По окончании экспозиции каждый детектор последовательно извлекается из дозиметра и помещается в нагревательный элемент считывателя, с помощью которого энергия, накопленная детектором при облучении, под действием теплового возбуждения преобразуется в энергию флюоресценции в виде светового потока, регистрируемого с помощью фотоэлектронного умножителя, энергия которого пропорциональна накопленной дозе.
Считыватель предназначен для считывания информации, зарегистрированной дозиметром, измерения заданной операционной величины, хранения и выдачи оператору результатов ИДК. Работа считывателя происходит следующим образом:
С момента запуска нагрева, осуществляемой командой «Начать измерение детектора», блок подачи и нагрева подводит детектор под ФЭУ и поднимает нагревательный элемент, реализующий заданный режим нагрева на каждом из участков цикла измерения.
В режиме ступенчатого нагрева на участках «Преднагрев» и «Дожиг» скорость нагрева максимальна, на участке «Нагрев» скорость нагрева соответствует установленной заранее и может быть установлена от 2 °С с-1 до максимальной порядка 30 °С с-1.
В режиме линейного нагрева скорость нагрева одинакова на всех участках и соответствует заранее установленной для данного типа детекторов.
Температура преднагрева, нагрева и отжига, а также скорость нагрева на участке «Нагрев» устанавливаются в рабочем окне программы в закладке «Параметры\Детекторы».
Напряжение, поступающее с генератора профиля нагрева, сравнивается в схеме сравнения блока БХ-01СТ с сигналом термопары от нагревательного элемента. Разностный сигнал управляет схемой нагрева, изменяя скорость и температуру нагрева детектор.
Текущая температура нагревателя корректируется с частотой около 20000 раз в секунду. Благодаря высокой частоте коррекции и относительно большой массе нагревательного элемента, его температура изменяется плавно.
После окончания цикла измерения нагрев прекращается, нагревательный элемент опускается, освобождая диск с подложками для подачи детекторов, и происходит остывание нагревательного элемента и детектора.
Регистрация интенсивности светового потока, испускаемого термолюминофором нагреваемого детектора, осуществляется в считывателе с помощью ФЭУ, работающего в токовом режиме. Ток ФЭУ преобразуется в частоту с помощью специального преобразователя.
Цуг импульсов от преобразователя тока ФЭУ подаётся на плату PCI адаптера, формируя КТВ. Далее КТВ обрабатывается в зависимости от цели измерения. Например, может определяться высота пика КТВ, её форма, площадь под ней, положение пика на температурной шкале, может выявляться наличие побочных пиков, производиться вычитание фона и т.д.
Конечные данные, полученные в результате обработки измеренного светового потока в виде светосумм, переводятся в единицы измеряемой операционной величины с использованием соответствующих калибровочных коэффициентов.
Формирование КТВ, управление считыванием информации с детекторов, обработка полученной информации по заданному алгоритму, представление и формирование отчетов производится с помощью программы DVG.
Задание времени измерений и температурного профиля нагрева производится установкой соответствующих значений времени преднагрева, нагрева и дожига. Точность установки температуры преднагрева, нагрева и дожига не более ±5 %, значения скорости нагрева на участке нагрева с точностью до 1 С·с-1.
Считыватель обеспечивает задание линейного или линейно - ступенчатого профилей нагрева детектора.
При задании линейного режима нагрева на каждом из участков «Преднагрев», «Нагрев»
«Дожиг» температура изменяется с одинаковой, заранее установленной скоростью нагрева в диапазоне от 2 до 30 °С·с-1.
Индикатор температуры нагрева позволяет визуально контролировать процедуру нагрева имеет диапазон от 0 до 400 °С.
Аварийная система защиты от перегрева отключает нагревательный элемент при достижении разницы установленной температуры профиля и реально измеренной порядка 100 °С.
считывателе предусмотрен режим контроля системы регистрации световых импульсов контроля работоспособности канала светосбора. Режим может быть включен и выключен программно.
Программа DVG предназначена для:
- формирования баз данных и результатов индивидуального дозиметрического контроля
(ИДК); - задания режимов и параметров измерений дозиметров и детекторов;
- обработки результатов измерений и представления оператору отчетов по результатам измерений на экране монитора и вывода на печать.
верхней части основного окна программы DVG, представленной на рисунке 1.3, размещена панель инструментов, содержащая кнопки управления, количество которых, в соответствии с рисунком 1.4, зависит от версии программы. Назначение кнопок управления представлено в таблице 1.3.
Рисунок 1.3 - Основное окно программы DVG
Рисунок 1.4 - Панель инструментов
Таблица 1.3 - Назначение кнопок управления
Программа DVG включает основную и тестовую базы данных DVG_Теst, которые размещаются в каталоге программы C:\Program Files\DVG\DB.
В основной базе данных хранятся данные необходимые для выполнения измерений, калибровки, персональные данные контролируемого персонала, а также непосредственно результаты измерений, включая массивы КТВ, нагрева и расчетных кривых дозиметрического пика.
Тестовая база данных содержит примеры создания типов детекторов и дозиметров, соответствующие им значения температурных и временных параметров нагрева при измерениях, а также записи измерений и индивидуальные карточки дозиметрического контроля персонала и служит шаблоном для создания рабочей или заведомо исправной новой базы данных.
Рекомендуем не удалять тестовую базу данных, т.к. она может использоваться для создания заведомо исправной новой базы, для чего необходимо предварительно открыть тестовую базу данных и из неё создать новую базу данных.
Обновленную версию программы DVG Вы можете найти на сайте www.doza.ru, в разделе «Поддержка». Получить новую версию программы DVG у предприятия -изготовителя
предоставлением пароля доступа может только авторизованный пользователь.
Измерение зарегистрированной дозиметром информации
После экспонирования детекторы последовательно извлекаются из дозиметра и помещаются в окно загрузки детекторов считывателя. При нагревании детектора до определенной температуры энергия, накопленная детектором преобразуется в поток световых импульсов, энергия которых в пике КТВ пропорциональна накопленной детектором дозе.
В конструкции узла загрузки детекторов предусмотрена ручная загрузка всех детекторов дозиметра. Детекторы последовательно выкладываются через загрузочное отверстие на подложки из нержавеющей стали толщиной 0,1 мм с центрирующим вкладышем из тефлона
программным подтверждением каждой загрузки. Затем запускается режим измерения и, путем вращения поворотного столика, подложки последовательно подаются под ФЭУ. При каждом следующем измерении детектора нагревательный элемент поднимается и прижимает подложку к кварцевому стеклу, закрывающему апертуру ФЭУ. При включении считывателя микроконтроллер производит тестирование узла загрузки и при неверной работе выдается сообщение о неверной работе поворотного столика, подъемного механизма или нарушении, связанном с подъемом штока для смены подложек.
Измеренное значение энергии светового потока обрабатывается процессором считывателя и преобразуется в значение измеряемой операционной величины.
Формирование КТВ, управление считыванием информации с детекторов, обработка полученной информации по заданному алгоритму, представление и формирование отчетов производится с помощью программы DVG.
Особенности работы нейтронных дозиметров
Для измерения ИЭД нейтронного излучения применяют термолюминесцентные дозиметры альбедного типа.
Метод измерения ИЭД нейтронного излучения с применением таких дозиметров основан на регистрации тепловых нейтронов, которые образуются при замедлении и последующем отражении нейтронов всех энергий, падающих на тело человека. Для целей индивидуальной дозиметрии нейтронов используются замедляющие и рассеивающие свойства тела человека. В силу этих свойств около тела (фантома), находящегося в поле нейтронов, формируется поле обратно рассеянного излучения (альбедо). Флюенс тепловых нейтронов в поле обратно рассеянного излучения связан определенной функцией со значением ИЭД нейтронов, падающих на тело человека.
В качестве детектора ионизирующего излучения в дозиметре используется люминофор - фтористый литий. Чувствительным к тепловым нейтронам является детектор с обогащенным содержанием изотопа литий-6 (6LiF). Энергия в детекторе выделяется при поглощении теплового нейтрона в реакции 6Li (n, )3H.
Для исключения влияния тепловых нейтронов, которые не образуются в теле человека, детектор 6LiF со стороны, обращенной от тела, закрывается экраном из кадмия или бора. Поэтому от падающих на тело нейтронов в детектор попадают только нейтроны с энергией более 0,4 эВ. Регистрируя люминофором энергию тепловых нейтронов обратного рассеяния, при соответствующей градуировке, определяют ИЭД нейтронов.
Коэффициент пропорциональности, связывающий энергию, выделившуюся в дозиметре от тепловых альбедных нейтронов с индивидуальным эквивалентом дозы падающих нейтронов, зависит от энергии падающих нейтронов.
Таким образом, градуировку альбедного дозиметра в единицах ИЭД нейтронов необходимо проводить с учетом спектра нейтронов, облучающих дозиметр.
Для учета вклада в показания детектора 6LiF фотонного излучения, присутствующего в поле смешанного фотонно-нейтронного излучения, используется детектор 7LiF, нечувствительный к тепловым нейтронам, показания которого вычитаются из показаний детектора 6LiF.
Поскольку чувствительностью детектора 7LiF к тепловым нейтронам можно пренебречь, а чувствительность детекторов 7LiF и 6LiF к нейтронам с энергией выше 0,4 эВ одинакова с учетом поправки на относительную чувствительность, можно представить значения откликов (светосумм) детекторов 6LiF и 7LiF в терминах ИЭД нейтронов и гамма-излучения как:
|
N1 Hn / Kn |
H / K (для детектора 6LiF) |
|||||
|
N2 H / K |
(для детектора 7LiF), |
(1.1) |
||||
|
где N , N |
2 |
- отклики (светосуммы) детекторов 6LiF и 7LiF, соответственно; |
||||
|
1 |
||||||
|
Hn , |
H - ИЭД нейтронного и гамма-излучения, соответственно; |
|||||
|
Kn , |
K - калибровочные коэффициенты, полученные при поверке |
(калибровке) |
дозиметров альбедного типа по ИЭД раздельно в полях нейтронного и гамма-излучения, соответственно.
Значение ИЭД нейтронного излучения определяется по формуле
Hn (N1 N2 ) Kn (1.2)
Алгоритм уравнения (1.2) с учетом поправки на фединг реализуется в программе DVG.
1.6 Маркировка и пломбирование
На передней панели считывателя закреплена табличка, на которой нанесены следующие обозначения:
- товарный знак или обозначение предприятия - изготовителя; - условное обозначение комплекса; - знак утверждения типа средства измерений.
На задней панели считывателя закреплена табличка, на которой нанесены следующие обозначения:
- условное обозначение считывателя; - порядковый номер считывателя по системе нумерации предприятия- изготовителя. - год изготовления;
- мощность, напряжение или ток, частота питающей сети; - степень защиты оболочек по ГОСТ 14254-96.
Место и способ нанесения маркировки, размер шрифта соответствуют конструкторской документации.
Считыватель опломбирован в соответствии с конструкторской документацией. Место опломбирования показано на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 - Места опломбирования
1.7 Упаковка
Упаковка комплекса производится согласно требованиям категории КУ-3 по ГОСТ 23170-78 для группы III, вариант защиты ВЗ-10, вариант упаковки ВУ-5 в соответствии ГОСТ 9.014-2005.
Срок защиты без переконсервации - 3 года.
Упаковка производится в закрытых вентилируемых помещениях с температурой окружающего воздуха от + 15 до + 40 °С и относительной влажностью воздуха до 80 % при +20 °С и содержании в воздухе коррозионно-активных агентов, не превышающих установленного для атмосферы типа 1 ГОСТ 15150-69.
2. Использование по назначению
2.1 Эксплуатационные ограничения
В помещении не должны находиться источники ионизирующего излучения, наличие которых может исказить результаты измерений.
При измерениях малых доз рекомендуется работать при уровне освещенности от 30 до 50 лк. Лучшее освещение - непрямой свет ламп накаливания, так как практически все типы детекторов чувствительны к солнечному свету и свету люминесцентных и ультрафиолетовых ламп.
Необходимо обеспечить чистоту рабочей поверхности стола, на которой размещён комплекс, например, накрыть поверхность стола калькой, чтобы исключить попадание на детектор ворсинок, пыли и других видов загрязнений, которые могут привести к увеличению погрешности измерений.
2.2 Подготовка комплекса к использованию