of two detectors separated by a screen. The second detection unit is detectable. It is a detector located on the MP manipulator [2].
Недостатком этого способа является продолжительное время поиска точечного ИИИ на большой по площади территории. Помимо этого на движение MP существенно влияет рельеф местности. Крупные складки местности и овраги полностью сковывают движение MP и затрудняют его управление.The disadvantage of this method is the long search time of a point III in a large area. In addition, the terrain significantly affects the movement of MP. Large folds of terrain and ravines completely hamper the movement of the MP and make it difficult to control.
В настоящее время для решения задач поиска и обнаружения источников гамма-излучения на вооружении соединений и воинских частей войск РХБ защиты, предназначенных для ликвидации последствий радиационных аварий, находится принятый на вооружение в 2000 году комплекс радиационной разведки и поиска ИИИ (КРПИ). Комплекс включает в себя аппаратуру воздушной и наземной радиационной разведки, которая монтируется на базе вертолета Ми-8 и БТР-80 [2]. Способ поиска и определения местоположения локальных источников гамма-нейтронного излучения, реализованный в данном комплексе, выбран в качестве прототипа, так как имеет наибольшее сходство с заявленным способом. Комплекс эффективен для поиска высокоактивных ИИИ на большой по площади территории. Технические характеристики вертолета не позволяют осуществлять спуск к поверхности земли для измерения мощности дозы. Аппаратура воздушной радиационной разведки не чувствительна к малоактивным ИИИ на большой высоте. Помимо этого существенным недостатком комплекса является высокая стоимость и большие массогабаритные характеристики.At present, to solve the problems of searching and detecting sources of gamma radiation in the arsenal of the compounds and military units of the Russian Chemical Forces Defense Forces, designed to eliminate the consequences of radiation accidents, the complex of radiation reconnaissance and search of IIR (KRPI) adopted in 2000 is located. The complex includes aerial and ground-based radiation reconnaissance equipment, which is mounted on the basis of the Mi-8 and BTR-80 helicopters [2]. The method of searching and determining the location of local sources of gamma-neutron radiation, implemented in this complex, is selected as a prototype, as it bears the greatest resemblance to the claimed method. The complex is effective for searching highly active III in a large area. The technical characteristics of the helicopter do not allow descent to the ground to measure dose rate. Aerial radiation reconnaissance equipment is not sensitive to inactive III at high altitude. In addition, a significant disadvantage of the complex is its high cost and large weight and size characteristics.
Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в том, что координаты местонахождения точечного ИИИ определяются на труднодоступной местности без привлечения пилотируемых летательных аппаратов.The technical result achieved in the claimed invention is that the coordinates of the location of the point III are determined in hard-to-reach areas without involving manned aircraft.
Указанный технический результат достигается тем, что определение координат местонахождения точечного ИИИ осуществляется с помощью целевой нагрузки, установленной на беспилотном летательном аппарате (БПЛА) вертолетного типа. Схема целевой нагрузки представлена на фигуре 1. Измерение мощности дозы в процессе полета осуществляется с помощью детектора гамма-излучения 1 с коллиматором 2 в виде круговой щели конической формы. Таким образом, в детектор может попадать излучение с участка местности в форме кольца, как показано на фигуре 2. Измерения проводят в три последовательные стадии. При проведении измерений на первой стадии БПЛА с целевой нагрузкой осуществляет вертикальный подъем с заданной точки на земле до достижения высоты, на которой срабатывает датчик обнаружения излучения. При подъеме БПЛА сканирует участок земной поверхности по расширяющимся концентрическим кольцам. При увеличении высоты полета радиус кольца увеличивается пропорционально. В случае регистрации резкого повышения мощности дозы фиксируется высота нахождения БПЛА и с помощью геометрических построений определяется кольцо на местности с центром в точке взлета, которое в свою очередь проходит через точку, где находится источник. В дальнейшем, для определения местоположения точечного источника проводится вторая стадия измерений, на которой БПЛА осуществляет полет по вертикальной траектории над точкой, выбранной произвольно внутри первого кольца с повторением всех операций первой стадии. В результате осуществления второго полета строится второе кольцо, также проходящее через источник. Точки пересечения двух колец, как показано на фигуре 3, являются точками вероятного нахождения источника. Для окончательного определения, в какой из двух точек находится источник, достаточно подлета на низкой высоте к одной из них и установления факта наличия или отсутствия в ней источника.The specified technical result is achieved in that the determination of the coordinates of the location of the point III is carried out using the target load installed on an unmanned aerial vehicle (UAV) of a helicopter type. The target load diagram is presented in figure 1. Measurement of the dose rate during the flight is carried out using a gamma-
Описанный способ также может быть реализован на равномерной радиоактивно загрязненной местности (РЗМ). В этом случае при отсутствии ИИИ результаты измерений будут изменяться в соответствии с зависимостью мощности дозы от высоты, которая показана на фигуре 4. Указанная зависимость описывается формулой 1.The described method can also be implemented on a uniform radioactively contaminated area (REM). In this case, in the absence of III, the measurement results will change in accordance with the dependence of the dose rate on the height, which is shown in figure 4. This dependence is described by
где P - мощность дозы, измеренная детектором при нахождении на высоте h от радиоактивно загрязненной местности, Р/ч;where P is the dose rate measured by the detector when located at a height h from the radioactively contaminated area, R / h;
k - постоянная, зависящая от единиц измерений. В случае когда плотность загрязнения σ измеряется в МэВ/(см2⋅с) и рассматривается экспозиционная мощность дозы в Р/ч, то k=5,0910-2 Р⋅см3⋅с/(ч⋅МэВ);k is a constant depending on the units of measurement. In the case when the pollution density σ is measured in MeV / (cm 2 ⋅ s) and the exposure dose rate in R / h is considered, then k = 5.0910 -2 R ⋅ cm 3 ⋅ s / (h ⋅ MeV);
σ - поверхностная плотность загрязнения местности, МэВ/(см2⋅с);σ is the surface density of the contamination of the area, MeV / (cm 2 ⋅ s);
σ a , μ - линейные коэффициенты поглощения и рассеяния γ-излучения в воздухе, соответственно, см-1;σ a , μ are the linear absorption and scattering coefficients of γ radiation in air, respectively, cm -1 ;
r - радиус кольца, см;r is the radius of the ring, cm;
h - высота положения детектора, см;h is the height of the detector, cm;
E - начальная энергия γ-квантов, МэВ;E is the initial energy of gamma rays, MeV;
b - ширина кольца, см.b is the width of the ring, see
В случае наличия на исследуемом участке РЗМ точечного источника, детектор зарегистрирует превышение мощности дозы, которое не соответствует зависимости, описанной формулой 1. На графике момент регистрации ИИИ будет соответствовать точке экстремума, как показано на фигуре 5.If there is a point source in the REM site under study, the detector will record an excess of the dose rate that does not correspond to the dependence described by
Определение местоположения точечного источника на равномерной РЗМ осуществляется аналогично алгоритму, описанному выше.The determination of the location of a point source on a uniform REM is carried out similarly to the algorithm described above.
Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять оперативный поиск точечного источника ионизирующего излучения на большой по площади территории с относительно невысокими материальными затратами.The proposed technical solution allows the operational search for a point source of ionizing radiation over a large area with relatively low material costs.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На фигуре 1 представлена схема целевой нагрузки на БПЛА, гдеThe figure 1 presents a diagram of the target load on the UAV, where
1 - детектор гамма-излучения;1 - gamma radiation detector;
2 - коллиматор.2 - collimator.
На фигуре 2 представлена схема сканирования участка местности.The figure 2 presents a diagram of the scanning site.
На фигуре 3 представлена схема определения местоположения ИИИ.The figure 3 presents a scheme for determining the location of III.
На фигуре 4 представлен график зависимости мощности дозы от высоты нахождения детектора на равномерной радиоактивно загрязненной местности.The figure 4 presents a graph of the dependence of the dose rate on the height of the detector on a uniform radioactively contaminated area.
На фигуре 5 представлен график зависимости мощности дозы от высоты нахождения детектора на равномерной радиоактивно загрязненной местности с точечным источником.The figure 5 presents a graph of the dependence of the dose rate on the height of the detector on a uniform radioactively contaminated area with a point source.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
1. Пат. 2481597 Российская Федерация, МПК G01T 1/169. Способ определения положения точечного источника гамма-излучения [Текст] / Быков А.В., Васильев А.В., Садовников Р.Н., Тырышкин С.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное бюджетное учреждение «33 ЦНИИИ» МО РФ / публикация патента 10.05.2013 г.1. Pat. 2481597 Russian Federation,
2. Пат. 2195005 Российская Федерация, МПК G01T 1/169. Способ поиска и обнаружения источников гамма-излучения в условиях неравномерного радиоактивного загрязнения [Текст] / Соловых С.Н., Алимов Н.И., Перевозчиков А.Н.; Глухов Ю.А.; Андриевский Э.Ф.; заявитель и патентообладатель воинская часть 61469 / публикация патента 29.12.2002 г.2. Pat. 2195005 Russian Federation,
3. Министерство обороны РФ. Приказ №569. О принятии на снабжение ВС РФ комплекса радиационной разведки и поиска ионизирующих источников КРПИ [Текст]: приказ утвержден первым заместителем МО РФ 1 декабря 2000 года. - М.: МО РФ, 2000. - 3 с.3. The Ministry of Defense of the Russian Federation. Order No. 569 On the adoption of the complex of radiation reconnaissance and the search for ionizing sources of the KIPI for supply to the RF Armed Forces [Text]: the order was approved by the First Deputy Defense Ministry on December 1, 2000. - M.: Ministry of Defense of the Russian Federation, 2000 .-- 3 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015142555A RU2620449C2 (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Method for determining location of point gamma-ray source on ground |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015142555A RU2620449C2 (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Method for determining location of point gamma-ray source on ground |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015142555A RU2015142555A (en) | 2017-04-10 |
RU2620449C2 true RU2620449C2 (en) | 2017-05-25 |
Family
ID=58505248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015142555A RU2620449C2 (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Method for determining location of point gamma-ray source on ground |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620449C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2673505C1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-11-27 | Александр Вадимович Паршин | Method of aerogammaspetrometricy of geological purpose |
RU2698496C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-08-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining the location of a point source of gamma-radiation on terrain |
RU2741732C1 (en) * | 2020-06-17 | 2021-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining an optimum route of travel when overcoming a portion of hilly radioactively contaminated area |
RU2746840C1 (en) * | 2020-09-08 | 2021-04-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Method for searching and identifying toxic fragments of nuclear and radiation hazardous object destroyed as result of emergency impacts |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449318C1 (en) * | 2010-08-26 | 2012-04-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войск радиационной, химической и биологической защиты и инженерных войск имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко" | Method for remote detection of actual radiation environment with vertical scanning route |
US8409524B2 (en) * | 2005-08-26 | 2013-04-02 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Aerial vehicle with paint for detection of radiological and chemical warfare agents |
WO2014140536A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | The University Of Bristol | Radiation detection device and method |
RU2549610C1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-04-27 | Федеральное государственное казенное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of detecting hazardous radioactive contamination of area |
-
2015
- 2015-10-06 RU RU2015142555A patent/RU2620449C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8409524B2 (en) * | 2005-08-26 | 2013-04-02 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Aerial vehicle with paint for detection of radiological and chemical warfare agents |
RU2449318C1 (en) * | 2010-08-26 | 2012-04-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войск радиационной, химической и биологической защиты и инженерных войск имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко" | Method for remote detection of actual radiation environment with vertical scanning route |
WO2014140536A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | The University Of Bristol | Radiation detection device and method |
RU2549610C1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-04-27 | Федеральное государственное казенное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of detecting hazardous radioactive contamination of area |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2673505C1 (en) * | 2017-05-29 | 2018-11-27 | Александр Вадимович Паршин | Method of aerogammaspetrometricy of geological purpose |
RU2698496C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-08-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining the location of a point source of gamma-radiation on terrain |
RU2741732C1 (en) * | 2020-06-17 | 2021-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining an optimum route of travel when overcoming a portion of hilly radioactively contaminated area |
RU2746840C1 (en) * | 2020-09-08 | 2021-04-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Method for searching and identifying toxic fragments of nuclear and radiation hazardous object destroyed as result of emergency impacts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015142555A (en) | 2017-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Marques et al. | State-of-the-art mobile radiation detection systems for different scenarios | |
RU2620449C2 (en) | Method for determining location of point gamma-ray source on ground | |
RU2620451C1 (en) | Method of determining location of point gamma radiation source on the ground | |
US8124935B2 (en) | Procedure for the detection of ionizing radiation | |
Lyons et al. | Aerial measuring system in Japan | |
RU2698496C1 (en) | Method of determining the location of a point source of gamma-radiation on terrain | |
EP2862010B1 (en) | Nonintrusive inspection method and system of aircrafts | |
Connor et al. | Radiological mapping of post-disaster nuclear environments using fixed-wing unmanned aerial systems: A study from chornobyl | |
Sato et al. | Remote detection of radioactive hotspot using a Compton camera mounted on a moving multi-copter drone above a contaminated area in Fukushima | |
US20170010383A1 (en) | System and method for nonintrusive complete aircraft inspection | |
RU2620333C1 (en) | Method of administration of aircraft radiation surveys with the use of a helicopter-free helicopter of a helicopter type | |
RU2601774C1 (en) | Method for aerial radiation area survey dose rate meter with one detector | |
Burtniak et al. | The remote radiation monitoring of highly radioactive sports in the chornobyl exclusion zone | |
EP3189356B1 (en) | Device and method for non-invasive detection of hazardous materials in the aquatic environment | |
RU2449318C1 (en) | Method for remote detection of actual radiation environment with vertical scanning route | |
Geelen et al. | Radiological surveillance using a fixed-wing uav platform | |
RU2673505C1 (en) | Method of aerogammaspetrometricy of geological purpose | |
Schraml et al. | Real-Time Gamma Radioactive Source Localization by Data Fusion of 3D-LiDAR Terrain Scan and Radiation Data from Semi-Autonomous UAV Flights | |
Ardiny et al. | MCNPX simulation and experimental validation of an unmanned aerial radiological system (UARS) for rapid qualitative identification of weak hotspots | |
RU2481597C1 (en) | Method of determining position of point source of gamma-radiation | |
Chen | Demonstration of a new gamma spectrometer designed for radiometric surveying with an unmanned aircraft system | |
Dolchinkov et al. | Radiation background of the atmosphere, soil and water in bulgaria and its monitoring in the contemporary political conditions | |
Krasuski et al. | Determination of reliability parameters of HPL and VPL technical safety in the procedure of a non-precision landing approach NPA GNSS with using GPS and GLONASS navigation systems in air transport | |
Martin et al. | High-resolution aerial radiation mapping for nuclear decontamination and decommissioning | |
Martin et al. | High-Resolution Aerial Radiation Mapping for Nuclear Decontamination and Decommissioning-17371 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171007 |