автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.10, диссертация на тему:Комплекс методических, аппаратурных и программных средств для моделирования и определения активности "толстых" аэрозольных проб

<г>

<<5 МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ ^ОРДЕНА^РУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР "СНИИП" ^ ^ Совет Д.034.09.01 в НИЦ "СНИИП"

На правах рукописи УДК 539.107.5

РИЗИН Андрей Игоревич

КОМПЛЕКС МЕТОДИЧЕСКИХ. АППАРАТУРНЫХ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ "ТОЛСТЫХ" АЭРОЗОЛЬНЫХ ПРОБ.

05.11.10 - Приборы для измерения ионизирующих излучений и рентгеновские приборы.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1995

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Инженерном Центре "СНИИП".

Научный руководитель:

кандидат технических наук, старшим научный сотрудник Залманзон Ю.Е.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, старший

научный сотрудник Бадьин В. И. доктор технических наук, старший научный сотрудник Бадцин С.А.

Ведущая организация - НПО "ВНИИФТРИ"

Защита диссертации состоится " /'.^¿ле 1995 г. в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 034.09.01 в Научно - Инженерном Центре "СНИИП" по адресу: 123060 , Москва , ул. Расплетина, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке НИЦ "СНМШГ* (тел. 198-84-51).

Автореферат разослан

■7* 1995г.

Ученый секретарь диссертационного совета,к.т.н.

И.С.Днепровский

- О -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

Проведение радиометрического контроля аэрозолей альфа- и бета-излучающих долгоживущих нуклидов (ДЖН), один из важнейших факторов обеспечения безопасных условий жизни и работы людей, соблюдения технологической дисциплины на производстве и охраны окружающей среды.

Значимость контроля объемной активности (ОА) аэрозолей ДЖН в воздухе особенно проявилась в случаях крупных аварий, таких как на предприятии по переработке гексафторида урана в штате Оклахома, на Чернобыльской АЭС и ряде других объектов атомной энергетики и промышленности. Анализ последствий этих аварий убедительно показывает, что радиоактивные аэрозоли искусственного происхождения, в особенности содержащие долгоживущие радионуклиды, вносят существенный, а в аварийных и поставарийных ситуациях нередко и определяющий вклад в загрязнение окружающей среды, радиационные нагрузки на организм человека.

Радиометрия аэрозолей ДЖН с низкой удельной активностью, часто регистрируемых на предприятиях атомной промышленности, например, смеси изотопов урана естественного или слабых степеней обогащения сталкивается с необходимостью определения активности аэрозольных проб, содержащих альфа-излучающие нуклиды и имеющих толщину, сравнимую с пробегом альфа-частиц в веществе пробы. Такие пробы, условно называемые "толстыми", характерны тем, что часть энергии альфа-излучения поглощается в их веществе. Разумеется значительно увеличивается вероятность полной потери энергии отдельными альфа-частицами. Эти частицы не будут зарегистрированы измерительным устройством, также как те которые при детектировании имеют энергию ниже порога регистрации прибора.Ошибка при неправильном учете выхода и эффективности регистрации альфа-частиц может достигать сотен процентов .

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы являлась разработка прецизионных методов измерений ОА искусственных аэрозолей альфа-излучающих радионуклидов для случаев образования "толстых" проб на основе физического и математического моделирования этих проб, расширение на их базе возможностей технических средств, в том числе и серийно выпускаемых, обеспечивающее современный уровень точности измерений при низких материальных затратах в процессе внедрения и эксплуатации на местах, а также использование разработанных методов для достижения единства измерений на межнациональном уровне.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Научная новизна работы определяется следующим:

1.Сформулирован и обоснован новый комплексный подход к измерению "толстых" альфа-активных аэрозольных проб в режиме автоматизированного непрерывного и лабораторного контроля , предполагающий использование для каждого режима оптимального по соотношению затрат и получаемого эффекта набора технических средств (ТС) для решения специфических для каждого из видов контроля задач.

2.Предложены и обоснованы методы построения и использования новых ТС для передачи с требуемой точностью размера единицы ОА аэрозолей урансодержащих соединений рабочим средствам измерений (СИ), в процессе проведения метрологических исследований, их аттестации и поверки. Такими техническими средствами являются: генератор аэрозолей урансодержащих соединений: образцовый радиометр аэрозолей урана естественного.

2.Дано новое решение задачи - определения активности "толстых" аэрозольных проб и источников, содержащих альфа-излучаюшие радионуклиды например, типа ""^Ри с однокомпонентным спектром распределения альфа-частиц по энергиям.

4.Впервые предложены и реализованы подходы к обеспечению единства измерений активности аэрозольных проб между ведущими в области метрологического обеспечения радиометрии аэрозолей организациями во Франции ' и России.

5.Предложенные в работе новые методы и ТС защищены четырьмя авторскими свидетельствами . .

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем:

1.Предложенный в работе аппаратурно - методический комплекс для измерения ОА искусственных альфа-излучающих аэрозолей при образовании "толстых" 'аэрозольных проб позволяет существенно расширить диапазон измерений СИ, повыдить уровень метрологического обеспечения штатной и разрабатываемой аппаратуры, кроме того, в отдельных случаях, значительно увеличить оперативность получения результатов при повышении

достоверности измерений.

2.Созданные в работе генератор радиоактивных аэрозолей естественного урана и образцовый радиометр аэрозолей урана позволяют с требуемой достоверностью и точностью обеспечить проведение необходимого объема метрологических исследований и испытаний рабочих средств измерений на модельных радиоактивных аэрозолях практически без привлечения аппаратуры Государственного специального эталона радиоактивных аэрозолей.

3.Разработка • и внедрение в практику радиометрических измерений алгоритма непрерывного автоматизированного контроля ОА аэрозолей-сод ержацих радионуклиды урана, включая "толстые" источники, позволяет значительно расширить возможности оперативного контроля в производственных помещениях предприятий ядерного цикла включая слежение за динамикой развития аварийных ситуаций.

4.Неразрушающе прецизионные методы измерения проб наряду с отработанной методикой изготовления специальных аэрозольных источников и соответствующими техническими средствами создают предпосылки к расширению нуклидного состава аэрозолей, входящих в Государственный эталон.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Результатом проведенной работы явилось следующее:

1. Предложенные в диссертации новые прецизионные методы измерения и технические средства метрологического обеспечения, в том числе генератор модельных аэрозолей урана естественного, были использованы е составе лабораторного метрологического комплекса в НИЦ СНИИП и обеспечили проведение градуировки и первичной метрологической аттестации рабочих средств измерений 2-х типов.

2. Предложенный в диссертации метод и разработанное программное обеспечение позволяют измерять "толстые" аэрозольные пробы, состоящие из радионуклидов с однокопонентным альфа-спектром без введения различных поправочных коэффициентов, что значительно снижает трудоемкость измерений , повышает оперативность и позволяет автоматизировать процесс измерения "толстых" проб.

3. Проведены российско - французские взаимоизмерения "темновых" проб . Изготовленные на модельных аэрозолях в лабораториях Франции и России пробы 239ри , 9СБг - 90У , иест при взаимном измерении

- б -

показали высокий уровень сходимости полученных результатов ( в пределах погрешности измерений ). При этом в России пользовались недеструктивными инструментальными, относительными методами, французы -абсолютными с разрушением проб.

4.Реализация приведенных в работе рекомендаций и положений проведена при создании следующих технических средств:

- метрологического комплекса в лаборатории радиационного контроля воздуха предприятия "СНИИП-СИГМА";

- ведомственной установки "НУГАС" на баге Всесоюзного НИИ Химической Технологии (ВНИИХТ);

- образцовой установки объемной активности естественного урана (ВНИИФТРИ)

- объектно-ориентированного комплекта приборов для АЭХК;

- систем радиометрического контроля на ряде объектов в СНГ ( г. Киев , Харьков , Львов ),

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Основные положения диссертации и ее результаты были доложены и обсуждались:

- в процессе обучения персонала на объектах, где внедрялись разработанные методы и технические средства;

- на научно-технических семинарах Союзного НИИ приборостроения в период с 1984г. по 1990г.;

на 10 Менделеевком съезде в Обнинске, 1993г;

- на Европейской конференции по аэрозолям в Карлсруе, Германия 1992г;

- на Российско-французских встречах по подготовке и обсуждению результатов сличения "темновых" проб , 1993,1994гг

ПУБЛИКАЦИИ

Основные результаты диссертационной работы изложены в 17 публикациях, в том числе в трудах международной конференции.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ

Автор защищает следующее:

1. Метод определения активности "толстых" альфа-излучающих аэрозольных источников состоящих из радионуклидов с однокомпонент-ным альфа-спектром.

2. Метод определения активности аэрозольных урансодержащих проб по бета-излучению дочерних продуктов распада.

3. Технические средства воспроизведения.и измерения ОА модельных аэрозолей .урана.

4. Алгоритм автоматизированного контроля ОА урансодержащих аэрозолей, включающий•возможность оперативного контроля в аварийной ситуации.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение. Дана общая постановка исследуемого вопроса. Отражено современное состояние радиометрии аэрозолей альфа- и бета-излучаю-щих долгоживущих нуклидов,показана актуальность темы диссертации, приведены основные научные положения, которые выносятся на защиту.

Глава 1.Обзор методов измерения "толстых." альфа - излучающих

проб.

В перьом разделе главы приведены результаты изучения источников потерь и искажений информации при регистрации активности пробы и интерпретации результатов измерений ОА искусственных альфа-излучаюшда аэрозолей.Показано, что при измерении альфа- излучающих проб наиболее распространены неразрушающие спектрометрические методы, оптимально сочетающие в себе информационную емкость, оперативность , воспроизводимость и возможность организации непрерывного контроля и аппаратурного анализа полученных данных.

Во втором разделе главы рассмотрены возможности определения активности аэрозольных проб, содержащих альфа-излучающие нуклиды и имеющих толщину, сравнимую с пробегом альфа-частиц в веществе пробы.Такие пробы, условно называемые "толстыми", характерны тем , что часть энергии альфа-излучения поглощается в их веществе, приводя к значительному искажению информации об активности пробы.Ошибка при измерениях может достигать сотен процентов.Рассмотрены различные аналити-

ческие модели проб, призванные минимизировать указанную ошибку.

Показано, что модели в рассмотренных работах позволяют успешно определять активность проб в определенных, частных случаях, однако большинство из них требует длительной и трудоемкой процедуры определения поправочных коэффициентов.Затруднена автоматизация процесса обработки дачных.

В третьем разделе главы приведены различные способы и технические средства физического моделирования радиоактивных аэродисперсных смесей с заданными параметрами (нуклидкый состав, дисперсность,объемная активность и др.), применяемые лля исследования свойств как самих смесей и оборудования для определения их объемной активности, так и получаемых при концентрировании аэрозолей проб различной "толщины" и активности и т.д.

Обращено внимание на предпочтительность использования метода диспергирования, заключающегося в барботаже чистого воздуха через радиоактивный раствор. Образование аэрозолей происходит в результате двух процессов: разрыва пленок пузырей, образующихся на поверхности раствора, и диспергирования смеси сильной струей воздуха вблизи выхода ее из отверстия барботера. Приведена схема построенной по этому принципу установки для воспроизведения альфа- и бета-излучающих газоаэрозольных смесей и описание ее функциональных частей.

Глава г. Разработка математической модели "толстой" пробы.

В первом разделе главы проведено исследование формы спектра "толстой" пробы и поиск математического ее описания.Сделано предположение, что спектр энергий альфа-излучения "толстой" пробы, регистрируемый с помощью пропорционального детектора, подчиняется логарифмически-нормальному закону распределения.Для подтверждения правильности сделанного предположения применена методика проверки скошенных (несимметричных) графиков распределений частиц на подчинение закону логнормального распределения.Получен положительный результат.

Во втором разделе рассмотрен алгоритм построения теоретического спектра с параметрами логарифмически-нормального распределения, оптимально приближающими теоретическую кривую к экспериментальной.

Оптимизация проведена методом наименьших квадратов в соответствии с которым находят с заданной точностью минимум функционала:

к

0(ут,уэ)= Е (уэ1 - ут1)2 , 1=1

где к-число каналов реального спектра, используемых для вычислений;.

уэ1-количество импульсов в 1-том канале реального спектра; ут1-количество. импульсов в 1-том канапе теоретического спектра.

Для ускорения поиска оптимальных параметров логнормального распределения ут(1) применен метод последовательных итераций.по узловым точкам, позволяющий производить вычисления с заданной точностью.

В третьем разделе главы показано, что разработанный алгоритм позволяет автоматизировать вычисления с помощью средств вычислительной техники.Проведено исследование степени приближения реальных спектров к теоретическим. В качестве количественной оценки степени приближения расчитаны коэффициенты корреляции между ут и уэ.

На основании коэффициента корреляции К! й объема выборки можно утверждать, что исследованные спектры подчиняются логарифмически-нормальному распределению с вероятностью 99,9%.

Глава 3. Разработка методов и технических средств воспроизведения и определения активности "толстых" проб.

В первом разделе главы описано устройство и особенности установки для генерирования модельных аэрозолей урана естественного изотопного состава. Указано, что в связи с малой удельной активностью урана естественного (25 Бк/мг-1), при создании установки возникла необходимость уменьшения пневматического сопротивления коммуникаций с тем, чтобы можно было увеличивать ОА аэрозолей путем увеличения расхода на барботирование.В качестве распыляемого в растворе вещества был использован у ранил-азотнокислый ШгСЩзЭгбНгО предельной концентрации без носителя.Растворимость данного соединения равна 170 г на 100 г воды. Удельная активность составляет 0,95'107Бк-л-1.

Особое внимание уделено устройству барботера оригинальной конструкции на основе пористой пластины.Проведено сравнение характеристик барботеров "пористого" и "капиллярного" типов.Показаны преимущества вновь разработанного устройства, особенно при моделировании аэрозолей урана естественного.

Проведено исследование характеристик генератора от различных влияющих факторов.Показано, что равновесие урана-238 с его бетаизлу-чающими дочерними продуктами в растворе, залитом в барботер, не нарушается при генерировании аэрозолей.Определена зависимость ОА аэрозолей урана от расхода воздуха через барботер и от толщины раствора на пористой пластине барботера.Выбран оптимальный режим работы генератора и получено предельное значение ОА равное 800 Бк-м~3. При разбавлении потоком чистого воздуха минимальное значение ОА составило 4'10-2 Вк'м-3. Таким образом диапазон ОА модельных аэрозолей составил более четырех порядков.

Во втором разделе главы описаны характеристики и особенности работы образцового радиометра при измерении ОА аэрозолей урана естественного изотопного состава. Проведена оптимизация порогов измерения по критерию качества ( К = в / |/пф ). В результате, с учетом необходимости измерения "толстых" проб, был выбран диапазон измерения от 1МэВ до 4,85МэВ.Проведен анализ различных путей измерения ОА урана естественного образцовым радиометром:1)регистрация альфа-излучения; 2)регистрация бета-излучения;3)регистрация суммарного альфа- и бета-излучения. Показано, что при регистрации суммарного излучения урана естественного в случае его равновесия с дочерними продуктами погрешность измерения радиометра незначительно зависит от структуры и толщины пробы.

Проведена градуировка образцового радиометра аэрозолей урана естественного.

В третьем разделе главы описаны лабораторные методы измерения ОА аэрозолей альфа-излучающих нуклидов.В пункте 3.3.1 рассмотрен метод измерения ОА урансодержащих аэрозолей при отсутствии равновесия между урановыми изотопами известного состава и дочерними продуктами распада в исходном аэрозоле.Метод основан на регистрации бета-излучения продуктов распада урана-238.Показано, что при известном соотношении изотопов в урановой смеси достаточно контролировать бета-излучение и(Х2) в энергетическом диапазоне от 0,3 до 2,3 МэВ.Объемную активность альфа-излучающих нуклидов определяют по формуле:

N(3 - ИВо'ехр(-3,3' Ю-7' Т) а4 а5 1 ц={------------------------- _ Мф} . + __ + __} • -----------

1 - ехр(-3,3- 10~7-Т) а8 а8 г-Д^Чсте

где:МВо - число импульсов от бета-частиц зарегистрированное сра-

зу после отбора в указанном выше диапазоне энергий за время измерения ДЪСс);

N3 - число импульсов зарегистрированное через время Т после отбора за время измерения Д1;

ЫФ - число импульсов фона зарегистрированное за время измерения М.;

а4,а5,а8 - вклад в суммарное альфа-излучение урана-234,-235,-238, соответственно, в исходном урановом сырье,зависящие от степени обогащения по урану-235,1; в - чувствительность при регистрации бета-частиц,Бк"1•с-1; ^отб ~ время отбора, мин;

И - объемный расход пробы,м3,мин. Приведен пример частного использования данного метода в случае измерения аэрозоля уранилфторида урана естественного изотопного состава, образованного в результате гидролиза газообразного гексафторида урана.Учитывая, что фтористые соединения дочерних продуктов урана-238 и урана-235 не обладают летучестью, достаточно провести одно измерение бета-излучения в указанном выше диапазоне энергий и можно вычислить ОА по формуле:

N0 2,038

ц -------------------- . ----------- > Бк-м3

1- ехр(-3,3'10"7-Т) е-й^УЧотв

В пункте 3.3.2 описан метод определения активности "толстых" проб, содержащих радионуклиды с однокомпонентным альфа-спектром, например, плутоний-239.

В соответствии с разработанным методом перед измерением проводят " предварительное определение чувствительности регистрации альфа-излучения применяемого технического средства. Для этого подготавливают соответствующий специальный аэрозольный источник (САИ) известной активности, содержащий нуклид с альфа-спектром, состоящим из одного пика. Производят набор спектра от этого источника. Далее в ЭВМ получают теоретическое распределение, соответствующее спектру данного САИ (см. второй раздел второй главы). Вычисляют площадь теоретического спектра Б.Вычисляют чувствительность при регистрации,, альфа-излучения е по формуле:

Ео = э / Ао • т , Бк~1-с-1

где: А0 - активность САИ, Бк;

Т - время набора спектра, с.

Далее проводят набор спектра исследуемой пробы, расчет теоретического спектра и его площади, после чего вычисляют активность исследуемого нуклида в пробе по формуле:

А = Б / Т • £0

Данный метод основан на утверждении, что активность пробы пропорциональна площади теоретического спектра, а структура залегания активности в пробе влияет только на форму спектра.

Таким образом разработан метод, позволяющий с заданной точностью определять активность "толстой" пробы независимо от структуры этой пробы без введения дополнительных поправочных коэффициентов, что позволяет использовать средства вычислительной техники, снизить трудоемкость и повысить оперативность вычислений.

В четвертом разделе главы представлен алгоритм автоматизированного контроля объемной активности урансодержащих аэрозолей и необходимые для его реализации технические средства.

Основная задача данного алгоритма наряду с автоматизировании измерением ОА за определенный период времени обеспечить возможность оперативного контроля радиоактивной обстановки в аварийной ситуации.

Алгоритм заключается в установлении активной обратной связи с измеряемым значением ОА урансодержащих аэрозолей. С помощью градуировки на линейке САИ определяют величину граничной активности, превышение которой приводит к потере информативности измерений,например, падает более, чем на 50X расход пробы при превышении пылеемкости ленты СФЛ в блоке детектирования БДАС-03П. Во избежание такой ситуации при достижении граничной активности производят автоматическую перемотку. При этом время перемотки протоколируют. Этого можно достигнуть применением совместно с БДАС-ОЗП аналогового блока преобразования БПХ-04П и связанного с ним потенциометра КСП-4. При этом в БПХ-04П должка быть встроена плата активной обратной связи, обеспечивающая перемотку при достижении граничной активности. Совместно с указанными техническими средствами рекомендуется использовать приборы, автоматически пересчитывающие импульсную последовательность в показания,

представленные в единицах ОА. Таким прибором является, например, УНО-66, способный обслуживать до 10 измерительных каналов одновременно. При организации каналов контроля по предложенной схеме достигается возможность оперативного автоматизированного контроля аварийной ситуации.

Глава 4.Результаты внедрения разработанных методов и ТС для обеспечения единства и правильности измерений активности "толстых" аэрозольных проб.

В первом разделе четвертой главы представлен разработанный при использовании экспериментальной базы лаборатории радиационного контроля НИЦ СНИИП проект поверочной схемы , который обеспечивает передачу размера единицы ОА естественного урана от исходной установки образцовым и рабочим средствам измерения методом непосредственного сличения, а также с помощью аэрозольных источников специального назначения, изготовленных на основе аэрозольных проб , полученных на исходной установке .

Для использования в качестве образцового средства измерения и введения в поверочную схему указанные выше ТС (см.главу 3) прошли метрологическую аттестацию.

Таким образом создана метрологическая база для обеспечения единства измерений объемной активности аэрозолей урана , включающая генератор аэрозолей урана естественного (см. раздел 3.1) и образцовый радиометр объемной активности естественного урана (см. раздел 3.2). Эксплуатация указанных выше ТС включает в себя использование методов предлагаемых в данной работе (см.раздел 3.3).

Во втором разделе четвертой главы представлен алгоритм, разработанный на основе описанного в разделе 3.4 и внедренный в аппаратуре, поставленной на Ангарский электрохимический комбинат' (АЭХК) в составе системы многоканального непрерывного автоматизированного контроля ОА аэрозолей, образующихся из гексафторида урана.

При реализации данного алгоритма значения порогов ПС п1 и АС п2 сигнализации установили на уровне п! = п2 - п1 = 1 ДКд .

Такая разница между порогами позволяет за время■между срабатыванием сигнализации (от начала измерения до ПС и от ПС до АС) накапливать одинаковую активность Ао и измерять время не между перемотками, а между включением и выключением ПС сигнализации, что вдвое увеличивает оперативность получения информации. Кроме того устройство обработки УНО, формирующее выходную информацию, обратно пропорциональную

длительности входных сигналов, позволяет представлять текущую информацию непосредственно в единицах ОА, что значительно ускоряет и упрощает процесс оперативного слежения за развитием ситуации в случае аварийного выброса.

В третьем разделе четвертой главы представлена процедура и результаты российско-французского сличения "темновых" проб.

Сличение проводилось по следующему алгоритму:

1.Изготовление аэрозольных источников;

2.Измерение активности полученных проб;

3.Обмен "темновыми" пробами;

4.Измерение "темновых" проб;

5.Сличение полученных результатов.Результаты приведены в таблице:

1 1 ОБРАЗЦЫ | ИЗМЕРЕНИЯ 1 АКТИВНОСТИ |

1 N 1 НИЦ-СНИИП 1 ! | CEA-Saclay |

1 РАДИОНУКЛИД ФИЛЬ- ИЗГОТОВИТЕЛЬ | приборные I GEQ.IP-LMRI-LAN |

ТРА измерения I абсолютные |

Бк 1 измерения |

| 233Рй N1 НЩ-СНИИП | 927 ± 46 I 960 t 15 <rs_1 1

1 239Ри N2 Il 1 246 ± 12 ! 262 ± 11 crs-1 |

|90Sr + 90у N1 Il 1 250 ± 13 ! 246.0 ± 6 Бк |

l90Sr + 90Y N2 II ( 163 ± 8 I 156.0 ± 4 Бк |

1 Пест N1 Il 1 22.0 ± 6 I 29.5 ± 0.7БК |

1 UecT N2 • 1 1 54.0 ± 14 I 65.9 ± 4 Бк |

I 239РИ A04 IPSN-ICARE | 1.6 £ 0.2 I 1.3 ± 0.3d-s'1 |

| 239РИ A4 н 1 "2 X Г) 120.5 ± 3 a-s-1 |

I 137CS B04 H 1 130 i 10 I 132 ±4 БК |

I 137Cs 1 B4 It 1 1 250 ± 13 I 264 i ± 16 Бк | 1

Измерения собственных проб во Франции проводили в Ядерной аналитической лаборатории (Nuclear Analyses Laboratory,LAN), входящей во французское Национальное Бюро Метрологии (National Bureau of Metrology,BNM). Российские пробы, полученные по обмену, измеряли в Лаборатории измерений ионизирующих излучений (Laboratoire de Mesure des Rayonnements Ionisants" также входящей в BNM.

В России изготовление проб, их измерение, а также измерение всех, полученных "темновых" проб проводили в лаборатории аэрозолей Научно-Инженерного Центра СНИИП.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ 1. Итогом диссертационной работы является новое решение научно-технической задачи, направленной на разработку прецизионных методов измерений ОА искусственных аэрозолей альфа-излучающих радионуклидов для случаев образования"толстых" проб на основе физического и математического моделирования этих проб, расширение на их базе возможностей технических средств, в том числе и серийно выпуасаемых, обеспечивающее современный уровень точности измерений при низких материальных затратах в процессе внедрения и эксплуатации на местах, а также использование разработанных методов для достижения единства измерений на международном уровне.

2. Основные результаты выполненной автором диссертационной работы состоят в следующем:

2.1.Проведен анализ существующих методов исследования "толстых" аль-фа-излучающих аэрозольных проб, показавший, что при моделировании проб математическими и физическими методами основное внимание уделяют повышению точности определения активности проб с использованием достигнутого уровня развития технических средств измерения и обработки информации и достижений в области метрологического обеспечения измерений.

2.2.Предложен алгоритм оптимизации параметров теоретической модели альфа-спектра путем математической обработки исследуемого реального спектра, удобный для автоматизации с помощью средств вычислительной техники и включающий в себя корелляционную оценку соответствия теоретического и экспериментального спектров.

2.3.Разработан генератор аэрозолей урана естественного изотопного состава, позволивший решить проблему создания модельной среды с высокой объемной активностью (вплоть до аварийных значений) ид соединений с относительно низкой удельной активностью.

2.4.Исследованы характеристики образцового радиометра аэрозолей урана естественного изотопного состава, проведена его градуировка и метрологическая аттестация в качестве образцового средства измерения.

2.5.Подготовлена методическая база для измерения "толстых" альфа-из-

лучающих аэрозольных проб включающая:

-метод определения активности аэрозольных проб с однокомпонент-ным альфа-спектром независимо от структуры залегания активности и неактивных включений;

-метод определения активности аэрозольных проб урана известного изотопного состава путем измерения бета-излучения дочерних продуктов распада.

Обе указанные методики позволяют снизить погрешность измерения, обусловленную самопоглощением альфа-излучения в пробе в 4-5 раз."

2.6.Введен в практику радиометрического контроля алгоритм непрерывного автоматизированного контроля ОА аэрозолей, основанный на установлении активной обратной связи с величиной измеряемой ОА. Алгоритм применен для контроля урансодержащих аэрозолей и дает возможность оперативного контроля за динамикой развития аварийной ситуации.

2.7.Созданы предпосылки для расширения нуклидного состава аэрозолей, входящих е Госэталон, за счет введения урана.

2.8.Выполнена серия взаимных российско-французских измерений "темно-вых" аэрозольных проб. Достигнута высокая сходимость результатов в пределах погрешностей, причем французская сторона использовала абсолютные методы, а в России применены инструментальные, не-разрушающие относительные измерения.

3. Самостоятельное теоретическое значение имеет разработанный алгоритм математической обработки альфа-спектров, позволяющий расширить математическое обеспечение с целью анализа многокомпонентных спектров.

4. Полученные результаты могут быть применены не только в нормальных условиях при контроле объемной активности в производственных помещениях предприятий атомной промышленности, но и при разработках в области контроля окружающей среды, а также аварийного контроля.

5. Представленные в диссертационной работе материалы получены автором в 1984-1994гг в процессе проведения плановых работ НИЦ "СНИИП".