Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к области обнаружения радиоактивных материалов и предназначено для обнаружения удаленного источника нейтронного и гамма-излучения.
Известно аналогичное устройство [1] , содержащее блоки детектирования гамма-излучения, сигнализаторы присутствия объектов в контролируемом пространстве, металлодетектор, аппаратуру обработки информации и сигнализации. Недостатками указанного устройства являются невозможность обнаружения радиоактивных материалов, испытывающих спонтанное деление по их нейтронному излучению.
В качестве прототипа данного изобретения рассмотрим устройство для обнаружения радиоактивных материалов [2], которое наряду с гамма- регистрирует и нейтронное излучение.
Указанное устройство включает в себя детектор гамма-излучения, состоящий из сцинтиллятора и сопряженных с ним фотоумножителей, детектор нейтронного излучения, состоящий из счетчиков медленных нейтронов, окруженных замедлителем нейтронов, усилители сигналов и систему обработки информации.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность при обнаружении удаленных источников гамма- и нейтронного излучения.
Целью изобретения является устранение указанного недостатка и увеличение эффективности обнаружения удаленных источников нейтронного и гамма-излучения при минимальных массогабаритных характеристиках устройства.
Цель достигается благодаря тому, что в устройстве для обнаружения радиоактивных материалов при их несанкционированном нахождении в контролируемом пространстве, включающем детектор гамма-излучения, состоящий из сцинтиллятора и сопряженных с ним фотоумножителей, детектор нейтронного излучения, усилители сигналов и систему обработки информации, указанные детекторы составляют единый модуль, в котором указанный сцинтиллятор, являясь одновременно замедлителем для нейтронного излучения, выполнен из пластика на основе стирола и расположен непосредственно перед рядами нейтронных счетчиков, которые установлены в замедлитель нейтронов на основе полиэтилена, а дополнительный замедлитель нейтронов, являющийся одновременно защитой от фонового гамма-излучения, установлен непосредственно за указанными рядами нейтронных счетчиков.
Изображение поперечного сечения предлагаемого устройства схематически представлено на фиг.1, где:
1. Сцинтиллятор гамма-детектора.
2. Нейтронные счетчики.
3. Замедлитель нейтронов.
4. Дополнительный замедлитель нейтронов.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Будучи помещенным на транспортное средство (катер, вертолет, автомобиль), устройство перемещается вдоль объектов, находящихся в контролируемой зоне, таким образом, что передняя часть устройства со сцинтиллятором гамма-детектора всегда направлена на контролируемый объект.
Схема контроля объекта представлена на фиг.2, где:
А - предлагаемое устройство.
О - его начальное положение.
D - положение устройства при минимальном расстоянии до источника.
S - источник гамма- и (или) нейтронного излучения.
L - протяженный контролируемый объект.
Математически показано, что суммарный полезный счет нейтронов (или гамма-квантов) за время обзора объекта есть:
где φ - поток нейтронов на детектор в положении θ=0;
F - площадь детектора;
εs - эффективность детектора (на 1 нейтрон, попавший в детектор);
V - скорость движения детектора;
d - "прицельное" расстояние, дистанция от источника;
θ0 - угол направления детектора на источник в начале отсчета.
Поскольку Neff зависит от θ0, то это дает возможность не только определять наличие источника излучения на контролируемом объекте, но и определять точку его местонахождения на объекте.
Методом Монте-Карло была рассчитана эффективность регистрации нейтронов источника и фоновых нейтронов для устройства площадью сцинтиллятора 1 м2 и числом нейтронных счетчиков диаметром 30 мм и длиной 1 м, равным 30.
Было показано, что предлагаемое устройство способно обнаруживать и уверенно локализовать источники гамма- и нейтронного излучения, находящиеся на объектах, удаленных на расстояние 50-100 м от устройства, при относительно низких потоках излучения порядка 100 м2/с, приходящихся на поверхность сцинтиллятора.
Источники информации
1. Свидетельство на полезную модель RU 0003832 U1.
2. Патент RU 2129289.
Устройстводляобнаружениярадиоактивныхматериаловприихнесанкционированномнахождениивконтролируемомпространстве,включающеедетекторгамма-излучения,состоящийизсцинтиллятораисопряженныхснимфотоумножителей,детекторнейтронногоизлучения,состоящийизнейтронныхсчетчиков,помещенныхвзамедлительнейтронов,усилителейэлектрическихсигналовотобоихдетекторовисистемыобработкиинформации,отличающеесятем,чтообадетекторасоставляютединыймодуль,вкоторомуказанныйсцинтиллятор,являясьодновременнозамедлителемнейтронов,выполненизпластиканаосновестиролаирасположеннепосредственнопередрядаминейтронныхсчетчиков,установленныхвзамедлительнейтроновнаосновеполиэтилена,адополнительныйзамедлительнейтронов,являющийсяодновременнозащитойотфоновогогамма-излучения,установленнепосредственнозауказаннымирядаминейтронныхсчетчиков.