RU2698499C1 - Способ повышения достоверности воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности - Google Patents
Способ повышения достоверности воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698499C1 RU2698499C1 RU2019101379A RU2019101379A RU2698499C1 RU 2698499 C1 RU2698499 C1 RU 2698499C1 RU 2019101379 A RU2019101379 A RU 2019101379A RU 2019101379 A RU2019101379 A RU 2019101379A RU 2698499 C1 RU2698499 C1 RU 2698499C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reconnaissance
- radiation
- area
- height
- dose rate
- Prior art date
Links
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
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
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
Изобретение относится к области измерения интенсивности гамма-излучения над радиоактивно загрязненной местностью техническими средствами воздушной радиационной разведки. Способ может быть использован во время воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности для автоматического корректирования значения мощности дозы, приведенные к высоте 1 метр над поверхностью земли, умножением на поправочный коэффициент КП, вычисляемый по формуле
где p - атмосферное давление, Па; Т - температура воздуха, K; h - высота ведения разведки, м. Технический результат – повышение достоверности воздушной радиационной разведки местности путем снижения погрешности, обусловленной изменением метеорологических условий в районе ведения разведки. 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области измерения интенсивности гамма-излучения над радиоактивно загрязненной местностью техническими средствами воздушной радиационной разведки.
Уровень техники
Известен способ учета кратности ослабления гамма-излучения слоем воздуха, толщина которого соответствует высоте полета летательного аппарата, реализованный в специализированном комплексе воздушной радиационной разведки ГО-21, путем установки вручную переключателя поддиапазонов в фиксированные положения [1].
Этот способ обладает низкой достоверностью, так как при измерениях мощности дозы не учитывается информация о метеорологических условиях в районе разведки. Кроме этого, переключатель позволяет выставлять лишь пять значений коэффициентов (5; 10; 25; 50; 100), поэтому результаты разведки имеют высокую погрешность.
Известен способ ведения воздушной радиационной разведки местности в районе аварии на ядерном реакторе с разгерметизацией активной зоны, основанный на использовании некоторой фиксированной зависимости кратности ослабления гамма-излучения от высоты над поверхностью земли [2]. Способ ориентирован на загрязнение, обусловленное выбросом продуктов деления из ядерного реактора для кампании в диапазоне от 10 до 720 суток и длительности выдержки топлива от 0 до 1800 суток, и может быть использован при ведении радиационной разведки на высоте до 150 метров.
Недостатком указанного способа является ограниченные условия его применения по высоте разведки и радионуклидному составу загрязнения. Кроме того, рассматриваемый способ также обладает низкой достоверностью, так как при его реализации не учитываются погрешности, обусловленные изменением метеорологических условий, которые могут значительно влиять на результаты разведки.
Известен способ ведения воздушной радиационной разведки местности с использованием беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, заключающийся в измерении на высоте полета мощности дозы и приведении ее величины к интересующей высоте с использованием зависимости мощности дозы над радиоактивно загрязненной местностью от высоты измерения, составленной по результатам измерения на различных высотах при вертикальном полете над обследуемой местностью [3].
Недостатком указанного способа является необходимость дополнительного измерения мощности дозы над одним участком местности на разных высотах.
Существует способ, реализованный в авиационных измерителях мощности дозы типа ИМД-31 [4], в которых используются два детектора, один из которых закрыт фильтром, имитирующим дополнительный слой воздуха заданной толщины. При реализации такого способа предполагается, что летательный аппарат проводит одновременно измерения на двух различных высотах, что исключает необходимость повторного полета на другой высоте над тем же участком местности.
Недостатком данного способа является то, что материал фильтра и воздух обладают различными зависимостями от энергии гамма-квантов сечений фотопоглощения, комптоновского рассеяния гамма-квантов и сечения процесса образования пары электрон-позитрон в поле ядра атома вещества. Это обуславливает совпадение значения кратности ослабления гамма-излучения фильтром и имитируемым слоем воздуха только для одного значения энергии квантов. Для остальных значений энергии появляется дополнительная погрешность измерения. Кроме того, данный способ не учитывает текущую плотность воздуха. Это также обуславливает дополнительную погрешность измерения, которая в определенных условиях может принять неприемлемо высокие значения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ коррекции измеренного значения мощности дозы, приведенного к уровню 1 м над поверхностью земли, посредством автоматического учета зависимости плотности воздуха от высоты расположения местности над уровнем моря и умножения измеренного значения мощности дозы на соответствующие поправочные коэффициенты. Указанный способ реализован в авиационных измерителях мощности дозы типов ИМД-31 и ИМД-32. Выбираемые вручную значения высоты расположения местности над уровнем моря и соответствующие им поправочные коэффициенты приведены в таблице 1 [4-6].
В результате указанной корректировки учитывается лишь нормальное атмосферное давление для высоты обследуемой местности над уровнем моря, но даже на фиксированной высоте давление может меняться в широких пределах в зависимости от климатических условий, при этом необходимый поправочный коэффициент может отличаться от табличного на 20-30%. Кроме этого, отсутствует учет температуры воздуха, изменение которой влияет на величину мощности дозы значительнее, чем атмосферное давление. Поэтому осуществление радиационной разведки указанным способом может привести к значительному снижению достоверности.
Раскрытие сущности изобретения
В случае возникновения аварии на радиационно опасном объекте для достоверного и оперативного определения параметров радиоактивно загрязненной местности и различных объектов используют технические средства воздушной радиационной разведки местности. Их применение позволяет своевременно и целенаправленно привести в действие комплекс мероприятий по защите населения от воздействия ионизирующего излучения.
Методическая основа проведения измерения у существующих приборов воздушной радиационной разведки заключается в том, что для определения мощности дозы гамма-излучения в некоторой точке необходимо измерить мощность дозы над этой точкой на высоте полета летательного аппарата и умножить измеренную величину на величину кратности ослабления гамма-излучения слоем воздуха между высотой полета и исследуемой высотой. Величина кратности ослабления будет изменяться в соответствии с зависимостью мощности дозы над радиоактивно загрязненной местностью от высоты измерения. При этом на данную зависимость будут влиять метеорологические условия в районе разведки.
Распространение ионизирующего излучения в атмосфере зависит, как и в любой другой среде, от ее плотности и компонентного состава [7]. Состав сухого воздуха в области гомосферы до высоты 90 км остается практически постоянным. Плотность воздуха преимущественно зависит от температуры и атмосферного давления, количество содержащейся в воздухе воды в виде пара и осадков на плотность влияет незначительно [8]. Поэтому отсутствие учета изменения температуры и давления воздуха может существенно снизить точность результатов воздушной радиационной разведки местности.
В частности при ведении воздушной радиационной разведки местности на высотах до 500 метров изменение атмосферного давления обуславливает значительную дополнительную погрешность до 40%, изменение температуры воздуха - до 80% при доверительной вероятности 0,95, поэтому учет данных параметров необходим для получения достоверных результатов разведки [8].
Задача настоящего изобретения заключается в повышении достоверности воздушной радиационной разведки местности путем снижения погрешности, обусловленной изменением метеорологических условий в районе ведения разведки.
Поставленная задача решается путем автоматического корректирования результатов воздушной радиационной разведки местности с помощью аналитической зависимости, позволяющей вычислять поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры и давления воздуха при различной высоте радиационной разведки.
Предлагаемое изобретение осуществляют следующим образом. Перед началом радиационной разведки измеряют атмосферное давление и температуру воздуха в районе ведения радиационной разведки, вычисляют поправочный коэффициент по формуле
где р - атмосферное давление, Па;
Т - температура воздуха, K;
h - высота ведения разведки, м.
Затем осуществляют радиационную разведку местности известными способами, измеряя мощность дозы гамма-излучения на выбранной высоте полета и пересчитывая измеренное значение к высоте 1 метр умножением его на величину кратности ослабления гамма-излучения слоем воздуха при стандартных метеорологических условиях между высотой полета и высотой 1 метр над поверхностью земли. После этого умножают полученное значение мощности дозы гамма-излучения на поправочный коэффициент К, вычисленный по предлагаемой формуле.
Указанная формула была получена в результате аппроксимации зависимости мощности поглощенной в воздухе дозы гамма-излучения радиоактивно загрязненной местности от высоты измерения, температуры и давления воздуха, составленной на основе математического моделирования равномерного плоского источника гамма-излучения на основе радионуклида Cs-137, расположенного в воздухоэквивалентной среде.
Предлагаемая формула позволяет получить поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха в диапазоне от минус 50 до 50°C и давления воздуха в диапазоне от 660 до 860 мм рт.ст. при высоте радиационной разведки до 500 м с погрешностью, не превышающей ±3%.
Технический результат изобретения - повышение достоверности воздушной радиационной разведки местности путем снижения погрешности, обусловленной изменением метеорологических условий в районе ведения разведки.
Осуществление изобретения
Приведем пример использования предлагаемого способа для случая, когда летательный аппарат с техническим средством воздушной радиационной разведки на борту проводит измерение мощности дозы гамма-излучения над радиоактивно загрязненной местностью на высоте полета 500 метров. Местность равномерно загрязнена радиоактивными веществами с начальной энергией гамма-квантов 0,662 МэВ и поверхностной активностью 80 кБк/см2. Температура воздуха в районе разведки составляет 25°C (298 K), атмосферное давление равно 700 мм рт.ст. (93326 Па). Результаты измерения мощности дозы в указанных условиях будут ниже соответствующих значений при стандартных метеорологических условиях на 50%.
Перед началом измерения мощности дозы в районе ведения радиационной разведки измеряют атмосферное давление и температуру воздуха, рассчитывают поправочный коэффициент по предлагаемой формуле
Затем проводят измерение мощности дозы на высоте полета, которое составит для указанных условий 1 мрад/ч, пересчитывают измеренное значение к высоте 1 метр умножением его на величину кратности ослабления гамма-излучения слоем воздуха при стандартных метеорологических условиях, которая равна для данного примера 223 [8], получая значение 223 мрад/ч. После этого умножают указанную величину на поправочный коэффициент, равный 2,01, получая действительное значение мощности дозы на высоте 1 метр, равное 447 мрад/ч. В результате применение предлагаемого способа в приведенном примере позволяет избавиться от дополнительной погрешности измерения, равной минус 50%, которая соответствует двукратному занижению результатов радиационной разведки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГО-21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации [Текст]. - 88 с.
2. Способ ведения воздушной радиационной разведки местности [Текст]: пат. 2554618 Рос. Федерация: МПК G01T 1/169 (2006.01) / Р.Н. Садовников, Д.В. Фролов; заявитель и патентообладатель ФГБУ «33 ЦНИИИ» МО РФ. - №2013154167/28; заявл. 05.12.2013; опубл. 27.06.2015, Бюл. №18. - 7 с.
3. Способ ведения воздушной радиационной разведки местности с использованием беспилотного летательного аппарата вертолетного типа [Текст]: пат. 2620333 Рос. Федерация: МПК G01T 1/169 (2006.01) / Д.А. Кожевников, Р.Н. Садовников, Д.И. Лукоянов, А.В. Быков, С.О. Румянцев, И.Ю. Кулагин; заявитель и патентообладатель ФГБУ «33 ЦНИИИ» МО РФ. - №2016133815/28; заявл. 17.08.2016; опубл. 24.05.2017, Бюл. №15. - 13 с.
4. Измеритель мощности дозы ИМД-31-01. Руководство по технической эксплуатации. ЖШ1.289.183-01 РЭ [Текст]. - 1986. - 246 с.
5. Измеритель мощности дозы ИМД-31. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЖШ1.289.183 РЭ [Текст]. - 132 с.
6. Комплекс ИМД-32. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЖШ1.289.459 ТО [Текст]. - М.: НИЦ СНИИП, 1997 - 85 с.
7. Распространение ионизирующих излучений в воздухе [Текст] / Климанов В.А., Коновалов С.А., Кочанов В.А. и др. Под ред. В.И. Кухтевича и В.П. Машковича. - М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.
8. Израэль Ю.А., Стукин Е.Д. Гамма-излучение радиоактивных выпадений [Текст]. - М.: Атомиздат, 1967. - 224 с.
Claims (5)
- Способ повышения достоверности воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности, заключающийся в измерении мощности дозы гамма-излучения на выбранной высоте полета с последующим умножением измеренного значения на величину кратности ослабления гамма-излучения слоем воздуха при стандартных метеорологических условиях между высотой полета и высотой 1 метр над поверхностью земли, отличающийся тем, что в районе ведения радиационной разведки измеряют атмосферное давление и температуру воздуха и автоматически корректируют значение мощности дозы на высоте 1 метр над поверхностью земли умножением на поправочный коэффициент КП, вычисляемый по формуле
-
- где p - атмосферное давление, Па;
- Т - температура воздуха, K;
- h - высота ведения разведки, м.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101379A RU2698499C1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Способ повышения достоверности воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101379A RU2698499C1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Способ повышения достоверности воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2698499C1 true RU2698499C1 (ru) | 2019-08-28 |
Family
ID=67851321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019101379A RU2698499C1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Способ повышения достоверности воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2698499C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115201884A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-10-18 | 嘉兴嘉卫检测科技有限公司 | 一种环境监测用的空气辐射测量方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100930681B1 (ko) * | 2008-01-30 | 2009-12-09 | (주)씨에이앤에이 | 방사성 핵종별 선량률 측정이 가능한 환경방사능 감시시스템의 감시방법 |
| RU2561305C2 (ru) * | 2013-11-18 | 2015-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПламСпэйс" (ООО "ПламСпэйс") | Способ обнаружения радиационного загрязнения |
| RU2601774C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ ведения воздушной радиационной разведки местности измерителем мощности дозы с одним детектором |
| RU2620333C1 (ru) * | 2016-08-17 | 2017-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ ведения воздушной радиационной разведки местности с использованием беспилотного летательного аппарата вертолетного типа |
| US20170160404A1 (en) * | 2014-06-09 | 2017-06-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Radiation monitoring device |
-
2019
- 2019-01-17 RU RU2019101379A patent/RU2698499C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100930681B1 (ko) * | 2008-01-30 | 2009-12-09 | (주)씨에이앤에이 | 방사성 핵종별 선량률 측정이 가능한 환경방사능 감시시스템의 감시방법 |
| RU2561305C2 (ru) * | 2013-11-18 | 2015-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПламСпэйс" (ООО "ПламСпэйс") | Способ обнаружения радиационного загрязнения |
| US20170160404A1 (en) * | 2014-06-09 | 2017-06-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Radiation monitoring device |
| RU2601774C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ ведения воздушной радиационной разведки местности измерителем мощности дозы с одним детектором |
| RU2620333C1 (ru) * | 2016-08-17 | 2017-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Способ ведения воздушной радиационной разведки местности с использованием беспилотного летательного аппарата вертолетного типа |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115201884A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-10-18 | 嘉兴嘉卫检测科技有限公司 | 一种环境监测用的空气辐射测量方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sanada et al. | The aerial radiation monitoring in Japan after the Fukushima Daiichi nuclear power plant accident | |
| Sanada et al. | Temporal variation of dose rate distribution around the Fukushima Daiichi nuclear power station using unmanned helicopter | |
| RU2620333C1 (ru) | Способ ведения воздушной радиационной разведки местности с использованием беспилотного летательного аппарата вертолетного типа | |
| Peck et al. | Evaluation of snow water equivalent by airborne measurement of passive terrestrial gamma radiation | |
| US4047042A (en) | Method of determining the water equivalent depth of snowfall using neutrons of cosmic rays | |
| RU2601774C1 (ru) | Способ ведения воздушной радиационной разведки местности измерителем мощности дозы с одним детектором | |
| Ploc et al. | Publicly available database of measurements with the silicon spectrometer Liulin onboard aircraft | |
| RU2698499C1 (ru) | Способ повышения достоверности воздушной радиационной разведки радиоактивно загрязненной местности | |
| CN113189636B (zh) | 基于多能量响应的航空γ能谱分析方法 | |
| Gong et al. | Minimum detectable activity for NaI (Tl) airborne γ-ray spectrometry based on Monte Carlo simulation | |
| Davis et al. | Instrumentation in aircraft for radiation measurements | |
| Anderson et al. | Atmospheric electric and radon profiles over a closed basin and the open ocean | |
| Qin et al. | Calibration of an airborne γ-ray spectrometer based on an unmanned aerial vehicle using a point source | |
| Torii et al. | Distribution of dose-rates and deposition of radioactive cesium by the airborne monitoring surveys | |
| Sanderson et al. | Validated Radiometric Mapping in 2012 of Areas in Japan Affected by the Fukushima-Daiichi Nuclear Accident. | |
| Wissmann et al. | Characterization of dose rate instruments for environmental radiation monitoring | |
| Dombrowski et al. | Long-term PTB intercomparison of passive H*(10) dosemeters used in area monitoring | |
| Glynn et al. | An airborne gamma ray snow survey of a forest covered area with a deep snowpack | |
| Fritzsche | Development of an airborne gamma radiation system for snow surveys | |
| Davis et al. | Radiation measurements over simulated plane sources | |
| Davis | Extended-and Point-source Radiometric Program | |
| Martin et al. | Low energy gamma rays measurements during January to February 2017 in São José dos Campos, SP, Brazil Region | |
| Haber et al. | AMS/BARC Joint Survey Addendum Technical Report | |
| Dyer et al. | Zenith: A Radiosonde Detector for Rapid‐Response Ionizing Atmospheric Radiation Measurements During Solar Particle Events | |
| Mishev et al. | Gamma Background Measurements at BEO Moussala |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210118 |