RU2785525C1 - Method for search and detection of sources of ionizing radiation - Google Patents

Method for search and detection of sources of ionizing radiation Download PDF

Info

Publication number
RU2785525C1
RU2785525C1 RU2022112358A RU2022112358A RU2785525C1 RU 2785525 C1 RU2785525 C1 RU 2785525C1 RU 2022112358 A RU2022112358 A RU 2022112358A RU 2022112358 A RU2022112358 A RU 2022112358A RU 2785525 C1 RU2785525 C1 RU 2785525C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
detection
radiation
signal
energy windows
sources
Prior art date
Application number
RU2022112358A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Шеин
Леонид Викторович Викторов
Галина Анатольевна Кунцевич
Владимир Леонидович Петров
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2785525C1 publication Critical patent/RU2785525C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radiation.
SUBSTANCE: method for searching and detecting sources of ionizing radiation using stationary or moving scintillation spectrometric detectors over the surveyed area is proposed, which consists in the fact that the entire measurement time interval is divided into sections of exposure time texp, the duration of each of which is the same and is preferably (8-15)⋅te, then, from the measurement results for each of the energy windows, the values of the average background count rate b, the amplitude of the expected signal am and the position of the signal on the time scale tm are determined, after which the value of the parameter η is calculated by the formula
Figure 00000009
,
where te is a predetermined signal duration, then η is compared with the threshold qo, determined by a given false alarm probability, and the decision to detect the desired radiation source is made if η > qo, for any of the established energy windows simultaneously.
EFFECT: reducing the time of monitoring the object, simplifying the procedure for preparing for measurements, achieving a reduction in the thresholds for detecting radionuclides.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Заявляемый способ относится к области радиационного контроля с помощью сцинтилляционных спектрометрических детекторов и предназначен для поиска и обнаружения источников ионизирующих излучений (ИИИ), утерянных или преднамеренно спрятанных (в случаях незаконного захоронения радиоактивных отходов и т.п.) или несанкционируемо проносимых через портальный монитор. Заявляемый способ может применяться в стационарных портальных радиационных мониторах (РМ), а также в носимых портативных или движущихся РМ (например, автомобильных, вертолетных), мобильных комплексах радиационного контроля (РК), использующих сцинтилляционные детекторы.The claimed method relates to the field of radiation monitoring using scintillation spectrometric detectors and is designed to search for and detect sources of ionizing radiation (IRS), lost or deliberately hidden (in cases of illegal disposal of radioactive waste, etc.) or unauthorized carried through the portal monitor. The claimed method can be used in stationary portal radiation monitors (RM), as well as in wearable portable or moving RM (for example, automobile, helicopter), mobile radiation monitoring systems (RK) using scintillation detectors.

Известны способы поиска ИИИ, используемые в портативных приборах оперативного РК [1-4] - ручных радиометрах-дозиметрах типа МКС-А02 и др., в которых для обнаружения ИИИ используется способ обнаружения, основанный на сравнении измеренного аппаратурой количества импульсов N 0 за жестко назначенное время t n контроля с заранее вычисленным порогом обнаружения q 0 . Порог q 0 вычисляют, опираясь на фоновую обстановку до прибытия в зону контроля, по формулеThere are known methods for searching for IRS used in portable devices of operational RK [1-4] - hand-held radiometers-dosimeters of the MKS-A02 type, etc., in which a detection method is used to detect IRS, based on comparing the number of pulses N 0 measured by the equipment for a strictly assigned control time t n with a pre-calculated detection threshold q 0 . The threshold q 0 is calculated based on the background situation before arrival in the control zone, according to the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где b=B/t b - средняя скорость счета фона;where b=B/t b - average background count rate;

σ=(В) 1/ 2 - среднеквадратическое отклонение (СКО) величины В , равной измеренному количеству фоновых импульсов за жестко заданное время t b ; σ=(B) one/ 2 - standard deviation (RMS) of the value AT , equal to the measured number of background pulses for a rigidly specified time t b ;

m - коэффициент ( m ≥ 4). m - coefficient ( m ≥ 4).

Если N 0 больше q 0 , то принимают решение об обнаружении искомого ИИИ, в противном случае принимают решение о необнаружении.If N 0 is greater than q 0 , then a decision is made to detect the desired IRS, otherwise a decision is made to not detect it.

Аналогичные описанным «жесткие» пороги обнаружения использованы в способах по сравнительно недавним патентам № 2655044 (2018 г.) и № 2317570 (2008 г.). Следует подчеркнуть, что в описанных способах (приборах) значение m практически не обосновывается и подбирается в ходе эксплуатации прибора на основе опыта работы либо «интуитивно»; соответственно это приводит к завышению порогов обнаружения по сравнению с теоретически обоснованными и к повышению вероятности пропуска опасного источника ИИ.“Hard” detection thresholds similar to those described are used in the methods according to relatively recent patents No. 2655044 (2018) and No. 2317570 (2008). It should be emphasized that in the described methods (devices) the value of m is practically not substantiated and is selected during the operation of the device based on work experience or "intuitively"; accordingly, this leads to an overestimation of the detection thresholds in comparison with the theoretically justified ones and to an increase in the probability of missing a dangerous AI source.

Известны способы обнаружения источников ИИ [5], в которых используются некоторые основные положения, термины и выводы из теории обнаружения [6-8]. Однако в [5] упомянутые положения используются недостаточно последовательно и корректно, и потому также приводят к завышению порогов обнаружения и к повышению вероятности пропуска. В способе поиска и обнаружения, описанном в [5], по утверждению авторов применяется критерий Неймана-Пирсона, однако порог обнаружения фактически вычисляется по (1). Очевидно, что описанный способ почти не отличается от [1], за исключением того, что значения t b и t n могут устанавливаться (регулироваться) в зависимости от требуемой точности и ограничений на время измерения. Причем, определение порога по (1) приводит к существенному завышению минимального обнаруживаемого сигнала по сравнению с теорией обнаружения, о чем мы уже писали выше.Known methods for detecting sources of AI [5], which use some of the basic provisions, terms and conclusions from the theory of detection [6-8]. However, in [5], the mentioned provisions are used insufficiently consistently and correctly, and therefore also lead to an overestimation of the detection thresholds and an increase in the probability of missing. In the search and detection method described in [5], according to the authors, the Neumann-Pearson criterion is used, however, the detection threshold is actually calculated by (1). Obviously, the described method is almost the same as [1], except that the values of t b and t n can be set (adjusted) depending on the required accuracy and limitations on the measurement time. Moreover, the determination of the threshold according to (1) leads to a significant overestimation of the minimum detected signal in comparison with the detection theory, as we have already written above.

В известном «Способе мониторирования перемещающихся объектов на предмет обнаружения делящихся ядерных материалов» [9] в основном используются соотношения в соответствии с теорией обнаружения [6-8], причем для формирования порога обнаружения, вычисляемого по заданной вероятности ложных тревог, применяются поправки на Пуассоновскую статистику, что особенно важно при малых скоростях счета. Однако и здесь основные положения теории обнаружения применены не совсем корректно, что приводит к повышению вероятности пропуска ИИ.In the well-known "Method of monitoring moving objects for the detection of fissile nuclear materials" [9], ratios are mainly used in accordance with the detection theory [6-8], and corrections for Poisson statistics are applied to form the detection threshold calculated from a given probability of false alarms , which is especially important at low count rates. However, here, too, the main provisions of the detection theory are applied not quite correctly, which leads to an increase in the probability of missing AI.

Известен способ обнаружения слабых потоков ионизирующих излучений, описанный патенте № 2140660 [10], который полностью и строго базируется на теории обнаружения [6-8].There is a known method for detecting weak fluxes of ionizing radiation, described in patent No. 2140660 [10], which is completely and strictly based on the theory of detection [6-8].

В соответствии с теорией обнаружения [6-8], в условиях полной априорной неопределенности (т.е. когда об обнаруживаемом объекте нет информации ни о наличии-отсутствии на нем источника ИИ, ни о величине сигнала от источника ИИ), в обнаружителе может и должен использоваться только критерий Неймана-Пирсона, являющийся наиболее мощным критерием. Последнее означает, что применение критерия Неймана-Пирсона позволяет получить наибольшую теоретически возможную вероятность обнаружения при заданной вероятности ложной тревоги (и, соответственно, наименьшую вероятность пропуска).In accordance with the detection theory [6-8], under conditions of complete a priori uncertainty (i.e., when there is no information about the object being detected, either about the presence or absence of an AI source on it, or about the magnitude of the signal from the AI source), the detector can only the Neyman-Pearson test , which is the most powerful test, should be used. The latter means that the application of the Neyman-Pearson criterion makes it possible to obtain the highest theoretically possible probability of detection for a given false alarm probability (and, accordingly, the lowest probability of missing).

Вторым важнейшим положением теории обнаружения, которое должно использоваться при практической реализации теории, является необходимость вычисления отношения правдоподобия. Для практических целей удобнее использовать эквивалентное упомянутому отношению правдоподобия выражение для достаточной статистики η [6], которое в обсуждаемом конкретном случае обнаружения слабых потоков ИИ принимает видThe second most important provision of the detection theory, which should be used in the practical implementation of the theory, is the need to calculate the likelihood ratio. For practical purposes, it is more convenient to use an expression equivalent to the mentioned likelihood ratio for sufficient statistics η [6], which in the particular case under discussion of detecting weak AI flows takes the form

Figure 00000002
Figure 00000002

где все обозначения совпадают с введенными выше (в разделе с описанием формулы (1) для аналога - дозиметра дрс-рм1401 [1]).where all the designations are the same as those introduced above (in the section describing formula (1) for the analogue - dosimeter drs-rm1401 [1]).

По физическому смыслу величина η представляет собой относительное (или «нормализованное») значение средней скорости счета сигнала от обнаруживаемого источника a = n-b (иначе: величина η - это относительное значение сигнала a , представленное в таком виде, когда дисперсия сигнала равна единице).In physical terms, the value of η is a relative (or "normalized") value of the average count rate of the signal from the detected source a = nb (otherwise: the value of η is the relative value of the signal a , presented in such a form when the signal dispersion is equal to one).

Полученное значение η сравнивают с порогом q o , значение которого зависит от заданной оператором вероятности ложной тревоги Р лт и определяется из таблиц нормального закона распределения. (Значение q o = 1 соответствует так называемому «квантилю нормального распределения»).The obtained value of η is compared with the threshold q o , the value of which depends on the false alarm probability P lt given by the operator and is determined from the tables of the normal distribution law. (The value q o = 1 corresponds to the so-called "quantile of the normal distribution").

Таким образом, способ обнаружения по [7] сводится к следующей последовательности операций:Thus, the detection method according to [7] is reduced to the following sequence of operations:

• перед началом контроля объектов определяют порог q o в соответствии с задаваемой оператором вероятностью ложных тревог Р лт по таблицам для нормального распределения (в частности, при Р лт =0,05 q o =1,64);• before the beginning of control of objects, the threshold q o is determined in accordance with the probability of false alarms P lt specified by the operator according to the tables for normal distribution (in particular, when P lt =0.05 q o =1.64);

• измеряют среднюю скорость счета b , обусловленную фоновым излучением, причем время измерения фона t b может быть любым, как правило сравнительно большим, и определяется оперативной обстановкой либо вводится оператором;• measure the average count rate b due to background radiation, and the background measurement time t b can be any, as a rule, relatively long, and is determined by the operational situation or is entered by the operator;

• прибор переключают в режим оперативного контроля, т.е. измеряют количество импульсов излучения от контролируемого объекта N o в течение интервала контроля t n , задаваемого оператором; вычисляют среднюю скорость счета аддитивной смеси сигнала и фона n=N o /t n ; • the device is switched to the operational control mode, i.e. measure the number of radiation pulses from the controlled object N o during the control interval t n specified by the operator; calculate the average count rate of the additive mixture of signal and background n=N o /t n ;

• определяют значение достаточной статистики η по (2);• determine the value of sufficient statistics η according to (2);

• полученное значение параметра η сравнивают с порогом q o . Если• the obtained value of the parameter η is compared with the threshold q o . If a

Figure 00000003
Figure 00000003

то принимают решение об обнаружении (включается световой или звуковой сигнал «тревоги»); в противном случае принимают решение о необнаружении (об отсутствии источника), которое фиксируют в отчете по процедуре проведения контроля. Неравенство (3) в теории обнаружения называют решающим правилом.then they make a decision on detection (the “alarm” light or sound signal turns on); otherwise, a decision is made about non-detection (about the absence of a source), which is recorded in the report on the control procedure. Inequality (3) in the detection theory is called the decision rule.

Описанные выше способы [1-5, 9, 10] не пригодны для задач поиска; они могут использоваться именно и только для задач обнаружения источников ИИ на контролируемых объектах. Очевидно, что при контроле объектов на предмет обнаружения источников ИИ первым ключевым моментом является то, что фон измеряют заранее, т.е. когда точно известно, что объект контроля отсутствует в зоне чувствительности детектора. Второй ключевой момент заключается в следующем: оператору всегда известно, присутствует ли контролируемый объект в зоне контроля (для этого используются так называемые «датчики присутствия», либо оператор сам непосредственно видит объект контроля и в нужный момент времени нажимает кнопки «старт» и «стоп»). Причем время контрольного замера излучения от объекта соответствует значению, равному времени нахождения объекта в зоне чувствительности детекторов. А для принятия решения о наличии либо отсутствии ИИ на объекте контроля в способах типа [1-5, 9, 10] результат измерений излучения от объекта прямо или косвенно сравнивается с заранее измеренным уровнем фона.The methods described above [1-5, 9, 10] are not suitable for search tasks; they can be used specifically and only for the tasks of detecting AI sources at controlled objects. Obviously, when monitoring objects for the detection of AI sources, the first key point is that the background is measured in advance, i.e. when it is known for sure that the object of control is absent in the detector's sensitivity zone. The second key point is as follows: the operator always knows whether the controlled object is present in the control zone (the so-called "presence sensors" are used for this, or the operator himself directly sees the control object and at the right time presses the "start" and "stop" buttons) ). Moreover, the time of the control measurement of radiation from the object corresponds to a value equal to the time the object is in the sensitivity zone of the detectors. And to make a decision about the presence or absence of AI on the control object in methods like [1-5, 9, 10], the result of radiation measurements from the object is directly or indirectly compared with the previously measured background level.

При проведении поиска складывается существенно иная постановка задачи: в общем случае при поиске всегда не известно, присутствует или нет слабый источник ИИ в зоне чувствительности детектора. При проведении поиска требуется непрерывно, в течение длительного времени, достигающем иногда 3-10 и более часов, при перемещении аппаратуры с детекторами измерять излучение от зоны поиска или непрерывно перемещающихся объектов котроля, и из полученных результатов таких непрерывных измерений каким-то образом извлекать информацию для принятия решения о наличии либо отсутствии источника ИИ в зоне поиска. При этом следует всегда иметь в виду, что уровень фона в зоне поиска может изменяться весьма значительно (от десятков до сотен процентов от исходного). В такой постановке задачи способы [1-5, 9, 10] в принципе не пригодны.When conducting a search, a significantly different formulation of the problem arises: in the general case, when searching, it is always unknown whether or not a weak source of IR is present in the detector sensitivity zone. When conducting a search, it is required continuously, for a long time, sometimes reaching 3-10 hours or more, when moving equipment with detectors, to measure the radiation from the search area or continuously moving monitoring objects, and from the results of such continuous measurements to somehow extract information for making a decision about the presence or absence of an AI source in the search area. In this case, it should always be borne in mind that the background level in the search area can vary quite significantly (from tens to hundreds of percent of the original). In such a formulation of the problem, the methods [1-5, 9, 10] are in principle not suitable.

Как показывают результаты практических исследований фона на длительных интервалах времени [11-13], уровень фона, измеряемый с интервалами усреднения порядка 100 - 300 с и более, может изменяться со скоростями порядка 10⋅СКО за 20 - 30 мин., а за 2-3 часа (за время проведения поиска) «уплывать» по абсолютной величине на 50 % и более даже в случаях неподвижного радиационного монитора (РМ). Если для задач радиационного контроля объектов (т.е. в задачах обнаружения) проблема адаптации к флуктуациям среднего уровня фона может решаться довольно просто (в пределе, в самых неблагоприятных условиях - путем измерения уровня фона перед контролем каждого нового объекта), то в задачах поиска проблему адаптации к изменениям фона решить непросто. Здесь совершенно неприемлем такой, например, прием: выходить из зоны поиска каждые 15-20 мин для уточнения уровня фона. Поэтому чаще прибегают к единственно возможной в указанных ситуациях мере - к способу завышения (загрубления) порогов обнаружения.As the results of practical studies of the background over long time intervals [11–13] show, the background level, measured at averaging intervals of the order of 100–300 s or more, can change at rates of the order of 10⋅RMS in 20–30 min., and in 2– 3 hours (during the search) "float away" in absolute value by 50% or more even in cases of a fixed radiation monitor (RM). If for problems of radiation monitoring of objects (i.e., in detection problems), the problem of adaptation to fluctuations in the average background level can be solved quite simply (in the limit, under the most unfavorable conditions - by measuring the background level before monitoring each new object), then in search problems The problem of adapting to background changes is not easy to solve. Here, for example, such a technique is completely unacceptable: to leave the search area every 15-20 minutes to clarify the background level. Therefore, more often they resort to the only measure possible in these situations - to the method of overestimating (roughening) the detection thresholds.

Известно множество способов поиска и обнаружения радиоактивных объектов, используемых в устройствах типа [13] и относящихся к области радиационного мониторинга. Эти способы могут быть использованы для поиска и обнаружения радиоактивных объектов на местности, а также пространственного распределения радиоактивных источников при ядерно-физическом каротаже скважин. Однако указанные способы и соответствующие им устройства [14] близки к заявляемому только по названию; по сути они обязательно предполагают применение множества стационарных постов со сложными устройствами радиационного контроля, снабженными коллиматорами. Обзорное описание указанной группы способов и устройств, предназначенных для непрерывного радиационного мониторинга местности вокруг АЭС и для оперативного мониторинга местности в случае аварии, приведено в [13]. Очевидно, что указанная группа устройств [13,14] к обсуждаемым задачам поиска источников ИИ не имеет отношения.There are many methods for searching and detecting radioactive objects used in devices of the type [13] and related to the field of radiation monitoring. These methods can be used to search for and detect radioactive objects on the ground, as well as the spatial distribution of radioactive sources during nuclear logging of wells. However, these methods and their corresponding devices [14] are close to the claimed only in name; in fact, they necessarily involve the use of many stationary posts with complex radiation monitoring devices equipped with collimators. An overview description of this group of methods and devices designed for continuous radiation monitoring of the area around the NPP and for operational monitoring of the area in the event of an accident is given in [13]. Obviously, this group of devices [13, 14] is not related to the discussed problems of searching for AI sources.

Нельзя не отметить обзор [15], где подробно описаны несколько различных способов обработки данных от радиационных мониторов. В обзоре [15] фактически описаны все способы обнаружения источников ИИ, приведенные нами выше (в том числе описан и способ обнаружения ИИ авторов настоящей заявки по патенту № 2140660 [10]). Однако в [15] рассмотрены только случаи использования неподвижных устройств радиационного контроля (именно последние и обозначаются у специалистов термином «радиационные мониторы» - РМ, или «портальные» РМ), и совершенно не затронуты задачи поиска ИИ средствами подвижных (мобильных) устройств радиационного контроля. Кроме того, в обзоре [15] совершенно не рассматриваются вопросы, связанные с решением задач категоризации (идентификации) обнаруженных радионуклидов (РН).It is worth mentioning the review [15], which describes in detail several different ways of processing data from radiation monitors. The review [15] actually describes all the methods for detecting AI sources that we have listed above (including the method for detecting AI by the authors of this application under patent No. 2140660 [10]). However, in [15], only cases of using stationary radiation monitoring devices are considered (it is the latter that are designated by specialists by the term “radiation monitors” - RM, or “portal” RM), and the tasks of searching for AI by means of mobile (mobile) radiation monitoring devices are not at all affected. . In addition, the review [15] does not at all address issues related to solving the problems of categorization (identification) of detected radionuclides (RN).

Известен также способ поиска и обнаружения ИИ, описанный в патенте № 2242024 [16].There is also a method for searching and detecting AI, described in patent No. 2242024 [16].

Его главной отличительной особенностью является то, что перед началом процедуры поиска и обнаружения не требуется измерять фон. Its main distinguishing feature is that it is not required to measure the background before starting the search and detection procedure.

Суть описанного в [16] способа поиска и обнаружения ИИ заключается в следующем:The essence of the AI search and detection method described in [16] is as follows:

Весь интервал времени измерения разбивают на участки времени экспозиции t эксп , длительность каждого из которых одинакова и составляет предпочтительно (8 - 15 )⋅ t e . The entire measurement time interval is divided into sections of exposure time t exp , the duration of each of which is the same and is preferably (8 - 15 )⋅ t e .

Далее из результатов измерений определяют значения средней скорости счета фона b , амплитуды предполагаемого сигнала a m и положения сигнала на шкале времени t m , после чего вычисляют величину достаточной статистики - (параметра η ) по формуле, аналогичной (2), но отличающейся тем, что вместо времени контроля объекта t n подставляют значение «эффективной длительности сигнала» t e .Further, from the measurement results, the values of the average background count rate b , the amplitude of the expected signal a m and the position of the signal on the time scale t m are determined, after which the value of sufficient statistics - (parameter η ) is calculated using a formula similar to (2), but differing in that instead of the control time of the object t n substitute the value of "effective signal duration" t e .

Далее выполняют сравнение η с порогом q o , определяемым по заданной вероятности ложных тревог, причем решение об обнаружении искомого объекта принимают в случае, если η > q o . Next, η is compared with a threshold q o determined by a given probability of false alarms, and the decision to detect the desired object is made if η > q o .

Более подробно формулы, используемые в патенте № 2242024 [16] описаны и обоснованы в работе [17].The formulas used in patent No. 2242024 [16] are described and justified in [17] in more detail.

Способ [16] обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с описанными выше [1-5, 9, 10], главные из которых таковы:The method [16] has a number of significant advantages compared to those described above [1-5, 9, 10], the main of which are:

• отпадает необходимость предварительного измерения фона перед началом процедуры поиска и (или) обнаружения и тем самым сокращается общее время контроля;• there is no need for preliminary measurement of the background before the start of the search and (or) detection procedure, and thus the total time of control is reduced;

• обеспечивается возможность проведения поиска источников ИИ в условиях существенно нестационарного фона;• it is possible to search for AI sources under conditions of a significantly non-stationary background;

• обеспечивается достижение наибольшей вероятности обнаружения при заданных параметрах обнаружения, в частности, при заданной вероятности ложной тревоги, и соответственно - достижения низких порогов обнаружения, близких к теоретически предельным [6-8].• it is ensured that the greatest detection probability is achieved with the given detection parameters, in particular, with a given false alarm probability, and, accordingly, the achievement of low detection thresholds close to theoretically limiting ones [6-8].

Однако нельзя не подчеркнуть один важный недостаток, характерный для описанного способа [16], который заключается в том, что в способе по [16] не решается задача категоризации (идентификации) обнаруживаемых радионуклидов (РН).However, it is impossible not to emphasize one important drawback characteristic of the described method [16], which is that the method according to [16] does not solve the problem of categorization (identification) of detected radionuclides (RN).

Наиболее близким к заявляемому является способ обнаружения, описанный в тезисах доклада [18], в котором одновременно с задачей обнаружения ИИ решается задача категоризации (идентификации) обнаруживаемых радионуклидов (РН). Таковая задача, безусловно, является ценной опцией во многих конкретных случаях проведения радиационного контроля, в частности, в следующих: Closest to the claimed is the detection method described in the abstract of the report [18], in which, simultaneously with the task of detecting AI, the problem of categorization (identification) of detectable radionuclides (RN) is solved. Such a task, of course, is a valuable option in many specific cases of radiation monitoring, in particular, in the following:

• помимо важнейшей функции выявления (обнаружения) радионуклида (РН) решается задача обнаружения конкретного техногенного (техногенных) РН (например, 137Cs) при наличии излучения от ещё не распавшихся радиофармпрепаратов, находящихся в теле контролируемого человека вследствие медицинских процедур;• in addition to the most important function of detection (detection) of a radionuclide (RN), the task of detecting a specific technogenic (technogenic) RN (for example, 137 Cs) is solved in the presence of radiation from radiopharmaceuticals that have not yet decayed, which are in the body of a controlled person as a result of medical procedures;

• когда надо выявить незаконно провозимые (проносимые) в объекте контроля техногенные радионуклиды на фоне декларируемых РН.• when it is necessary to identify technogenic radionuclides illegally transported (smuggled) into the control object against the background of declared ROPs.

Однако авторы [18] даже не упоминают о критериях обнаружения, которые они используют в своих способах (алгоритмах). Судя по тексту тезисов, а также по давней заявке [19] авторов работы [18] и по текстам и примечаниям к таблицам в каталоге «АТОМТЕХ» [20], авторы работы [18] применяют так называемый «жесткий» или «упрощенный» способ (алгоритм) обнаружения, аналогичный описанному выше в формуле (1). Т.е. авторы прототипа [18], судя по их текстам, вовсе не озабочены вопросами использования известных подходов теории обнаружения.However, the authors of [18] do not even mention the detection criteria that they use in their methods (algorithms). Judging by the text of the theses, as well as by the long-standing application [19] of the authors of [18] and by the texts and notes to the tables in the ATOMTECH catalog [20], the authors of [18] use the so-called “hard” or “simplified” method (algorithm) detection, similar to that described above in the formula (1). Those. the authors of the prototype [18], judging by their texts, are not concerned at all with the use of known approaches of the detection theory.

Примечание:Note:

Здесь мы ссылаемся на каталог [20] потому, что авторы прототипа [18] представляют предприятие «АТОМТЕХ» ОАО «МНИПИ».Here we refer to the catalog [20] because the authors of the prototype [18] represent the enterprise "ATOMTEH" JSC "MNIPI".

Кроме того, утверждение о том, что транспортные средства экранируют фон до 30 %, справедлив только по отношению к нейтронному излучению (и соответственно - к нейтронному каналу обнаружения), но не к гамма-излучению. Об этом свидетельствуют наши данные, полученные в результате длительной эксплуатации комплексов «Соратник» [21]. Наличие транспортного средства в «зоне обзора» детектора, по нашим данным, практически не влияет на уровень гамма-фона. (Отметим, что это утверждение авторов настоящей заявки базируется на богатом опыте фактических измерений средствами комплексов «Соратник», в которых имеются и нейтронные, и гамма-каналы. Комплексы «Соратник» эксплуатируются уже более 17 лет [21]). Поэтому на основе упомянутого опыта нам представляется, что способы (алгоритмы) учета фонового излучения, описанные в [18], неоправданно усложнены. Следует также добавить, что при практическом применении способов, описанных в [18], оператору комплекса РК совершенно непонятно, как воспользоваться такими алгоритмами. Остаются непонятными ни последовательность (алгоритмы) применения того или иного «фонового спектра с заданным предельным вкладом» из пяти, перечисленных в [18], ни критерии их применения. Возможно, авторы [18] имеют в виду стационарный РМ, расположенный на тщательно изученной территории. Но тогда таковой подход противоречит даже заголовку работы [18] «Быстроразвертываемый радиационный монитор». Логично предположить, что «быстрое развертывание» предполагает всякий раз новую, доселе не изученную местность. И потому начиная процедуру поиска и обнаружения оператор как правило не располагает априорной информацией о характере фонового спектра.In addition, the statement that vehicles shield the background up to 30% is valid only for neutron radiation (and, accordingly, for the neutron detection channel), but not for gamma radiation. This is evidenced by our data obtained as a result of long-term operation of the Soratnik complexes [21]. The presence of a vehicle in the "field of view" of the detector, according to our data, has practically no effect on the level of the gamma background. (Note that this statement of the authors of this application is based on the rich experience of actual measurements by means of the Soratnik complexes, which have both neutron and gamma channels. The Soratnik complexes have been in operation for more than 17 years [21]). Therefore, based on the above experience, it seems to us that the methods (algorithms) for taking into account background radiation, described in [18], are unreasonably complicated. It should also be added that in the practical application of the methods described in [18], it is completely unclear to the operator of the RK complex how to use such algorithms. Neither the sequence (algorithms) of applying one or another “background spectrum with a given limiting contribution” out of the five listed in [18], nor the criteria for their application remain unclear. Possibly, the authors of [18] have in mind a stationary RM located in a carefully studied territory. But then such an approach contradicts even the title of the work [18] "Fast deployable radiation monitor". It is logical to assume that "rapid deployment" implies every time a new, hitherto unexplored area. And therefore, starting the search and detection procedure, the operator, as a rule, does not have a priori information about the nature of the background spectrum.

Предлагаемым изобретением решаются задачи исключения необходимости предварительного измерения уровня фона, и тем самым сокращения общего времени контроля, категоризации (идентификации) обнаруживаемых радионуклидов (РН) и снижения порогов обнаружения РН. The proposed invention solves the problem of eliminating the need for a preliminary measurement of the background level, and thereby reducing the total time of monitoring, categorization (identification) of detected radionuclides (RN) and lowering the detection thresholds of RN.

Для решения названных задач в заявляемом способе поиска и обнаружения источников ИИ последовательность выполнения операций предлагается такой:To solve these problems in the claimed method of searching and detecting AI sources, the sequence of operations is proposed as follows:

1) Сразу по прибытии в зону поиска и включения детектирующей системы устанавливают энергетические окна, соответствующие выявляемым искомым или незаконно (несанкционированно) провозимым радионуклидам.1) Immediately upon arrival in the search area and turning on the detecting system, energy windows are set corresponding to the detected sought or illegally (unauthorized) transported radionuclides.

2) Далее начинают измерять среднюю скорость счета аддитивной смеси сигнала и фона n(t) на участках времени экспозиции (интервалах времени) t эксп , длительность каждого из которых одинакова и составляет предпочтительно (8-15)⋅ t e , где t e представляет собой эффективную длительность сигнала. Причем таковые измерения проводят во всех установленных энергетических окнах одновременно.2) Next, they begin to measure the average count rate of the additive mixture of signal and background n(t) in the exposure time sections (time intervals) t exp , the duration of each of which is the same and is preferably (8-15)⋅ t e , where t e is effective signal duration. Moreover, such measurements are carried out in all installed energy windows simultaneously.

3) По окончании интервала экспозиции №1 длительностью t эксп из значений вектора n 1 (t) , измеренного на интервале №1, определяют величины средней скорости счета фона b, амплитуды сигнала a m и положения максимума сигнала на шкале времени t m по всем установленным энергетическим окнам одновременно.3) At the end of exposure interval No. 1 with duration t exp , from the values of the vector n 1 (t) measured in interval No. 1, determine the values of the average background count rate b, signal amplitude a m and the position of the signal maximum on the time scale t m for all established energy windows at the same time.

4) Вычисляют значение достаточной статистики - параметра η - по формуле4) Calculate the value of sufficient statistics - parameter η - according to the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

5) Полученное значение параметра η сравнивают с порогом обнаружения q o , определяемым по заданной вероятности ложных тревог, т.е. применяют решающее правило (3). Если η > q o , то принимают решение об обнаружении (о положительном результате поиска источника ИИ на интервале № 1); в противном случае принимают решение об отсутствии сигнала. Причем и вычисление значения η по (4), и применение решающего правила (3) выполняют по всем установленным энергетическим окнам одновременно.5) Received parameter value η compared with the detection threshold q o determined by the given probability of false alarms, i.e. apply the decision rule (3). If a η > q o , then a decision is made to detect (about a positive result of the search for the AI source in interval No. 1); otherwise, they decide on the absence of a signal. Moreover, the calculation of the value η according to (4), and the application of the decision rule (3) is performed on all the established energy windows simultaneously.

6) Параллельно с процедурой обработки реализации n 1 (t) продолжают дальнейшие измерения значений n(t) в установленных энергетических окнах.6) In parallel with the procedure for processing the realization n 1 (t), further measurements of the values of n(t) in the established energy windows are continued.

7) По окончании интервала № 2 вектор n 2 (t) подвергают обработке, точно такой же, как описано в п.п. (2)-(5).7) At the end of interval No. 2, the vector n 2 (t) is subjected to processing, exactly the same as described in p.p. (2)-(5).

8) Далее последовательно повторяют действия по п.п. (1)-(7) для интервалов №№ 3, 4, 5 и т.д. вплоть до завершения поиска на заданной территории или до завершения процедуры радиационного контроля в случае стационарного РМ.8) Next, sequentially repeat the steps according to p.p. (1)-(7) for intervals ## 3, 4, 5, etc. up to the completion of the search in a given area or until the completion of the radiation monitoring procedure in the case of a stationary RM.

Эффективная длительность сигнала определяется из соотношения t e = k k ⋅r o /v o , где r o - кратчайшее расстояние между детектором и ожидаемой точкой размещения искомого источника ИИ; v o - средняя скорость движения детектирующей системы (или наоборот: движения объекта контроля мимо неподвижного РМ); k k - коэффициент, значение которого определяется конструкцией детектора (для плоского детектора k k =2,0; для всенаправленного детектора k k =2,8).The effective duration of the signal is determined from the relation t e = k k ⋅r o /v o , where r o is the shortest distance between the detector and the expected location of the desired AI source; v o - the average speed of movement of the detecting system (or vice versa: the movement of the control object past the stationary RM); k k - coefficient, the value of which is determined by the design of the detector (for a flat detector k k =2.0; for an omnidirectional detector k k =2.8).

Подробности, связанные с обоснованием приведенной формулы (4), а также с вычислением t e и порога q o описаны авторами патента № 240024 [16] в статье [17].Details related to the substantiation of the above formula (4), as well as the calculation of t e and the threshold q o are described by the authors of patent No. 240024 [16] in the article [17].

Следует отметить, что заявляемый способ относится только к случаю использования в РМ сцинтилляционных детекторов, позволяющих измерять спектры обнаруживаемых радионуклидов. Это могут быть детекторы на основе неорганических кристаллов (предпочтительно таких, как NaI-Tl, CsI-Tl и т.п.) или детекторы на основе сцинтиллирующей пластмассы.It should be noted that the claimed method applies only to the case of using scintillation detectors in RM, which allow measuring the spectra of detected radionuclides. These may be detectors based on inorganic crystals (preferably such as NaI-Tl, CsI-Tl, etc.) or detectors based on scintillating plastic.

Применение предлагаемого способа, как и прототипа, за счет спектральной избирательности позволяет выявлять незаконно провозимые (проносимые) в объекте контроля техногенные радионуклиды на фоне декларируемых РН (категоризация или идентификация обнаруженных РН).The application of the proposed method, as well as the prototype, due to the spectral selectivity allows you to detect man-made radionuclides illegally smuggled (smuggled) into the control object against the background of declared RH (categorization or identification of detected RH).

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:The present invention in comparison with the prototype has the following advantages:

• исключается необходимость предварительного измерения уровня фона, и тем самым сокращается общее время контроля объекта как в случаях неподвижных РМ, так и при проезде мобильного РМ мимо контролируемого объекта;• the need for preliminary measurement of the background level is eliminated, and thus the total time of object control is reduced both in cases of stationary RM and when a mobile RM passes by the controlled object;

• исключается необходимость учета фонового спектра с заданным предельным вкладом от различных естественных радионуклидов [18] (на основе «длительных симуляций», как сформулировано в [18]), что существенно упрощает работу оператора;• the need to take into account the background spectrum with a given limiting contribution from various natural radionuclides [18] is eliminated (based on “long-term simulations”, as formulated in [18]), which greatly simplifies the operator's work;

• обеспечивается решение задач поиска утерянных РМ либо обследования загрязненной территории;• the solution of the problems of searching for lost RM or survey of the contaminated territory is provided;

• достигается снижение порогов обнаружения РН, т.к. предлагаемое изобретение базируется на основных положениях теории обнаружения (в отличие от прототипа).• a decrease in the detection thresholds of PH is achieved, since proposed inventionis based on the main provisions of the theory of detection (as opposed to the prototype).

Для подтверждения последнего преимущества - о снижении порогов обнаружения РН по сравнению с прототипом [18] - нами выполнены сопоставительные расчеты.To confirm the last advantage - the reduction of the detection thresholds of RH in comparison with the prototype [18] - we performed comparative calculations.

Следует отметить, что выигрыш от применения заявляемого способа по параметру «минимальная обнаруживаемая активность» Q min количественно оценить оказалось затруднительно, т.к. в прототипе [18] четко не указаны особенности конструкции «пиларов» (пластмассовых сцинтилляторов), скорости счета фона на выходе пиларов по соответствующим энергетическим окнам, а также параметры обнаружения (вероятность ложных тревог, вероятность обнаружения, формула, по которой вычисляется порог обнаружения, или хотя бы словесное описание процедуры обнаружения).It should be noted that it was difficult to quantify the gain from the application of the proposed method in terms of the “minimum detectable activity” Q min parameter, because the prototype [18] does not clearly indicate the design features of “pilars” (plastic scintillators), the background count rate at the output of the pilars in the corresponding energy windows, as well as the detection parameters (false alarm probability, detection probability, the formula by which the detection threshold is calculated, or at least a verbal description of the detection procedure).

Поэтому для сопоставительных расчетов использован следующий подход.Therefore, the following approach was used for comparative calculations.

Поскольку авторы прототипа [18] представляют фирму АТОМТЕХ, мы воспользовались данными, приведенными в каталоге этой фирмы [20], где в таблице на стр. 40 приводятся пороги обнаружения для случая использования блоков детектирования БДКГ-19 на основе NaI(Tl) 63х160 мм и одновременно (в отличие от [18]) имеются достаточно подробные данные об условиях обнаружения. На рис.1 приведен скриншот из указанного каталога [20], где указаны значения минимальной обнаруживаемой активности Q* min (пороги обнаружения).Since the authors of the prototype [18] represent the ATOMTEKH company, we used the data given in the catalog of this company [20], where the table on page 40 shows the detection thresholds for the case of using BDKG-19 detection units based on NaI(Tl) 63x160 mm and at the same time (unlike [18]), there are sufficiently detailed data on the detection conditions. Figure 1 shows a screenshot from the specified catalog [20], where the values of the minimum detectable activity Q* min (detection thresholds) are indicated.

Для сопоставления нами рассчитаны значения порогов обнаружения (равных Q min ) для случаев, когда результаты измерений обрабатывались бы способом, предлагаемым в настоящей заявке на изобретение (конечно, при использовании тех же блоков детектирования БДКГ-19). А необходимые данные по особенностям конструкции блоков детектирования на основе NaI(Tl) и, главное, по значениям средней скорости счета фона b в соответствующих энергетических окнах авторам настоящей заявки известны на основе опыта эксплуатации комплексов «Соратник», в состав которых входят аналогичные блоки детектирования с кристаллами NaI(Tl).For comparison, we calculated the values of the detection thresholds (equal to Q min ) for cases where the measurement results would be processed by the method proposed in this application for the invention (of course, using the same detection units BDKG-19). And the necessary data on the design features of detection units based on NaI(Tl) and, most importantly, on the values of the average background count rate b in the corresponding energy windows, the authors of this application are known based on the operating experience of the Soratnik complexes, which include similar detection units with NaI(Tl) crystals.

Результаты сопоставительных расчетов приведены в таблице 1.The results of comparative calculations are shown in Table 1.

Обозначения, принятые в таблице 1:Designations adopted in table 1:

b - средняя скорость счета фона, 1/с; b- average background count rate, 1/s;

Q* min - минимальная обнаруживаемая активность для прототипа (порог Q* min - minimum detectable activity for the prototype (threshold

обнаружения, заимствуется из рис. 1, столбец 4);detection, is borrowed from Fig. 1, column 4);

Q min - минимальная обнаруживаемая активность для заявляемого Q min - minimum detectable activity for the claimed

способа;way;

K = Q min / Q* min - выигрыш по порогам обнаружения заявляемого K \u003d Q min / Q * min - gain in terms of detection thresholds of the claimed

способа по отношению к прототипу.way in relation to the prototype.

Расчеты выполнены для следующих условий обнаружения:Calculations were made for the following detection conditions:

• вероятность ложных тревог Р лт = 0,05;• probability of false alarms Рlt = 0.05;

• вероятность обнаружения Р обн = 0,80;• probability of detection Р det = 0.80;

• скорость объекта v o = 5 км/ч;• object speed v o = 5 km/h;

• расстояние до объекта r o = 1 м.• distance to the object r o = 1 m.

Полученные результаты показывают, что значения предполагаемого выигрыша K для заявляемого способа по порогам обнаружения составляют от 1,5 до 4 - 5 относительных единиц в зависимости от конкретного радионуклида.The results obtained show that the values of the expected gain K for the proposed method in terms of detection thresholds range from 1.5 to 4 - 5 relative units, depending on the specific radionuclide.

Источники информацииSources of information

1. Дозиметр поисковый микропроцессорный ДРС-РМ1401. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Минск: СП Полимастер, 1997.1. Search microprocessor dosimeter DRS-RM1401. Technical description and operating instructions. - Minsk: SP Polimaster, 1997.

2. Дозиметр-радиометр ДРБП-03. Паспорт ГКПС 14.00.00.000 ПС. - М.: ВНИИФТРИ, 1996.2. Dosimeter-radiometer DRBP-03. Passport SSCC 14.00.00.000 PS. - M.: VNIIFTRI, 1996.

3. Радиометр-дозиметр МКС-06Н INSPECTOR. Паспорт. - М.: ТОО "Грин Стар", 1996.3. Radiometer-dosimeter MKS-06N INSPECTOR. The passport. - M.: LLP "Green Star", 1996.

4. МКС-А02. Руководство по эксплуатации. ДКЦИ.411168.002 РЭ. /г. Дубна Московской обл.: НПЦ Аспект, 2000 г., 19 с.4. MKS-A02. Manual. DKCI.411168.002 RE. /G. Dubna, Moscow region: SPC Aspect, 2000, 19 p.

5. Кириллов В.М., Супрунов В.И. Обнаружение движущихся источников ионизирующих излучений. Измерительная техника. - 1994. N 8, с. 63.5. Kirillov V.M., Suprunov V.I. Detection of moving sources of ionizing radiation. Measuring technology. - 1994. N 8, p. 63.

6. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Т. 1. - М.: Сов. радио, 1972, 744 с.6. Van Tries G. Theory of detection, estimates and modulation. T. 1. - M.: Sov. radio, 1972, 744 p.

7. Тихонов В. И. Статистическая радиотехника. - М.: Радио и связь, 1982, 624 с.7. Tikhonov V. I. Statistical radio engineering. - M.: Radio and communication, 1982, 624 p.

8. Закс Ш. Теория статистических выводов. - М.: Мир, 1975, 776 с.8. Zaks Sh. Theory of statistical inference. - M.: Mir, 1975, 776 p.

9. Способ мониторирования перемещающихся объектов на предмет обнаружения делящихся ядерных материалов. // Горев А.В., Зайцев Е.И., Иванов А.И. Патент № 2150127 от 27.05.2000.9. Method for monitoring moving objects to detect fissile nuclear materials. // Gorev A.V., Zaitsev E.I., Ivanov A.I. Patent No. 2150127 dated May 27, 2000.

10. Способ обнаружения слабых потоков ионизирующих излучений. // Викторов Л.В., Кружалов А. В., Шеин А.С., Шульгин Б.В., Шульгин Д.Б. Патент РФ № 2140660. от 27.10.1999.10. Method for detecting weak fluxes of ionizing radiation. // Viktorov L.V., Kruzhalov A.V., Shein A.S., Shulgin B.V., Shulgin D.B. Patent of the Russian Federation No. 2140660. dated 10/27/1999.

11. Статистические характеристики флуктуаций гамма- и нейтронного фона. Андреев В.С., Викторов Л.В., Петров В.Л., Шеин А.С. VI Международное совещание «Проблемы прикладной спектрометрии и радиометрии». Тезисы докладов. М.: 2002. с.32.11. Statistical characteristics of gamma and neutron background fluctuations. Andreev V.S., Viktorov L.V., Petrov V.L., Shein A.S. VI International meeting "Problems of Applied Spectrometry and Radiometry". Abstracts of reports. M.: 2002. p.32.

12. Викторов Л. ., Могильникова Ю.А. Вариации нейтронного поля Земли. // В сб.: “Проблемы спектроскопии и спектрометрии”. Екатеринбург. УГТУ. 2000. С.95-104.12. Viktorov L. ., Mogilnikova Yu.A. Variations of the neutron field of the Earth. // In: "Problems of spectroscopy and spectrometry". Yekaterinburg. USTU. 2000. S.95-104.

13. Хазанов Д. Б. Построение систем оценки радиационной обстановки в районе расположения АЭС. (Обзор). // Ядерное приборостроение. (Вопросы атомной науки и техники). Вып.2. 1985. С.3.13. Khazanov D. B. Construction of systems for assessing the radiation situation in the area of the nuclear power plant. (Review). // Nuclear Instrumentation. (Issues of atomic science and technology). Issue 2. 1985. P.3.

14. Устройство для поиска и обнаружения радиоактивных объектов. // Мухин В.И., Муслимов Р.Х., Самосадный В.Т. Патент РФ № 2160909 от 12.20.2000.14. Device for searching and detecting radioactive objects. // Mukhin V.I., Muslimov R.Kh., Samosadny V.T. Patent of the Russian Federation No. 2160909 dated 12.20.2000.

15. Обзор отечественных радиометрических и спектрометрических систем, которые могут быть использованы для целей учета и контроля ядерных материалов. // ФГУП ВНИИА им. Н.Л. Духова. 15. Review of domestic radiometric and spectrometric systems that can be used for accounting and control of nuclear materials. // Federal State Unitary Enterprise VNIIA im. N.L. Dukhov.

http://www.vniia.ru/rgamo/literat/obzor/doc/obzorrus.pdf.http://www.vniia.ru/rgamo/literat/obzor/doc/obzorrus.pdf.

16. Способ поиска и обнаружения источников ионизирующих излучений / Викторов Л.В., Ивановских К.В., Лазарев Ю.Г., Петров В.Л., Шеин А.С., Шульгин Б.В. // Патент РФ № 2242024 от 10.12.2004.16. L.V. Viktorov, K.V. Ivanovskikh, Yu.G. Lazarev, V.L. Petrov, A.S. Shein, B.V. // Patent of the Russian Federation No. 2242024 dated 10.12.2004.

17. Викторов Л.В., Шеин А.С. Алгоритмы поиска и обнаружения источников. В сб.: Мобильные комплексы радиационного контроля. Сборник научных разработок. /Под редакцией профессоров Б.В. Шульгина и А.В. Кружалова. Екатеринбург: УрФУ, 2011. С. 51-73.17. Viktorov L.V., Shein A.S. Algorithms for searching and detecting sources. In: Mobile complexes for radiation monitoring. Collection of scientific developments. / Under the editorship of professors B.V. Shulgin and A.V. Kruzhalova. Yekaterinburg: UrFU, 2011, pp. 51-73.

18. Быстроразвертываемый радиационный портальный монитор с функцией категоризации природных и техногенных радионуклидов // Антонов А.В., Алексейчук И.А., Быстров Е.В., Коновалов Е.А. //Тезисы докладов XV Международного совещания "Проблемы прикладной спектрометрии и радиометрии", 7 - 11 октября 2019 г. г. Казань ЧОУ ДПО «УЦ «МЕДТЕХАТОМ». С. 34-36.18. Rapidly deployable radiation portal monitor with the function of categorization of natural and technogenic radionuclides // Antonov A.V., Alexeychuk I.A., Bystrov E.V., Konovalov E.A. //Abstracts of the XV International Meeting "Problems of Applied Spectrometry and Radiometry", October 7 - 11, 2019 Kazan PEI DPO "UC" MEDTECHATOM ". pp. 34-36.

19. Способ обнаружения делящихся материалов. /Исаков А.И., Антонов А.В., Бенецкий Б.А. и др. //Заявка: 94020227/25. 01.06.199419. Method for detecting fissile materials. / Isakov A.I., Antonov A.V., Benetsky B.A. and others // Application: 94020227/25. 06/01/1994

20. Приборы и технологии для ядерных измерений и радиационного контроля. Каталог продукции. Научно-производственное унитарное предприятие «АТОМТЕХ» ОАО «МНИПИ».20. Devices and technologies for nuclear measurements and radiation monitoring. Product Catalog. Research and Production Unitary Enterprise "ATOMTEH" JSC "MNIPI".

http://ftp.atomtex.com/catalogues/catalogue_ru.pdf.http://ftp.atomtex.com/catalogues/catalogue_ru.pdf.

21. Мобильные комплексы радиационного контроля. Сборник научных разработок. /Под редакцией профессоров Б.В. Шульгина и А.В. Кружалова. Екатеринбург: УрФУ, 2011. 137 с.21. Mobile complexes of radiation control. Collection of scientific developments. / Under the editorship of professors B.V. Shulgin and A.V. Kruzhalova. Ekaterinburg: UrFU, 2011. 137 p.

Таблица 1Table 1 Результаты сопоставительных расчетов порогов обнаружения заявляемого способа и прототипаThe results of comparative calculations of the detection thresholds of the proposed method and prototype Кол-во
Блоков Детектирования
(БД)
Qty
Detection Blocks
(DB)
НуклидNuclide Фон, b ,
1/с
Background, b ,
1/s
Q min (кБк)
при исполь-зовании заявляемого способа
Q min (kBq)
when using the proposed method
Q* min (кБк)
для прототипа [18]
Q* min (kBq)
for the prototype [18]
K
Выигрыш
о.е.
K
win
o.u.
1 БД1 DB 241Am 241 am 10,410.4 99,299.2 430430 4,34.3 137Cs 137Cs 4,84.8 96,696.6 220220 2,32.3 60Co 60Co 3,23.2 65,565.5 100100 1,51.5 2 БД2 DB 241Am 241 am 20,820.8 60,460.4 320320 5,35.3 137Cs 137Cs 9,69.6 54,654.6 160160 2,92.9 60Co 60Co 6,46.4 35,235.2 7070 2,02.0

Claims (4)

Способ поиска и обнаружения источников ионизирующих излучений с использованием стационарных или перемещаемых по обследуемой территории сцинтилляционных спектрометрических детекторов, заключающийся в том, что до начала измерений в спектрометрическом тракте устанавливают энергетические окна, соответствующие искомым радионуклидам, далее в процессе контроля объекта или движения детектирующей системы по обследуемой территории выполняют непрерывные измерения средней скорости счета аддитивной смеси сигнала и фона n(t), обработку полученной измерительной информации, сравнение полученных результатов измерений с порогом по всем энергетическим окнам одновременно и принятие решения о наличии либо отсутствии незаконно проносимых или провозимых источников излучения в объекте контроля и одновременно получения информации по категориям обнаруженных радионуклидов,A method for searching and detecting sources of ionizing radiation using stationary or moving scintillation spectrometric detectors across the surveyed area, which consists in the fact that prior to the start of measurements in the spectrometric path, energy windows are set corresponding to the desired radionuclides, then in the process of monitoring the object or the movement of the detecting system across the surveyed area perform continuous measurements of the average count rate of the additive mixture of signal and background n(t), process the received measurement information, compare the obtained measurement results with the threshold for all energy windows simultaneously and make a decision on the presence or absence of illegally carried or transported radiation sources in the object of control and at the same time obtaining information on the categories of detected radionuclides, отличающийся тем, что весь интервал времени измерения разбивают на участки времени экспозиции tэксп, длительность каждого из которых одинакова и составляет предпочтительно (8-15)⋅te, далее из результатов измерений по каждому из энергетических окон одновременно определяют значения средней скорости счета фона b, амплитуды предполагаемого сигнала am и положения сигнала на шкале времени tm, после чего вычисляют величину параметра η по формулеcharacterized in that the entire measurement time interval is divided into sections of exposure time t exp , the duration of each of which is the same and is preferably (8-15)⋅t e , then from the measurement results for each of the energy windows, the values of the average background count rate b are simultaneously determined , the amplitude of the expected signal a m and the position of the signal on the time scale t m , after which the value of the parameter η is calculated by the formula
Figure 00000005
,
Figure 00000005
,
где te - заранее известная длительность сигнала, далее выполняют сравнение η с порогом qo, определяемым по заданной вероятности ложных тревог, причем решение об обнаружении искомого источника излучения принимают в случае, если η > qo, по любому из установленных энергетических окон одновременно.where t e is a predetermined signal duration, then η is compared with a threshold q o determined by a given probability of false alarms, and the decision to detect the desired radiation source is made if η > q o , for any of the established energy windows simultaneously.
RU2022112358A 2022-05-06 Method for search and detection of sources of ionizing radiation RU2785525C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785525C1 true RU2785525C1 (en) 2022-12-08

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2242024C1 (en) * 2003-06-30 2004-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Method of detecting sources of ionizing radiation
RU2680671C1 (en) * 2018-01-26 2019-02-25 Общество с ограниченной ответственностью "Гамма" Method of detection and localization of mobile sources of ionizing radiation
RU2748937C1 (en) * 2020-10-02 2021-06-01 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for localization of sources of ionizing radiation by mobile radiation monitoring systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2242024C1 (en) * 2003-06-30 2004-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Method of detecting sources of ionizing radiation
RU2680671C1 (en) * 2018-01-26 2019-02-25 Общество с ограниченной ответственностью "Гамма" Method of detection and localization of mobile sources of ionizing radiation
RU2748937C1 (en) * 2020-10-02 2021-06-01 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for localization of sources of ionizing radiation by mobile radiation monitoring systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103837558B (en) Multielement composition and content detection device and detection method in a kind of aqueous solution based on PGNAA technology
Runkle et al. Analysis of spectroscopic radiation portal monitor data using principal components analysis
US10001571B2 (en) Fission meter and neutron detection using poisson distribution comparison
US20090147915A1 (en) Method and apparatus for detecting and classifying explosives and controlled substances
Runkle et al. Point source detection and characterization for vehicle radiation portal monitors
KR101975787B1 (en) A method for detecting a radionuclide, a process for detecting a radionuclide using the same, and a radiation detecting devece for the same
RU2456638C1 (en) Method of searching for and identifying ionising radiation sources
RU2516186C2 (en) Nonintrusive method for detection of chemical element
RU2785525C1 (en) Method for search and detection of sources of ionizing radiation
US7852226B2 (en) Spectroscopic portal for an adaptable radiation area monitor
Hjerpe et al. Statistical data evaluation in mobile gamma spectrometry: An optimization of on-line search strategies in the scenario of lost point sources
Anderson et al. Discriminating nuclear threats from benign sources in gamma-ray spectra using a spectral comparison ratio method
Korpach et al. Real time in situ gamma radiation measurements of the plume evolution from the Full-Scale Radiological Dispersal Device Field Trials
US20140309967A1 (en) Method for Source Identification from Sparsely Sampled Signatures
Wu et al. Design of radionuclides identification algorithm based on sequence bayesian method
KR101962360B1 (en) A method for detecting a radionuclide, a process for detecting a radionuclide using the same, and a radiation detecting devece for the same
Gao et al. Study on sequential bayesian radionuclide identification approach: Threshold and detection capability
RU2242024C1 (en) Method of detecting sources of ionizing radiation
RU2645770C1 (en) Method for determining distance to gamma-radiation source
Laikin et al. Optimal use of spectrometric information for discovering explosives by neutron-radiation analysis and inelastic neutron scattering
Lasche et al. Detection of low levels of plutonium in natural environments from gamma-ray spectra with advanced methods in robust fitting
RU2073895C1 (en) Neutron activation logging method and device for it performing
Laikin et al. Optimal processing of information from detectors used for detecting explosives by neutron-radiation analysis
RU2140660C1 (en) Method detecting low fluxes of ionizing radiations
Li et al. Comparison of Various Spectra Methods Used in Vehicle-Based Nai (Tl) Spectrometry Survey