RU133944U1 - RADIATION MONITOR - Google Patents
RADIATION MONITOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU133944U1 RU133944U1 RU2013115050/28U RU2013115050U RU133944U1 RU 133944 U1 RU133944 U1 RU 133944U1 RU 2013115050/28 U RU2013115050/28 U RU 2013115050/28U RU 2013115050 U RU2013115050 U RU 2013115050U RU 133944 U1 RU133944 U1 RU 133944U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power supply
- moderator
- thickness
- radiation monitor
- neutron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Радиационный монитор, содержащий детекторы на основе газовых счетчиков, помещенных в замедлитель нейтронов, и содержащий схему высоковольтного питания детекторов, усилитель импульсов, дискриминатор и аналого-цифровой преобразователь, соединенный с ними блок питания и управления с узлом низковольтного питания электронных схем, электронную систему обработки сигналов, световую и звуковую сигнализацию, отличающийся тем, что блоки детектирования установлены в зоне минимальной чувствительности радиационного монитора и содержат, по крайней мере, один счетчик на основе изотопаВ, прикрытый замедлителями нейтронов, из полиэтиленовых пластин с лицевой и тыльной стороны, при этом толщина замедлителя с лицевой стороны 2-3 см, а толщина замедлителя с тыльной стороны более 4 см.A radiation monitor containing detectors based on gas meters placed in a neutron moderator, and containing a high-voltage power supply for the detectors, a pulse amplifier, a discriminator and an analog-to-digital converter, a power supply and control unit connected to them with a low-voltage power supply for electronic circuits, an electronic signal processing system , light and sound alarms, characterized in that the detection units are installed in the zone of minimum sensitivity of the radiation monitor and contain at least at least one counter based on isotope B, covered by neutron moderators, from polyethylene plates on the front and back sides, while the thickness of the moderator on the front side is 2-3 cm, and the thickness of the moderator on the back side is more than 4 cm.
Description
Полезная модель относится к области радиационного мониторинга, к контролю несанкционированного перемещения ядерных материалов и радиоактивных веществ.The utility model relates to the field of radiation monitoring, to the control of unauthorized movement of nuclear materials and radioactive substances.
Известен радиационный монитор типа SPM-904 производства компании TSA Systems ltd, содержащий двухстоечный портал, размещенные в портале блоки детектирования γ-излучения и нейтронов на основе органических пластмассовых сцинтилляторов, каждый из которых содержит узел высоковольтного питания детекторов, усилитель импульсов, дискриминатор и аналого-цифровой преобразователь, соединенный с ними блок питания и управления, содержащий узел низковольтного питания электронных схем, электронную систему обработки сигналов, узел световой и звуковой сигнализации. Каталог компании TSA Systems ltd. Longmont, СО 80502, 1995. Аналог.Монитор имеет большой порог обнаружения, большие габаритные размеры, большую массу, большую стоимость.Known radiation monitor type SPM-904 manufactured by TSA Systems ltd, containing a two-rack portal located in the portal blocks of detection of γ-radiation and neutrons based on organic plastic scintillators, each of which contains a node for high-voltage power detectors, pulse amplifier, discriminator and analog-to-digital a converter, a power and control unit connected to them, comprising a low-voltage power unit of electronic circuits, an electronic signal processing system, a light and sound signal unit lizings. Catalog of TSA Systems ltd. Longmont, СО 80502, 1995. Analogue. The monitor has a large detection threshold, large overall dimensions, large mass, and high cost.
Известен радиационный монитор, предназначенный для регистрации радиоактивных излучений, при перемещении через него ядерных материалов и радиационно-опасных веществ. Монитор, содержит блок детектирования нейтронного излучения из счетчиков медленных нейтронов, выполненных на основе 3Не, блок детектирования гамма-излучения, датчики обнаружения объекта, а также выносной блок с пультом управления с микро-ЭВМ, сирену и исполнительное устройство, а также модем для передачи информации о результатах детектирования. Пешеходный радиационный монитор гамма-нейтронного излучения КСАР1У.031-ДОЗОР, ФГУП НТЦ «Ядерно-физические исследования». Рекламный проспект.Прототип.Known radiation monitor designed to record radioactive emissions when moving through it nuclear materials and radiation-hazardous substances. The monitor contains a block for detecting neutron radiation from slow neutron counters made on the basis of 3 He, a block for detecting gamma radiation, sensors for detecting an object, as well as a remote unit with a control panel with a microcomputer, a siren and an actuator, as well as a modem for transmitting information about the results of detection. Pedestrian radiation monitor of gamma-neutron radiation KSAR1U.031-DOZOR, Federal State Unitary Enterprise STC "Nuclear Physics Research". Advertising brochure. Prototype.
Недостатком прототипа является большой порог обнаружения по нейтронному излучению материалов, испытывающих спонтанное деление, большой фоновый счет нейтронов, высокое напряжение питания нейтронных детекторов, большая стоимость 3Не-счетчиков и их дефицит.The disadvantage of the prototype is the large threshold for the detection of neutron radiation materials experiencing spontaneous fission, a large background count of neutrons, a high supply voltage of neutron detectors, the high cost of 3 non-counters and their shortage.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и повышение эффективности работы устройства, уменьшение порога обнаружения монитора, повышение надежности.The objective of the utility model is to eliminate these shortcomings and increase the efficiency of the device, reduce the detection threshold of the monitor, increase reliability.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение порога обнаружения монитора, повышение надежности.The technical result of the utility model is to reduce the detection threshold of the monitor, increasing reliability.
Технический результат достигается тем, что в радиационном мониторе, содержащем детекторы на основе газовых счетчиков, помещенных в замедлитель нейтронов и содержащем схему высоковольтного питания детекторов, усилитель импульсов, дискриминатор и аналого-цифровой преобразователь, соединенный с ними блок питания и управления с узлом низковольтного питания электронных схем, электронную систему обработки сигналов, световую и звуковую сигнализацию, блоки детектирования установлены в зоне минимальной чувствительности радиационного монитора и содержат, по крайней мере, один счетчик на основе изотопа В, прикрытый замедлителями нейтронов, из полиэтиленовых пластин с лицевой и тыльной стороны, при этом толщина замедлителя с лицевой стороны 2-3 см, а толщина замедлителя с тыльной стороны более 4 см.The technical result is achieved in that in a radiation monitor containing detectors based on gas meters placed in a neutron moderator and containing a high-voltage power circuit of the detectors, a pulse amplifier, a discriminator and an analog-to-digital converter, a power supply and control unit connected to them with a low-voltage electronic power supply unit circuits, electronic signal processing system, light and sound signaling, detection units are installed in the zone of minimal sensitivity of radiation monitors ora and contain at least one counter based on isotope B, covered moderated neutrons from polyethylene plates on the front and back side, wherein the thickness of the retarder on the front side 2-3 cm, and the thickness of the retarder at the rear side of a 4 cm.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1-3.The essence of the utility model is illustrated in figures 1-3.
На фиг.1 схематично представлен радиационный монитор, где:Figure 1 schematically shows a radiation monitor, where:
1 - блоки детектирования размером 400×200×50 мм3; 2 - счетчик на основе изотопа 10 В; 3 и 3а - замедлители нейтронов; в виде полиэтиленовых пластин толщиной 20 и 40 мм, расположенных с лицевой и тыльной стороны блоков детектирования 1; 4 - узел электронных схем; 5 - высоковольтное питание; 6 - усилитель импульсов; 7 - дискриминатор с аналого-цифровым преобразователем; 8 - блок питания и управления; 9 - низковольтный узел питания электронных схем; 10 - электронная система обработки сигналов; 11 - микропроцессорное устройство со световой и звуковой сигнализацией.1 - detection blocks with a size of 400 × 200 × 50 mm 3 ; 2 - counter based on the 10 V isotope; 3 and 3 a - neutron moderators; in the form of polyethylene plates with a thickness of 20 and 40 mm, located on the front and back sides of the
На фиг.2 представлена блок-схема связи составляющих частей радиационного монитора, в процессе его работы на примере одного блока детектирования, где: 1 - блок детектирования; 2 - счетчик на основе изотопа 10 В; 4 - узел электронных схем; 5 - высоковольтное питание; 6 - усилитель импульсов; 7 - дискриминатор с аналого-цифровым преобразователем; 8 - блок питания и управления; 9 - низковольтный узел питания электронных схем; 10 - электронная система обработки сигналов; 11 - микропроцессорное устройство со световой и звуковой сигнализацией.Figure 2 presents a block diagram of the communication of the constituent parts of a radiation monitor, in the process of its operation on the example of one detection unit, where: 1 - detection unit; 2 - counter based on the 10 V isotope; 4 - node electronic circuits; 5 - high voltage power; 6 - pulse amplifier; 7 - discriminator with analog-to-digital Converter; 8 - power supply and control unit; 9 - low voltage power supply of electronic circuits; 10 - electronic signal processing system; 11 - microprocessor device with light and sound alarm.
На фиг.3 представлен счет нейтронов как функция толщины замедлителей 3 и 3а счетчика 2 на основе изотопа, 10 В, расположенных на лицевой стороне (прерывистая кривая) и тыльной стороне (сплошная кривая).3 is a neutron count as a function of the thickness of the
Радиационный монитор работает следующим образом:The radiation monitor works as follows:
Включают монитор и осуществляют контроль прибора в автоматическом режиме. Переключают монитор в рабочий режим, в котором измеряют текущее фоновое нейтронное излучение.Turn on the monitor and monitor the device in automatic mode. Switch the monitor to the operating mode, in which the current background neutron radiation is measured.
В случае появления в зоне радиационного монитора радиоактивного материала нейтроны попадают в блок детектирования 1, проходят замедлитель нейтронов 3, где часть их замедляется и попадает в счетчик 2 на основе изотопа 10 В, вызывая реакцию с образованием альфа-частиц и изотопа лития, не замедлившиеся нейтроны проходят далее в замедлитель 3а, где замедляются и отражаются обратно в счетчик на основе изотопа 10 В, дополнительно образуя альфа-частицы и ионы лития.In the case of the appearance of radioactive material in the area of the radiation monitor, neutrons enter the
Альфа-частицы и ионы лития, ионизируя газ, дают в конечном итоге импульсы напряжения, которые и регистрируют.Количество импульсов напряжения пропорционально количеству образовавшихся альфа-частиц и бомбардирующих нейтронов.Alpha particles and lithium ions, ionizing the gas, ultimately give rise to voltage pulses, which are recorded. The number of voltage pulses is proportional to the number of formed alpha particles and bombarding neutrons.
В борном счетчике происходит реакция:In the boron counter reaction occurs:
, ,
образуются α-частицы и ионы 7Li. Происходит ионизация газа, заполняющего внутренний объем газового счетчика 2 на основе изотопа 10 В, с образованием электронов.α particles and 7 Li ions are formed. The ionization of the gas occurs, filling the internal volume of the
Электрические импульсы, попадают на вход усилителя 6, а после усиления на дискриминатор с аналого-цифровым преобразователем 7, который в соответствии с установленным заранее уровнем отсекает шумовые импульсы меньшей амплитуды и пропускает импульсы большей амплитуды.Electric pulses are fed to the input of
Аналого-цифровой преобразователь, преобразует импульсы в цифровую форму. По линии связи цифровой сигнал направляют в электронную систему обработки сигналов 10, где производят их обработку в цифровом виде по алгоритму скользящего среднего.An analog-to-digital converter that converts pulses to digital form. The digital signal is sent via a communication line to the electronic
Фиксируют наличие или отсутствие превышения регистрируемого излучения над уровнем фона.The presence or absence of excess of the recorded radiation over the background level is recorded.
В случае неработоспособности монитора сигнал поступает на лицевую панель блока питания и управления 8.In case of inoperability of the monitor, the signal enters the front panel of the power supply and
При работоспособности монитора по значению фона с помощью электронной системы обработки сигналов 10 определяют порог регистрации L как , где z - коэффициент (квантиль нормального распределения), зависящий от принятой вероятности ложных срабатываний.When the monitor is operable, the registration threshold L is determined by the value of the background using the electronic
Переводят монитор в режим работы, в котором непрерывно или только при наличии объекта контроля проводят измерения и сравнивают полученный счет с порогом регистрации L.The monitor is put into an operating mode in which measurements are made continuously or only if there is an object of control and the resulting score is compared with the registration threshold L.
В случае превышения счетом порога регистрации выдают сигнал тревоги через микропроцессорное устройство 11 со световой и звуковой сигнализацией, зажигают фотодиод красного цвета и включают зуммер на блоке питания и управления 8.If the account exceeds the registration threshold, an alarm is issued through the
Если превышения над порогом регистрации нет, то в зависимости от установленных рабочих параметров либо обновляют фон, учитывая предыдущие измерения (динамический режим работы), либо оставляют фоновый счет неизменным (статический режим работы). Питание электронных схем напряжением 24 В осуществляют с выхода низковольтного узла питания электронных схем 9.If there is no excess over the registration threshold, then depending on the established operating parameters, they either update the background, taking into account previous measurements (dynamic mode of operation), or leave the background account unchanged (static mode of operation). Power supply of electronic circuits with a voltage of 24 V is carried out from the output of a low-voltage power supply unit of
Уменьшение порога обнаружения монитора достигается за счет меньшего фона, соответствующего борному счетчику Nфон, расположения блоков детектирования 1 в зоне минимальной чувствительности, которую определяют экспериментально на основании отклика радиационного монитора на излучение тестового источника, расположенного с шагом 10 см по всему объему контролируемого пространства, в нижней точке середины контролируемого объема. А также определенных значений толщин замедлителей, расположенных на лицевой стороне 3 и тыльной стороне 3а счетчика 2 на основе изотопа 10 В.A decrease in the monitor detection threshold is achieved due to the lower background corresponding to the boron counter N background , the location of the
При толщине замедлителя 3 до 3 см располагают полиэтилен на лицевой стороне счетчика 2 на основе изотопа 10 В. Дальнейшее увеличение его толщины приводит к уменьшению счета.With a moderator thickness of 3 to 3 cm, polyethylene is placed on the front side of the
При расположении замедлителя 3а на тыльной стороне счетчика 2 на основе изотопа 10 В максимальный рост счета наблюдается до толщины полиэтилена в 4 см.By arranging the
Увеличение счета происходит и далее, но уже с меньшим градиентом.The increase in counting occurs further, but with a smaller gradient.
Таким образом, толщина замедлителя 3 в 2-3 см с лицевой стороны счетчика 2 на основе изотопа 10 В и толщина замедлителя 3а счетчика 2 на основе изотопа 10 В более 4 см с тыльной стороны счетчика 2 на основе изотопа 10 В обеспечивают максимальный отклик детектора 1, т.е., минимальный порог обнаружения. В качестве рабочих толщин выбраны их минимальные оптимальные значения для обеспечения минимальной массы и габаритов блока детектирования 1 (2 и 4 см, соответственно).Thus, the thickness of the
Повышение надежности достигается за счет меньшего напряжения питания детекторов.Improving reliability is achieved due to the lower supply voltage of the detectors.
В таблице приведены сравнительные характеристики счетчиков.The table shows the comparative characteristics of the counters.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013115050/28U RU133944U1 (en) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | RADIATION MONITOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013115050/28U RU133944U1 (en) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | RADIATION MONITOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU133944U1 true RU133944U1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49447163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013115050/28U RU133944U1 (en) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | RADIATION MONITOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU133944U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736011C1 (en) * | 2019-10-01 | 2020-11-11 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") | Radiation monitor and method of detecting pulsed neutron radiation |
-
2013
- 2013-04-04 RU RU2013115050/28U patent/RU133944U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736011C1 (en) * | 2019-10-01 | 2020-11-11 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") | Radiation monitor and method of detecting pulsed neutron radiation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Peerani et al. | Testing on novel neutron detectors as alternative to 3He for security applications | |
US10107934B2 (en) | Device and method for detecting neutrons and gamma rays | |
CN103197338B (en) | Radiation monitoring method and system under water | |
US4509042A (en) | Portal radiation monitor | |
US20140361187A1 (en) | Detector and method for simultaneously detecting gamma ray and neutron ray using same | |
US9678224B2 (en) | System and method for detecting neutron, gamma and muon radiations with contiguous plastics scintillators | |
US20100181488A1 (en) | Solid State Neutron Detector | |
CN112997102A (en) | Radiation detection system and method | |
US9213111B2 (en) | Neutron detectors for active interrogation | |
CN110703294A (en) | Portable nuclear radioactive substance detection system and detection method | |
RU2129289C1 (en) | Gear detecting radioactive materials | |
RU133944U1 (en) | RADIATION MONITOR | |
Dazeley et al. | A water-based neutron detector as a well multiplicity counter | |
Lacy et al. | Boron coated straw detectors as a replacement for 3 He | |
Fallot | The detection of reactor antineutrinos for reactor core monitoring: an overview | |
JP2020071120A (en) | Radiation detector | |
Argo et al. | Absorption of μ− Mesons in C 12 | |
CN203786305U (en) | Multi-unit 4 [Pi] solid angle detection system of Gd carrier liquid scintillation | |
CN216285746U (en) | Low background small article radiation pollution detector used in high radiation background environment | |
Ely et al. | Lithium loaded glass fiber neutron detector tests | |
Feblau | Integrated neutron/gamma-ray portal monitors for nuclear safeguards | |
RU60739U1 (en) | TRANSPORT RADIATION MONITOR | |
RU214394U1 (en) | NEUTRON DETECTION DEVICE | |
York et al. | 1997 update for the applications guide to vehicle SNM monitors | |
CN101738627A (en) | Radioactive substance monitoring system |