автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.10, диссертация на тему:Методы, технические средства и метрологическое обеспечение массового радиационного контроля проб окружающей среды, продукции животноводства и растениеводства

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО АТОМНОЙ ЭНКРГИИ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР "СНИИИ" Совет Д.034.09.01 в НИЦ "СНИИИ"

рг 3 од

На правах рукописи Ям И0П 1РС17 УДК 539.1.075.2.-614.73

БАЧУРИН АНДРЕЙ ВИКТОРОВИЧ

МЕТОДЫ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАССОЮГО РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПРОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА И РАСТЕНИЕВОДСТВА

I

<35.11.10 - Приборы и методы для измерения ионизирующих излучений и рентгеновские приборы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

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

Научный руководитель : кандидат технических наук., старший

научный сотрудник Артеменкова Л.В.

Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор

ЕгНазаров Б.Г.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Черняев A.M.

Ведущая организация - ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии

Зашита диссертации состоится " -О* кОЛ — 1997 г. в ' на заседании диссертационного совета

Д.034.09.01 в Научно-инженерном центре "СНИИП" по адресу : 123060, Москва, ул. Расплетина, д. Б.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической биб-

97-

лиотеке НИЦ "СНИИП" (тел. 198-84-«).

I

Автореферат разослан " " _ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н.

И.С. Днепровский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Разработка ядерного оружия, развитие ядерной энергетики стали отенчиальной угрозой ядерных аварий и катастроф на земном шаре. Из-естно, что на предприятиях ядерного топливного цикла, включая экс-луатацию АЭС, произошло более 150 инцидентов и аварий различной яжести. Наиболее крупная из них - авария на ЧАЭС, в результате которой подверглись загрязнению значительные территории бывших республик :ССР. В связи с этим возникла острая необходимость организации массо-ого экспрессного радиационного контроля проб воды, почвы, продуктов [итания, продуктов животноводства и растениеводства,а такя© эагрязнен-юсти территорий, Формировании единого подхода к методам, аппаратуре и ■х метрологическому обеспечению.

Аппаратура массового радиометрического контроля должна была эбеспечить:

- единство и правильность измерений с учетом сложного состава радионуклидов в измеряемых пробах;

- экопрессность измерений;

- соответствие чувствительности приборов нормативным требованиям с учетом изменяющейся радиационной обстановки и ужесточения отечественных и международных нормативных требований.

Актуальность работы определялась необходимостью создания и совершенствования радиационного контроля на загрязненных территориях с целью ограничения доз внутреннего и внешнего облучения населения, восстановления санитарно-гигиенических условий проживания, т.е. социальной защиты населения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы являлась разработка единых методик, современных радиометрических приборов и их метрологического обеспечения

для массовых экспрессных измерений проб окружающей среды, учитывающих особенность загрязнения радионуклидами территорий после аварии на ЧАЗ и отвечающих современным нормативным требованиям.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать состав радионуклидов в пробах окружавшей среды;

- сформулировать требования к новым разработкам приборов с учета нормативных требований;

- разработать методы расчета чувствительности радиометров при из мерении проб различной конфигурации, в том числе "толстых" (объемных) проб окружающей среды по бета-излучению, обеспечивавших экспрессность измерений;

- разработать методику измерений проб окружающей среды по бета-гамма-излучению;

- разработать комплекс приборов, обеспечивающих массовые экспрес сные измерения;

- разработать методы градуирования приборов, в том числе - по объемным источникам.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Научная новизна работы определяется созданием научных основ методического, технического и метрологического обеспечения экспрессии го массового радиационного контроля "толстых" проб пищевой и сельскохозяйственной продукции и проб окрукающей среды в посяеавариймый пер! од, который характеризовался большим обьемом радиометрических и спектрометрических измерений и значительным разнообразием номенклатуры проб окружающей среды. В частности:

1. Научно обоснованы выбранные методы радиометрии проб низкой а1 тивности по бета-излучению и избирательной радиометрии низко активны:

роб по гамма-излучению цезия-137 и ыезия-134 на Фоне естественного адионуклида калий-40 и при снижении влияния внешнего Фона.

2. Разработаны методы градуирования радиометров для измерения толстых" (объемных) проб с использованием образцовых источников-ими-антов проб окружающей среды с использованием эпоксидных смол и поли-эров.

3. Разработаны единые методики измерения проб внешней среды для ерийно выпускаемых радиометров.

4. Предложенные в работе новые методы и технические средства за-ищены пятью авторскими свидетельствами на изобретение.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Для решения задач массового радиационного контроля проб, в соот-етствии с требованиями введенных в 1986 году национальных и междуна-одных норм содержания радионуклидов, были разработаны новые приборы методики, практическая ценность которых заключается в следующем:

1. Разработан бета-радиометр РУБ-01П для измерения удельной и бьемной активности проб, имеющий три модификации с пятью возможными омплектациями. Радиометры позволили вести с 1986 года массовый конт-оль суммарной бета-активности и стронция-90+иттрия-90 в пробах, что ыло особенно важно на начальном этапе ликвидации последствий аварии а ЧАЭС. Измерение стронция чрезвычайно актуально для контроля здоро-ья детей.

2. Разработаны и широко внедрены в эксплуатацию гамма-радиометры 'УБ-01П6, РУБ-01П7, РКГ-05П.РКГ-07П для селективного контроля удельной

! объемной активности незия-137/134 в пробах внешней среды,пищевых продуктов и в организме человека. Указанные приборы обеспечивали до 90 % >адач контроля загрязнения внешней среды после аварии на ЧАЭС, обус-ювленого радионуклидами цезия в Брянской области и Белорусии.

3. Широкое внедрение в практику разработанных приборов и методик измерения "толстых" (объемных) проб окружающей среды впервые при массовом контроле обеспечили: измерение проб в широком диапазоне активностей, повышение точности измерения, существенное упрощение эксплуатации приборов при уменьшении времени измерения проб низкой активности.

РЕАЛИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Для того, чтобы решить проблему прямого оперативного контроля радиоактивного загрязнения продуктов, проб внешней среды и человека, вышеназванный комплекс приборов внедрен автором в производство в СНИИПе и на четырех серийных заводах ("Импульс", "Тензор", "Сигнал", "Мински* НПО им.Ленина").

Всего было выпущено:

- радиометров РУБ-01П восьми модификаций - около 5-ти тысяч экземпляров ;

- радиометров РКГ-05П - около 400 экземпляров;

- радиометров РКГ-07П - установочная партия - 10 шт приборов.

Все приборы и методики внедрены в практику массового контроля в

радиологических лабораториях Минздрава, Минатома, МЧС, Минсельхозпрод и Госкомгидромета России, а также Белоруссии и Украины.

АПРОБАЦИЯ

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались :

- на научно-технических семинарах Союзного НИИ приборостроения в период с 1986 по 1993 г.г.

- на семинаре при Международной специализированной выставке изде лий ядерной техники. Прага, 1989.

- на республиканской научно-технической конференции: "Методы и ;редетва радиационного контроля", Минск, 12-13 июня 1991 г.

- на XV Менделеевском съезде по общей и прикладной химии: "Радио-югические проблемы в ядерной энергетике и при конверсии производства", )бнинский симпозиум, 1993 г.

- в процессе обучения персонала на объектах внедрения разработан-|ых методов и приборов, в научно-практических центрах России, /крайни

1 Белоруссии.

ПУБЛИКАЦИИ

Основные результаты диссертационной работы отражены в 37-ми пуб-¡икациях автора, в том числе в трудах международных конференций.

АВТОР ЗАЕЯПАКТ

Автором представляется на защиту следующее:

1. Разработка научно-методических основ массового оперативного :онтроля объемной и удельной активности (ОА и УА) проб, содержащих 5ета- и гамма-излучающие нуклиды.

2. Универсальный комплекс технических средств для проведения 1ассового радиационного контроля проб окружающей среды, продукции жи~ ютного и растительного происхождения.

3. Методы градуирования радиометров "толстых" (обьемных) проб жружающей среды по образцовым источникам-имитантам.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение. Дана общая постановка исследуемого вопроса. Отражено ;овременное состояние радиационного контроля проб окружающей среды 1а загрязненных территориях, показана актуальность темы диссертации, 1риведены основные научные положения, которые выносятся на защиту.

- а -

Глава 1. Обзор методов и приборов для измерения радиоактивной загрязненности проб окруяаюией среды.

В первом разделе главы сформулированы основные задачи радиационного контроля на загрязненных территориях в послеаварийный период. Показано, что при организации радиационного мониторинга и выборе измерительных приборов необходимо принимать во внимание особенности типа загрязнения, и в первую очередь состав радионуклидов и уровни активности, зависящие от характера аварий.

Во втором разделе главы приведены сравнительные характеристики известных приборов, используемых радиологическими лабораториями при массовом радиационном контроле. Этим приборам и методам контроля по бета-излучению в послеаварийный период был присущ ряд недостатков:

- существенная зависимость чувствительности от изотопного состава;

- неприемлемая для массовых измерений производительность;

- ограничение прямых измерений проб с концентрацией ниже 200 Бк/ из-за наличия калия-40, который вносит существенный вклад в общую бета-активность.

Показано, что указанные недостатки устраняются при использовании контроля по гамма-излучению с помощью сцинтилляционного кристалла На1(Т1).

В третьем разделе главы представлены обобщенные данные основных нормативных документов и сформулированы основные технические и экспл! атационно-потребительские требования к приборам контроля загрязненное ти окружающей среды в послеаварийный период:

- простота и оперативность смены кювет с пробой;

- минимальное количество операций при проведении измерений;

- наличие пассивной или активной защиты от внешнего фона;

- высокая чувствительность;

- возможность проведения прямых экспрессных измерений как по зта-, так и гамма-излучению;

- расширение Функциональных возможностей аппаратуры: агрегати-^емость или наращиваемость приборов;■

- оптимизация весогабаритных и стоимостных показателей.

Сформулированные выше основные измерительные задачи и основные

ребования к приборам массового радиационного контроля позволили выб-ать оптимальные методы контроля и разработать приборы, соответствую-ие этим требованиям.

Все вышеизложенное легло в основу работ автора диссертации по эзданию комплекса приборов РУБ-01П.

Глава 2. Расчетно-экспериментальное обоснование методов контроля бъемной и удельной активности проб, содержащих бета- и гаима-изяучию-ие нуклиды.

В первом разделе главы проведена разработка математической моде-и прямого измерения проб большого объема по гамма-излучению.

Для решения этой задачи использована методика расчета Функции тклика сцинтилляционного детектора на гамма-излучение цезия-137, раз-омерно распределенного в объемном источнике. С помощью этой методики, еализованной в программе ФОБОС на персональном компьютере, проведено оделирование Функции отклика погружного и торцевого сцинтилляционных етекторов.

Известно, что Функцию отклика детектора N (Ео, Е) можно получить |утем свертки спектра поглошенной энергии Э (Ео,Е) и Функции в (Е,Е*):

ЖЕо,Е') = / Б<Ео,Е) С(Е,Е") <ЗЕ, ( 1 )

О

де ЩЕо,Е') <ЗЕ" - вероятность для гамма-кваита с энергией Ео создать на выходе детектора импульс с амплитудой Е' в интервале с1Е*;

Р(Ео,Е') с!Е - вероятность для гамма-кванта, попавшего в кристалл с энергией Ео и испытавшего взаимодействие, оставить в нем энергию Е в интервале с1Е;

0(Е,Е") с1Е - вероятность того, что в результате поглощения в кристалле энергии Е на выходе детектора будет со здан импульс с амплитудой Е' в интервале <ЗЕ'.

Для оценки компонент спектра поглощенной энергии применяется модификация метода Монте-Карло, известная как метод плотности столкнове ний, учитывающий количество поглощенной энергии гамма-кванта как взве шенную сумму по всей совокупности столкновений в распределенном источ нике.

Сопоставление результатов моделирования методом Монте-Карло с экспериментальными данными показало, что они отличаются друг от друга в среднем на 15 %. Это обстоятельство позволяет сделать вывод о корректности методики и программы расчета отклика сцинтиляяционных детекторов на гамма-излучение обьемных источников.

По программе ФОБОС проведены расчеты Функции отклика погружного и торцевого сцинтилляционных детекторов, входящих в состав гамма-радиометров для измерения удельной и объемной активности цезия-137 в во де и сельскохозяйственных продуктах. Рассматривались сцинтилляционные детекторы на основе кристаллов йодистого натрия цилиндрической Фермы 0 63x63,0 40x40 и 0 25x25 мм, а также - сцинтилляционная пластмасса в Форме пластины с размерами 400x500x100, 200x500x100 и 100x500x100 мм.

На базе расчетных данных был осуществлен выбор оптимального экер гетического диапазона измерения активности цезия-137 с помощью погруж ного и торцевого сцинтилляционных детекторов. Поиск оптимального эне£ гетического диапазона, а также высоты детектора осуществлялся на оснс ве известного статистического критерия качества К = ЫэФ/ /Ыф', (где КэФ и N4 - интенсивность счета импульсов от эффекта и Фона, соответственно) .

В результате проведенных расчетов, параметр К становится мак-зимальным при высоте кристалла Nal(Tl) - 63 мм, при измерениях в энергетическом интервале от 50 до 750 кэВ.

В разделе 2.1.1 произведен выбор и оптимизация режима регистрами ОА и УА цеэия-137 в пробах на Фоне мешающего Фактора, обус-ловлен-юго естественной актвностью калия-40. Были получены аппаратурные спе-<тры излучения цеэия-137, калия-40 и фона. Анализ спектров позволил уточнить данные расчетов по выбору энергетических диапазонов измере-1ия - двух измерительных "окон" для разностных измерений, что поззо-чяет компенсировать вклад калия-40 методом ариФметическог-э вычитания результатов двух измерений: суммы зарегистрированных импульсов в энергетическом диапазоне 1000-2000 кэВ (калий-40 +■ Фон) из суммы импульсои, зарегистрированных в энергетическом диапазоне 350-1008 кэЗ (чезий-1371-<алий-40 + Фон).

Второй раздел главы посвящен разработке методов измерений низке -активных "тонких" проб по бета-излучению. Для проектирования размерог-аетекторов (величины чувствительной поверхности) проведен расчет полного выхода бета-излучения с поверхности источников различных толщин.

Основой для строгого теоретического расчета выхода бета-излучения N(cm~2) служит интегрирование дифференциального потока частиц, выходящих под углом О из полубееконечной однородной среды, в которой равномерно диспергирован радионуклид, имеющий энергию Е :

РШ

а - 2 jj у (Е,0) 0in О do dE , ( 2 )

о е

где у (Е,0) - плотность дифференциального потока бета-частиц с-1см-2МэВ-1; Е - энергия бета-частиц, МэВ;

О - угол между направлением вылета и нормалью к поверхности, рад.

После подстановки Физических параметров источника (атомный номер, атомный вес, плотность) и с использованием данных изложенных в работах Колобашкина В.М. и Левочкина Ф.К. можно записать окончательное соотношение:

1 - р

No (Е^ ) = -------- Q R (Ед ) , ( 3 )

где р - коэффициент обратного рассеяния; ffi

Q = / n (Е ) dE - удельная активность источника;

J А

- 0 J n (Е) R (Е)&Е

R (Е ) = -е— --------------------------- средний пробег бета-излуче-

y"fl n (Е)dE ния различных радионуклидов;

n (Е) - спектр энергий бета-частиц.

В разделе 2.2.1 описан выбор режима регистрации бета-излучения радионуклидов в пробах с использованием торцевых сцинтилляционных детекторов. Для низкофонового блока детектирования был выбран ФЭУ-148 с диаметром Фотокатода 25 мм,а для блока детектирования, предназначен ног о для массовых экспрессных измерений У А и ОА на браковочном уровне, определяемом НРБ-96, выбран ФЭУ-139 с диаметром Фотокатода 63 мм.

Детекторы представляют собой диски-световоды диаметром 25 мм и 60 мм соответственно, на которые напрессован пленочный радиолюминоФор с чувствительным слоем из антрацена. Затем нанесено многослойное светозащитное покрытие толщиной до 0,7 мг/см2. Детектор оптически сочленен с Фотокатодом Фотоэлектронного умножителя оптическим клеем СКТН.

Оптимальное значение эффективности регистрации опрелялось экспериментально по критерию качества и составило 0,17 с-з-.Бк-1.

Блок детектирования с детектором диаметром 25 мм в основном пре; назначен для измерения проб низкой активности,полученной методом выт ривания, озоления или радиохимическим выделением (таблетированные npi бы); блок детектирования с детектором диаметром 60 мм - для "прямых" измерений "толстых" проб высокой активности.

Раздел 2.2.2 посвяшен выбору режима регистрации бета-излучения хдионуклидов в "толстых" пробах с использованием детектора с большой 'вствительной (развитой) поверхностью на основе объемно-активировак-.IX пластин-световодов.

Детектор с развитой поверхностью выполнен на основе сиинтилляии-!ных объемно-активированных пластин световодов полного внутреннего гражения световых вспышек и непосредственно соединенных торцами с зумя ФЭУ. Используется схема совпадений для регистрации полезного ¡гнала одновременно двумя ФЭУ и исключения вклада шумов ФЭУ. Образу--даяся развитая поверхность сцинтиляяторов из пластмассы < 1300 см2) зеспечивает возможность получения максимально возможной пороговой угветвительности. Впервые такой тип детектора был попользован в при-эре РКБ4-1еМ, а в данной работе его конструкция была усовераенство-зна и более детально исследованы характеристики.

Минимально измеримая объемная активность проб воды определялась

90 90

кспериментально и составила 3,3 Ек/л (по Бг + У ) при времени змерения 1000 с и относительной погрешности + 25 X. При измерениях роб воды объемной активностью 1 Бк/л время экспозиции выбиралось 380 с, при этом относительная погрешность не превысила ± 45 %.

Разработанные автором три типа детекторов позволили создать блоки етектирования для измерения в широком динамическом диапазоне от 3 до ,10в Бк/л, кг ОА и УА бета-и гамма-иэлучающих нуклидов в пробах окру-аюшей среды, продуктах животноводства и растениеводства.

Глава 3. Разработка универсального комплекса технических средств ля радиационного контроля почвы, воды, пищи, продукции животного и мстительного происхождения в послеаварийный период. Характеристики ехнических средств (приборов) комплекса и их метрологическое обеспе-ение.

Исследования, проведенные по выбору детекторов, и изучение их параметров легли в основу разработки универсального комплекса сцин-тилдяционного бета-гамма радиометра РУБ-01П. Радиометр РУБ-0Ш предназначен для измерения удельной и объемной активности бета-гамма-из-лучаюших нуклидов в пробах окружающей среды на уровне средне-годовых допустимых концентраций и ниже, а также в пробах, приготовленных методом радиохимического выделения и концентрирования.

Первый раздел третьей главы содержит краткие конструктивные особенности универсального измерительного устройства УИ-38П1 и УИ-38П2. Устройство измерительное УИ-38П1 осуществляет обработку и накопление импульсов от устройства детектирования и вывод информации об их количестве на жидкокристаллический индикатор. Устройство измерительное УИ-38П2 зыполнено в конструктиве УИ-38П1, но имеет дополнительные се) висные Функции. В устройство встроен кодовый переключатель для отобр; жения информации в реальных единицах измерения ОА или Ук, имеется до полнительный измерительный канал для проведения компенсации калия-40 содержащегося в пробах при измерениях с блоком детектирования БДКГ-01 а также имеется разъем для вывода аналогово сигнала с блока детектир( вания на любой отечественный анализатор импульсов для получения качественной характеристики регистрируемого излучения (спектрометрия гам ма-излучения).

Во втором разделе главы описаны конструктивные особенности и технические характеристики блоков детектирования для измерения проб по бета-излучению.

Блок детектирования БДЖБ-05П1 выполнен на основе сцинтилляцион-ных пластин-световодов из обьемно-активированной пластмассы с чувств тельной поверхностью 1800 см2. Обьем измеряемой пробы 800 см3. Свето сбор осуществляется с торцевых поверхностей пластин-световодов, опти чески сочлененных с Фотокатодами двух ФЭУ-139, включенных на схему с

адений. Сцинтилляционные пластины-световоды выполнены из пластмассы обеспечивают полное внутреннее отражение световых вспышек, возникаю-х от взаимодействия с регистрируемым излучением.

Блок детектирования БДЖБ-06П выполнен на основе комбинированно-счинтилляционного поверхностно-активированного детектора в виде ска с чувствительной поверхностью 6,7 см2, оптически сочлененного с токатодом ФЭУ-148. Это низкофоновый детектор, имеющий большое знание коэффициента, характеризующего отношение эффективности регист-ции бета-излучения к гамма-излучению ( около 200).

Блок детектирования БДЖБ-06П состоит из корпуса, выполненного из астмассы, на котором закреплен алюминиевый кожух с расположенными в

ФЭУ, узлом высоковольтного питания, узлом входным и узлом дискр1.!-нации. Внутри корпуса размещена подвижная кассета для размещения у. следующего обсчета кювет, чашечек, Фильтров или контрольных мстсч-*ов.

Блок детектирования БДЖБ-06П1 выполнен на основе сцинтилляцион-го поверхностно-активированного детектора в виде диска диаметров мм, оптически сочлененного с 5ЭУ-139. Для размещения и обсчета кои-элируемой пробы блок детектирования имеет выдвижную кассету. Обьем меряемой пробы составляет 40 см3.

Технические характеристики бега-радиометра с указанными блоками гектирования представлены в табл.1.

Таблица 1

Блок детектирования Тип пробы Диапазон измерения, Бк/кг СКи/л, Ки/кг) Бк/л,

БДЖБ-05П1 Вода, молоко, 1,9-3,7.103(5.10-11 -1.10-7)

кеФир, сыпучие

пробы,

газ 3,7-3,7.103(1.10-1® -1.10"7)

БДЖБ-06П1 Вода, молоко, 2,0.102-2.106(5.10- э-5..10-е)

кефир, сыпучие

пробы

Продолжение табл.1

Блок детектирования Тип пробы Диапазон измерения, Бк/л, Бк/кг (К-ц/л, Ки/кг)

БДЖБ-06П Вода, молоко, кефир, сыпучие пробы Таблетированные пробы 1,5.103-3,7.10в (5.10~е-1.10--») 2.0.10-1 - 3,7.103 Бк (5.10-12 - 1.10-7) Ки

Третий раздел главы отражает результаты разработки селективных радиометров для контроля УА и ОА пищевых продуктов и проб внешней ср ды по гамма-излучению с компенсацией вклада излучения калия-40. Р&зр ботано несколько модификаций селективных радиометров: РКГ-05П,РУБ-01 РУБ-01П7, РКГ-05ПМ и РКГ-07П с использованием сцинтилляционных блоко детектирования БДКГ-03П и БДЭГ-13П и двух различных измерительных пу льтов. Основные технические данные радиометров РКГ-Й5П, РКГ-05Ш, РУБ-01П6 и РУБ-01П7 следующие:

диапазон измерения - от 5 до 2.10° Бк/кг (по цезию-137,-134); основная погрешность - ±50 % (в диапазоне 5-50 Бк/кг);

±25 % (в диапазоне более 50 Бк/кг); собственный Фон в защите 5 см свинца - не более 7 с-1; дополнительная погрешность от рутения-106+родия-106 (до 25 X) и церия-144+празеодима-144 (до 45 %) - не более 30 %; нестабильность за 8 ч работы - не более +-6 %; Четвертый раздел третьей главы содержит результаты разработки метрологического обеспечения для измерений проб окружающей среды.

При градуировании и метрологической аттестации радиометров, входящих в состав универсального комплекса РУБ-06П, были использова! современные разработки новых образцовых объемных источников, имитирз щих пробы окружающей среды.

С целью снижения погрешности измерения и упрощения градуирования эиборов при серийном выпуске был налажен выпуск "унифицированных" зьемных образцовых источников в НПО ВНИЙФТРИ при участии автора. Бы-1 разработаны имитанты радиоактивного загрязнения продуктов питания проб почвы на основе эпоксидных смол с добавкам.

Разработанные обьемные образцовые источники имеют следующие ос-звные характеристики:

1. Радионуклидный состав: цезий-137,-134, стронций--90+иттрий-90, гтений-106+родий-106, церий-144+празеодим-144, европий-152, >бальт-60, а также их необходимые смеси.

2. Степень неравномерности распределения радионуклидов по обь-1У образца: +5 % при сравнении элементарных обьемов 0,3 см3.

3. Погрешность аттестации по активности радионуклидов - ±5 %.

4. Диапазон плотностей от 0,2 до 0,7 г/см3.

5. Обьем - 1,0; 0,5; 0,1 л и менее.

Глава 4. Результаты внедрения комплекса технических средств для >еспечения массового экспрессного контроля радиоактивных проб в пос-¡аварийный период.

В первом разделе четвертой главы представлено методическое обесценив измерений проб окружающей среды.

Впервые единые методики для контроля загрязненности "толстых" >об окружающей среды и пищевых продуктов для приборов массового контря с использованием объемных источников были разработаны в 1986 г. юле аварии на ЧАЭС.

В связи с широким внедрением приборов, использующих гамма-метод >мерения "толстых" проб, размещенных в сосуде Маринелли и других кю-!тах была разработана еще одна методика измерения. Этот документ поучил наименование "Методика экспрессного радиометрического определе-1Я по гамма-излучению обьемной и удельной активности радионуклидов

цезия в воде, почве, продуктах питания, продукции животноводства и растениеводства".

Методика была утверждена руководителями Минздрава, Главагропро» и Госстандарта и охватывает операции по предварительной сортировке проб и отбору проб; по подготовке проб к измерениям; по проведению \ мерений; оформлению результатов и по оценке погрешности измерений.

Второй раздел отражает основные результаты внедрения комплекса технических средств и их значение в ликвидации последствий аварии нг ЧАЭС.

Универсальный комплекс РУБ-01П был принят в соответствии с табг лем оснащения ведомственных радиологических лабораторий - как штатш базовый прибор.

В 1988 году совместно с заводом "Тензор" выпущено 60 радиометре РКГ-С5П ("Вахта") и с заводом "Импульс" 100 радиометров РУБ-01П6 ("Вензель").В последующем завод "Импульс" выпускал примерно по 300 I РУБ-01П6, а с 1991 года планировался выпуск 500-700 шт. в год на заводе "Импульс" и 300-500 шт. на заводе "Тензор". Всего было изготовлено различных модификаций прибора РУБ-01П более 5 тысяч штук. Ради< метров РКГ-05П около 400 шт. и 10 шт. радиометров РКГ-07П.

Разработанные новые типы блоков детектирования и указанные при! ры нашли применение не только для контроля проб окружающей среды, н< для решения ряда специальных задач:

- контроль подземных захоронений - скважинные бета-радиометры;

- измерение радионуклидов в теле человека - переносной

СИЧ;

- измерение радионуклидов в теле животных - СИЖ;

- неразрушаюиий контроль пушнины с использованием гамма-метода

Штатные радиометры РУБ-01П используются в радиологических лабо

раториях Минздрава, Минсельхоза, Минатома, Гидрометеослужбы, МЧС, а

:же на мясокомбинатах, молокозаводах, станциях городского водоснаб-!ИЯ и т.д.

Одно из важных применений радиометров из универсального комплек-РУБ-01П - это использование их в подвижных радиометрических лабора->иях (ЛРЛ).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Итогом диссертационной работы является разработка единых ме-шк, современных приборов и их метрологического обеспечения для мас-эых экспрессных радиометрических измерений проб окружающей среды на звне нормативных требований с учетом особенностей загрязнения радио-iлидами территорий после аварии на ЧАЭС.

Впервые обеспечено комплексное решение поставленной задачи: от зработки научно-методических основ до широкого внедрения результатов эоты в практику массовых измерений.

2. Основные результаты выполненной автором работы состоят в oíe-ошем :

2.1. Проведены рассчетные и экспериментальные исследования,кото-s позволили сделать оптимальный выбор детекторов с различными ти~ чи сцинтилляторов для создания многодетекторного комплекса техни-гких средств.

2.2. С помощью программы ФОБОС выполнены расчеты Функции отклика интилляционных детекторов методом Монте-Карло. Это позволило провес-

оптимизацию энергетического диапазона и размеров погружных и торце-х детекторов на основе кристалла иодистого натрия для экспрессного иерения по гамма-излучению активности цезия-137 в "объемных" пробах.

2.3. Проведены исследования и оптимизацйя конструкции сцинтилля-онных детекторов следующих типов:

- сцинтилляционного детектора Nal(Tl) с использованием сосуда Ма-нелли ("гамма-метод");

- двух типов плоских детекторов с высоким бета-гамма отношением выполненных на основе поверхностно-активированного полиметилметакри-латного сцинтиллятора ("бета-метод");

- детектора сцинтилляционного с развитой поверхностью, выполнен ного из объемно-активированного полистирола'в Форме пластин-световод полного внутреннего отражения ("бета-метод").

2.4. Разработан комплекс технических средств РУБ-01П для обеспе чения массовых экспрессных измерений проб окружающей среды, который включает 8 модификаций приборов с использованием двух униФицированны пультов.

2.5. Разработаы методы градуирования приборов, предназначенных для измерения проб с учетом состава нуклидов в измеряемых пробах. Учтены особенности градуирования подобных приборов при их разработке эксплуатации и метрологической аттестации.

2.6. Разработаны новые образцовые и рабочие обьемные источники. При этом использованы новые технологии введения радионуклидов и смес радионуклидов в различные наполнители, в том числе непосредственно I материал реально измеряемой пробы.

2.7. Разработана "Методика экспрессного радиометрического определения по гамма-излучению объемной и удельной активности радионукл! дов цезия в воде, почве, продуктах питания, продуктах животноводств; и растениеводства", обеспечивающая измерение проб различного объема от 0,1 «о 1 л.

3. Серийный выпуск приборов комплекса был организован с 1988-1! г.г. на заводах: "Импульс" (более пяти тысяч приборов), "Тензор" (и ло четырехсот радиометров) и непосредственно в СНИИПе (более 100 шт: Всего было изготовлено и внедрено в эксплуатацию в различных ведоме вах России, Белоруссии и Украины различных модификаций радиометра б лее 5 тысяч штук.

4. Дальнейшее развитие комплекс получил для решения ряда специ-иьных задач:

- измерение радионуклидов в теле человека (переносной СИЧ);

- измерение радионуклидов в теле животных (переносной СИЖ);

- измерение радиоактивной загрязненности пушнины и шерсти. Приборами комплекса РУБ-01П комплектуются передвижные радисмет-

4ческие лаборатории (ПРЛ).

Основные результата диссертации опубликованы в следующих рпбо-

äx:

1. Бачурин A.B. и др. Сиинтилляционный пластмассовый детектор развитой поверхностью. Авторское свидетельство СССР N256892,

i.21g, 18/02. Приоритет от 08. 08.68 г.

2. Бачурин A.B., Арсаев М.И., Власов В.Г., Казанская В.А. «р. ^цинтилляционный пластмассовый детектор с развитой поверхность» для згистрации удельных бета-активностей водных сред". Сб. Ядерное лри-зростроение, вып. ХШ, Атомиздат, 1970, с. 14-21.

3. Бачурин A.B., Артеменкова Л.В., Быковский H.H., Федоровс-1й Ю.П. и др. Методы и приборы для контроля вод открытых водоемов, 1тьевой воды и сбросных вод ядерно-энергетических установок".

5. докладов симпозиума СЭВ "Радиоизотопные приборы и аппаратура 1Я радиоизотопных лабораторий". Лейпциг 1-4 сентября 1970 г., . 14-29.

4. Бачурин A.B., Казанская В.А., Соколов А.Д., Федоровский Ю.П., др. Пленочный комбинированный сцинтилляционный детектор. Авторское

зидетельство СССР N401234, ^.G01t, 1/203. Приоритет от 11.06.71 г.

5. Бачурин A.B., Казанская В.А., Кониовская Н.И., Федоровс-

1й Ю.П. и др. Отчет о научно-исследовательской работе: "Исследова-1е путей создания комплекса низкофоновой аппаратуры для измерения

малых уровней загрязненности объектов внешней среды радиоактивными изотопами" ("Сосна-Н"), г. Москва, СНИИП, 1971 г., инв. N3784 Т/0.

6. Бачурин А.В., Казанская В.А., Петере И.Г., Федоровский Ю.П. и др. Пояснительная записка к техническому проекту "Разработка комплекса полевых носимых приборов для контроля уровней загрязненности объектов внешней среды радиоактивными изотопами"("Сосна"). г.Москва, СНИИП, инв. N4078 Т/0.

7. Бачурин А.В., Казанская В.А., Матвеев В.В., Нестеров В.П.

и др. Устройство для раздельного определения содержания бета-излуча-ющих нуклидов в смеси с известным изотопным составом. Авторское свидетельство СССР N743385, ka.G01N, 20/00. Приоритет от 18.11.77 г.

8. Бачурин А.В., Артеменкова J!-В. Доклад "Контроль газообразных и жидких радиоактивных сбросов и его приборное обеспечение". Кн.: Monitoring of radioactive effluents from nuclear faciliti.es. IAEA, Vienne, 1978 r.

9. Бачурин A.В., Казанская В.A., Матвеев В.В. и др.

Способ измерения обьеиной активности бета-изяучающих нуклидов в водных средах. Авторское свидетельство СССР N692391, ka.G01T, 1/167. Приоритет от 09.01.78 г.

10. Бачурин А.В., Федоровский Ю.П. Определение стронция-90 в речной и питьевой воде. Журнал "Водоснабжение и санитарная техника" N11, 1979 г .

11. Бачурин А.В., Городецкий В.Б. и др.

Доклад: "Опыт эксплуатации бета-радиометра РКБ4-2еМ ("Сосна-2") на Московской станции очистки. Материалы 6-ой отраслевой научно-технической конференции по организации и методам дозиметрического контро ля условий труда. Инв. N Т-1689с УНИИ, атоминФорм., 1980 г.

12. Бачурин А.В., Нестеров В.П., Титов С.К.

Радиометр для измерения суммарной удельной активности бета-излучени

яснительная записка к техническому проекту по теме "Бересклет", сква, СНИИП, 1981 г., N У69834:

13. Бачурин A.B., Вакуловский С., Нестеров В.П., Петрусев С.С. еративный контроль суммарной удельной активности бета-гамма-излу-юших радионуклидов в природной среде. Тезисы IV Всесоюзной научно-акт*ической конференции по радиационной безопасности. Москва, 1984г., ИИ охраны труда, с.11.

14. Бачурин A.B., Нестеров В.П., Шаврин Н.Ю., Филинков А.И. интилляционное устройство детектирования. Авторское свидетельство СР N1434980, приоритет от 10.11.86 г.

15. Бачурин A.B., Дигтярь В.А., Матвеев В.В., Рябов Н.В. и др. диометры удельной активности для контроля проб окружающей среды и щевых продуктов. Новости ИАИ. Информационный бюллетень, 1989 г., 18.

16. Бачурин A.B., Петрусев С.С., Титов С.К., Козлов А.И. хнический прогресс в атомной промышленности. Сер.: Стандартизация, трология и качество, вып. 4,. 1989, с. 3-9.

17.- Бачурин A.B., Коваленко В.В., Исаев В.П.

чет по НИР "Выбор-Н". СНИИП, 1989 г., инв. N1320/89, номер гос. ре-¡страции У60966.

18. Бачурин A.B., Рябов Н.В. "Приборно-методическое обеспечение миологического контроля пищевых продуктов и сельскохозяйственной юдукции." Радиологические проблемы в ядерной энергетике и при кон-¡рсии производства. ХУ Менделеевский сьезд по обией и прикладной [мии. Обнинский симпозиум, т.1, 1993 г., с. 136-137.