Прибор сцинтилляционный СРП-88
Качественная и количественная оценка натурального
Фона радиоактивного излучения
Цель работы: овладеть техникой изучения натурального фона радиоактивного излучения.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить по инструкции устройство радиометра СРП-88.
2. Измерить колебания естественного радиационного фона.
3. По полученным данным построить график вариации естественного радиационного фона.
Естественный радиационный фон складывается из:
А) космическое излучение – ионизирующее излучение, образующееся в атмосфере в результате взаимодействия первичного излучения с атомами воздуха;
Б) излучение от рассеянных в земной коре, почве, воздухе, воде радионуклидов К-40, U-238, Th-323 и продуктов распада Th и U.
Природные радиоактивные вещества делятся на три группы:
1) U и Th и продукты их распада, К 40 , Rb 87 .
2) Ca 48 , Zn 96 , In 113 , Sn 124 , Te 170 , La 138 , Bi 209 .
3) Действие космического излучения C 14 , H 3 , Be 7 , Be 10 .
В) излучение от искусственных радионуклидов, поступающих при удалении различных отходов, при сжигании угля, применения строительных материалов и удобрений с повышенным содержанием природных радионуклидов.
К числу основных техногенных радионуклидов, загрязняющих окружающую среду, относят долгоживущие изотопы стронция (Sr-90), цезия (Cs-137), плутония (Pu-233, Pu-240). Они поступают в почву в результате глобальных выпадений из атмосферы, локальных выбросов промышленных предприятий. Из почвы техногенные радионуклиды мигрируют в воду, растения, продукты питания и в организм человека.
При выполнении исследований имеется необходимость охарактеризовать естественную (фоновую) радиоактивность грунтов, слагающих рассматриваемую территорию. Это связано, прежде всего, с тем, что активность естественных радионуклидов в грунтах не нормируется и основным критерием, по которому можно судить о наличии загрязнения, является превышение активности радионуклидов в грунте над фоновыми значениями, характерными для данного района.
Присутствие в грунтах радионуклидов в концентрациях, превышающих фоновые, можно говорить о наличии радиоактивного загрязнения на исследуемой территории. Если обнаруженную аномалию нельзя однозначно квалифицировать как естественную, ее необходимо подробно изучить с привлечением гамма-съемки. В случае необходимости провести дополнительные работы по определению активности радионуклидов. При подтверждении технического происхождения аномалии определяются масштабы загрязнения, его радионуклидный состав, активности радионуклидов и т.д. На основании полученных данных органами Госсанэпиднадзора принимается решение о необходимости проведения специальных работ по радиационному контролю на участках загрязнения, либо их дезактивации.
Прибор сцинтилляционный СРП-88
Прибор геолого-разведочный сцинтилляционный СРП-88 предназначен для измерений радиоактивности горных пород и руд при геолого-разведочных работах и мощности экспозиционной дозы g-излучения на поверхности горных пород и в искусственных обнажениях. Помимо штатного применения прибор может быть широко использован для контроля окружающей среды, в том числе на АЭС и прилегающих территориях.
Прибор выполнен в виброустойчивом, ударопрочном и герметичном исполнении.
Прибор СРП-88 измеряет поток g-излучений как среднюю частоту импульсов в диапазонах: 0-100, 0-300, 0-1000, 0-3000, 0-10000, 0-30000 с -1 .
Мощность экспозиционной дозы g-излучения в месте расположения детектора, пА/кг, определяется как частное при делении показаний прибора на чувствительность блока детектирования, указанное в паспорте прибора: x=nx/k, где nx — показания прибора, с -1 , к – чувствительность блока детектирования, указанная в паспорте на прибор, с/(пА/кг).
Прибор состоит из блока детектирования, преобразующего кванты g-излучения в электрические импульсы и пульта универсального цифрового измерителя средней частоты импульсов.
Блок детектирования представляет собой цилиндр, внутри которого расположено шасси с элементами электронной схемы. Детектор расположен в передней части корпуса блока детектирования, в торцевой части которого имеется окно из тонкого алюминия, пропускающего g-излучения. Между кристаллом и ФЭУ оптический контакт осуществляется через кремний органическую смазку, вытекание которой предотвращается резиновой манжеткой. Детектор защищен от случайного попадания света при разобранном блоке детектирования специальным светозащитным и одновременно магнитным экраном (попадание света при включенном питании может вывести ФЭУ из строя). Для удобства эксплуатации блок детектирования снабжен ручкой с удлинителем, позволяющим менять его длину, и ремнем для переноски.
Измерительный пульт выполнен в прямоугольном корпусе из алюминиевого сплава, состоит из кожуха и панели управления. Пульт управления снабжен 2-мя измерительными приборами: цифровым измерителем средней частоты импульсов с выводами показаний на цифровое ж.к. табло и аналоговым интенсиметром с выводом результатов на стрелочный индикатор (микроамперметр). В нижней части кожуха расположен отсек питания, герметизированный от остального объема корпуса и от наружной среды. На лицевой панели пульта управления размещены органы управления и индикации, переключатели рода работ и диапазона измерений. Для выполнения контрольных измерений стабильности работы прибора в боковой части пульта вмонтирован контрольный источник Со-60.
Блок-схема прибора приведена на рис.1.
Детектор излучения преобразует действие g-кванта в электрический импульс. Основной частью детектора является сцинтилляционный счетчик.
Источник
Прибор СРП-88
НАЗНАЧЕНИЕ:
Прибор СРП-88 — это профессиональный радиометр СРП-88, предназначенный для поиска и обнаружения источников гамма — излучения (например, при обследовании металлолома). Прибор геологоразведочный сцинтилляционный СРП-88Н предназначен для косвенных измерений радиоактивности горных пород и руд по фотонному излучению при радиометрической съемке. При наличии соответствующих методик прибор может быть использован как радиометр для контроля внешней среды. Вывод показаний осуществляется 4-х значным цифровым жидкокристаллическим дисплеем.
Тип детектора — сцинтилляционный кристалл, блок детектирования — выносной Цифровой.
1. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ
1.1. Техническое обслуживание прибора должно производиться в полном соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, а также «Основными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП-72/87)».
1.2. В блоках детектирования вырабатывается высокое напряжение от 600 до 1200 В,поэтому запрещается вскрывать блоки детектирования ранее, чем через 10 мин после выключения прибора. К ремонту и настройке блоков детектирования допускаются лица, прошедшие инструктаж и имеющие квалификационную группу не ниже IV.
1.3. В корпус устройства индикации вмонтирован контрольный источник кобальт-60 активностью порядка 1 мкКи (в месте расположения источника нанесен знак радиационной опасности). Необходимо обеспечивать его сохранность весь период эксплуатации прибора.
2. ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ
2.1. Для подготовки прибора СРП-88Н к работе необходимо провести нижеследующие операции.
2.1.1. Извлечь из укладочного ящика устройство индикации, батарейный отсек, блок детектирования и держатель.
2.1.2. Установить органы управления на устройстве индикации УИК-01Н в исходное состояние: переключатель ПОРОГ — в положение ВЫКЛ, переключатель ДИАПАЗОН —в положение «1».
2.1.3. Соблюдая полярность установить в батарейный отсек элементы питания, подклю¬чить его в разъем ПИТАНИЕ устройства индикации и закрепить батарейный отсек двумя винтами.
2.1.4. Собрать блок детектирования с держателем.
2.1.5. Подключить блок детектирования к разъему БД пульта.
2.1.6. Включить прибор, установив переключатель ПОРОГ в положение БАТ, при этом стрелочный индикатор показывает напряжение батарей. Средняя отметка шкалы индикатора соответствует напряжению 3,5 В. При величине напряжения свыше 3,5 В элементы питания пригодны для работы. При напряжении менее 3,5 В элементы питания необходимо сменить.
2.1.7. Установить переключатель ПОРОГ в положение «0» и приблизить блок детектирования кристаллом к месту расположения контрольного источника в пульте. При этом стрелка индикатора должна отклониться, на табло должны индицироваться показания и должны прослушиваться щелчки звукового сигнализатора, частота которых увеличивается при приближении кристалла к месту расположения контрольного источника.
2.1.8. Установить переключатели ПОРОГ в положение ИЗМ и ДИАПАЗОН — в положе¬ние «0,3», через 1 мин после включения прибора приставить торец блока детектирования (без резинового колпачка) вплотную к месту расположения контрольного источника, совместив блок детектирования с окружностью на пульте. Зафиксировать не менее трех показаний цифрового табло и вычислить сред¬неарифметическое значение Ризм. Отвести торец блока детектирования от места расположения контрольного источника на расстояние не менее 0,5 м, зафиксировать не менее трех показаний цифрового табло и вычислить среднеарифметическое значение Рф.
Таблица 1
| Время, прошедшее с момента предыдущей проверки, месяц | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| К | 1 | 0,98 | 0,96 | 0,94 | 0,92 | 0,90 |
Если действительное значение показаний прибора Pg от контрольного источника соответствует величине прибор работоспособен и после установки на торец блока детектирования резинового колпачка готов к работе.
2.2. Для подготовки прибора СРП-88Н1 к работе необходимо провести следующие операции.
2.2.1. Извлечь из укладочных ящиков устройство индикации УИК.-01Н, узел вывода ПВК-32Н и блок детектирования БДПГ-23Н.
2.2.2. Установить органы управления в исходное состояние: на устройстве индикации переключатель ПОРОГ — в положение ВЫКЛ, переключа¬тель ДИАПАЗОН — в положение «1»; на узле вывода переключатель — в положение ВЫКЛ.
2.2.3. Собрать блок детектирования, открутив заглушку и подсоединив кабель ЖШ6.644.716.
2.2.4. Подключить узел вывода к разъему ПИТАНИЕ устройства индикации и закрепить его согласно п. 5.3.6.1 ПС.
2.2.5. Подключить блок детектирования (через каротажную лебедку — при ее наличии) к разъему БД пульта, а к разъему ВЫХОД на узле вывода подстыковать жгут ЖШб.640.956, к соответствующим выводам которого подключить согласно схеме ЖШ 1.289.386-01 Э4 вольтметр (регистратор каротажной станции) и источник напряжения питания +12 В.
2.2.6. Включить прибор, установив переключатель на узле вывода в положение КОНТР, переключатель ПОРОГ на лицевой панели прибора — в положение БАТ. При этом стрелочный индикатор пульта показывает напряжение стабилизатора узла вывода, а вольт¬метр (регистратор) — (0±0,01) В.
2.2.7. Установить переключатель на узле вывода в положение «3» и переключатель ПОРОГ — в положение «0», приблизить блок детектирования кристаллом (риска на корпусе блока детектирования) к месту расположения контрольного источника. При этом, стрелка индикатора на лицевой панели пульта должна отклоняться, показания цифрового табло пульта и подключенного к узлу вывода вольтметра — увеличиться (каретка самопис¬а сместиться вправо от нулевой отметки) и должны прослушиваться щелчки звукового сигнализатора, частота которых увеличивается при приближении кристалла блока детектирования к контрольному источнику.
2.2.8. Установить переключатель ПОРОГ в положение ИЗМ и через 1 мин после включения прибора приставить вплотную боковую поверхность блока детектирования кристаллом к месту расположения контрольного источника на пульте, ориентируя блок детектирования таким образом, чтобы центр кристал¬а совпадал с центром окружности. Переключатель ДИАПАЗОН установить в положение, при котором показания вольтметра (регистратора) и индикатора на пульте составляли 0,6—0,9 максимального значения установленного поддиапазона. Зафиксировать не менее трех показаний вольтметра (регистратора) с интервалом 5—10 с и цифрового табло и вычислить среднеарифметические значения Рнзм и Р’изм в единицах сˉ¹. Отвести кристалл блока детектирования от места расположения контрольного источника на расстояние не менее 0.5 м. установить более чувствительный поддиапазон, после установления показаний вольтметра (регистратора) зафиксировать не менее трех показаний вольтметра (регистратора) с интервалом 5—10. Примечание. При подготовке к работе носимого варианта прибора СРП-88Н1 вместо узла вывода ПВК-32Н установить в пульт батарейный отсек и при контроле работоспособности показания фиксировать по цифровому табло.
2.2.9. Если действительные значения показаний прибора Pg и P’g от контрольного источника соответствуют величине прибор работоспособен и готов к работе.
3. ПОРЯДОК РАБОТЫ
3.1. Приборы СРП-88Н и СРП-88Н1 (как в носимом так и в стационарном варианте) рассчитаны на работу с одним оператором.
3.2. При работе с прибором СРП-88Н в режиме поиска изменение интенсивности потока гамма-излучения необходимо отслеживать по стрелочному индикатору, для чего переключатель ДИАПАЗОН устанавливать в положение, при котором стрелка индикатора колеблется в пределах от одной третьей до конечного значения шкалы.
3.3. Для более точных измерений в режиме поиска и при радиометрической съемке местности показания прибора СРП-88Н считываются с цифрового табло (с учетом п. 8.10). Экспозиция в положениях переключателя ДИАПАЗОН «0,1» и «0,3» равна 10 с, а в положениях от «1» до «30» — 1с. Для снижения статистической погрешности замера следует, по возможности, использовать экспозицию 10 с. При этом, максимальная измеряемая величина потока гамма-излучения при экспозиции 10 с не должна превышать 9000 с-1.
3.4. Необходимый порог звуковой сигнализации величиной 0,2, 0,4 или 0,8 максимального значения установленного поддиапазона может быть установлен переключателем ПОРОГ (соответственно положения «2», «4» и «8» переключателя). В положении ИЗМ переключателя ПОРОГ звуковая сигнализация отключена, а в положении «0» осуществляется мониторный режим, то есть сигнализация работает в режиме звуковой индикации интенсивности регистрируемого излучения.
3.5. При измерении интенсивности излучения от радиевого источника для представления информации в единицах мощности экспозиционной дозы (мкР/ч) достаточно показания цифрового табло разделить на значение чувствительности блока детектирования, зафиксированное в таблице паспорта, и умножить полученное значение на 1000. При измерении интенсивности излучения от известного моноэнергетического источника следует учитывать энергетическую зависимость чувтвительности блока детектирования прибора СРП-88Н, типовая характеристика которой приведена в приложении 2.
3.6. При работе с прибором СРП-88Ш в составе каротажной станции переключение поддиапазонов устройства вывода информации на каротажный регистратор осуществляется переключателем ДИАПАЗОН по показаниям стрелочного индикатора.
3.7. Узел вывода ПВК-32Н прибора СРП-88Н1 рассчитан на подключение к каротажным регистраторам Н381 и Н065. В токовом режиме величина выходного тока, соответствующая максимальному значению установленного поддиапазона, составляет 5 мА. Величина выходного напряжения, соот¬ветствующая максимальному значению установленного поддиапазона (при включении внутреннего сопротивления нагрузки 200 Ом тумблером РЕЖИМ на плате узла ПВК.-32Н), составляет 1 В. Переключение постоянной времени интегрирования из ряда 0,5, 1,3 и 6 с обеспечивается переключателем на корпусе узла вывода ПВК-32Н. Выход импульсного сигнала с блока ПВК-32Н рассчитан на подключение пересчетного устройства с входным сопротивлением не менее 2 кОм. Полярность выходных импульсов — положительная, амплитуда — не менее 5 В.
3.8. При работе с носимым вариантом при¬бора СРП-88Н1 для каротажа шпуров и сква¬жин глубиной до 170 м отсчет показаний производится по стрелочному индикатору и (или) цифровому табло (с учетом п. 8.10).
3.9. При необходимости в процессе эксплуа¬тации энергетический порог регистрации мо¬жет быть установлен порядка 20 кэВ по методике, изложенной в п. 9.4 ПС.
3.10. При работе с прибором СРП-88Н и носимым вариантом прибора СРП-88Н1 при температуре от минус 10 до минус 20 °С отсчет показаний производится по стрелочному индикатору.
4. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ, РЕГУЛИРОВАНИЕ И НАСТРОЙКА
4.1. Для измерения параметров, регулирова¬ния и настройки необходимы приборы и оборудование, приведенные в табл.
Таблица 2
| Наименование и условное обозначение | Обозначение | Параметры (характеристика) | Примечание |
| Источник питания постоянного тока Б5-47 | ЕЭЗ.233.220 ТУ | 0,1—29,9 В | |
| 0,01—2,99 А | |||
| Вольтметр С-502 | ТУ2-40.43007-78 | 30 В — 3 кВ | |
| 0,5 % | |||
| Комбинированный прибор Ц4353 | ТУ25-04-3303-77 | ||
| Генератор импульсов Г5-56 | ЕХЗ.269.076 ТУ | 1 Гц — 10 мГц | |
| Частотомер электронно-счетный 43-54 | ЕЯ2.721.039 ТУ | 0,1 Гц — 300 мГц | |
| Контрольный источник К-3А | ТУ95.478-82 | 1 мкКи | |
| Источник таллий-204 2ТЧ-83 | ТУ95 1000-82 | ||
| Образцовые второго разряда гамма-источника радия-226 | МРТУ 10-19-68 | 1 мКи, 0,1 мКн | Ra-13, Ra-14, |
| Поверочная установка УПГД-01М | ГОСТ 8.087-81 7798-70 | Ra-53 |
Примечание. Допускается применение других приборов и оборудования с аналогичными параметрами.
4.2. Проверка потребляемого прибором тока
4.2.1. Для проверки потребления прибора собрать схему согласно рис. 3.
4.3.2. Установить выходное напряжение источника питания +5 В и включить прибор.
4.3.3. Установить на выходе генератора амплитуду отрицательных импульсов равной 4 В и длительностью 2 мкс.
4.3.4. Установить переключатель ДИАПАЗОН прибора в положение «1», а частоту импульсов с генератора 1 кГц. Сравнить показания частотомера с показаниями цифрового табло, умноженными на коэффициент Fr/32,77, где Fr — частота генератора таймера, кГц, и проконтролировать показания стрелочного индикатора. Показания табло (с учетом коэффициента) и частотомера не должны отличаться более, чем на ±5 %, а стрелка индикатора должна находиться в пределах 100 ±1/2 деления шкалы.
4.3.5. Установить переключатель ДИАПАЗОН в положение «3». Стрелка индикатора должна переместиться в район третьего деления шкалы, ограниченный ±1/2 деления.
4.4. Настройка блока детектирования
4.4.1. Снять кожух с блока детектирования и тщательно укрыть ФЭУ и кристалл от прямого света. Закрепите около кристалла контрольный источник кобальт-60.
4.4.2.Подключить к выходу высоковольтного выпрямителя (контакт 1 узла ЖШ5.402.255) статический вольтметр С-50.
4.4.3.Включить прибор и, вращая винт переменного резистора R5 (узел ЖШ5.402.257), изменять ступенями на 50 В выходное напряжение высоковольтного выпрямителя от минимального до максимального (от 600 до 200 В).
4.4.4.При каждом значении напряжения по п. 9.4.3 фиксировать показания табло (не менее трех замеров) и построить график зависимости показаний от высокого напряжения.
4.4.5.Определить по графику «плато счета», на котором показания отличаются не более, чем на 5 % и установить напряжение, равное 2•Uн+Uк 3 , где UH и UK — соответственно начальное и конечное напряжение «плато счета».
Примечание. Если необходимо установить величину энергетического порога 20 кэВ (при штатном использовании прибора), то необходимо:
1) убрать источник кобальт-60 и поднести к кристаллу источник таллий-204. Записать показания табло (не менее трехзамеров);
2) замкнуть переключатель S1 (узел ЖШ5.402.256) и снять показания цифрового табло. С помощью переменного резис¬тора R4 (узел ЖШ5.402.256) добиться, чтобы показания при замкнутом переключателе составляли (70±10) % от первоначальных;
3) разомкнуть переключатель S1.
4.5. Проверка чувствительности прибора.
4.5.1. При проверке чувствительности необходимо соблюдать требования, изложенные в п.п. 19.2, 19.3 настоящего паспорта.
4.5.2. Подготовить прибор к работе согласно п.п. 7.1.1—7.1.5 (СРП-88Н) или п.п. 7.2.1 — 7.2.5 (СРП-88Н1).
4.5.3. Расположить на поверочной установке блок детектирования проверяемого прибора таким образом, чтобы ось коллиматора проходила через центр боковой поверхности сцинтиллятора, отмеченной кольцевой риской на корпусе блока детектирования. 4.5.4. Включить прибор, установить переключатель ПОРОГ в положение ИЗМ и переключатель ДИАПАЗОН — в положение «10».
4.5.5. Установить в коллиматор источник радий-226, который должен располагаться в коллиматоре перпендикулярно к направлению выхода пучка излучения.
4.5.6. Изменяя расстояние R между центром детектора и центром источника, добиться показаний цифрового табло в пределах (4—5)-103 С¯¹Если расстояние R окажется более о м или менее 0,5 м, необходимо использовать другой источник с соответственно меньшим или большим содержанием радия-226.
4.5.7. Зафиксировать не менее трех показаний цифрового табло и вычислить среднее арифметическое значение N. Зафиксировать значение R, соответствующее показаниям N.
4.5.8. При расстоянии R между детектором и источником зафиксировать не менее десяти показаний от фонового излучения при положении «0,3» переключателя ДИАПАЗОН и вычислить среднеарифметическое значение Nф.
5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
5.1. Техническое обслуживание проводится с целью обеспечения правильной и длительной работы прибора. Для выполнения работы по техническому обслуживанию допускаются специалисты, изучившие данный документ.
5.2. При непосредственном использовании прибора по назначению рекомендуются следующие основные виды и сроки проведения профилактических работ: визуальный осмотр и проверка работоспособности — один раз в 6 месяцев, внутренние и внешние чистки и смазки — один раз в год.
5.3. Проверку параметров по п.п. 9.2 и 9.3 раздела 9 рекомендуется проводить после расконсервации прибора, а по п. 9.4 и 9.5 — один раз в год и после каждого ремонта.
5.4.При визуальном осмотре внешнего состояния прибора необходимо проверить крепление органов управления, плавность и четкость фиксации, состояние лакокрасочных и гальванических покрытий, крепление деталей и узлов, состояние контровки гаек.
5.5.Консервация прибора должна производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014-78. Временная противокоррозионная защита должна соответствовать варианту ВЗ-10.
Источник