Результат интеллектуальной деятельности: ПОИСКОВЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОР

Изобретение относится к области ядерного приборостроения, в частности к устройствам для обнаружения радиоактивных ядерных материалов (ЯМ), и предназначено для обнаружения несанкционированного перемещения ЯМ в ручной клади, грузах и багаже указанных материалов через проходные, контрольно-пропускные пункты таможен, аэропортов и т.п.

Известные поисковые радиационные мониторы подразделяются на стационарные, т.е. транспортные и портальные (пешеходные), и носимые, т.е. выполненные в виде приборов, носимых оператором.

Известен "Монитор радиационный носимый БИРК-3", патент №48525, на промышленный образец авторов В.А.Белов и др., опубликован в бюллетене "Промышленные образцы" №3, 2001 г. Прибор предназначен для обнаружения ЯМ по их гамма-излучению и выполнен в виде носимого в руках прибора. Монитор имеет в своем составе блок детектирования гамма-излучения и блок контроллера. Блок индикации, входящий в состав блока контроллера, обеспечивает звуковую сигнализацию и звуковую индикацию, а также алфавитно-цифровую индикацию на экране жидкокристаллического дисплея.

Известен "Способ обнаружения источников нейтронных полей", авторское свидетельство №1839866, заявка №2273797/18-25 от 03.01.80 г. авторов Г.П.Антропов и др., кл. МПК G01T 3/00, опубликовано в БИ №27, 2005 г. В данном способе тело оператора используется в качестве замедлителя нейтронов. Опытный образец детектора, использующий указанный способ, выполнен в виде патронташа, который крепится на теле оператора ремнями и обеспечивает скрытый поиск ЯМ. Устройство вибросигнализации, связанное с детектором проводной связью, крепится на руке оператора и выполняет свою функцию, если плотность потока нейтронов превышает уровень естественного фона.

Известен прибор ДОН-2 для скрытого поиска радиоактивных материалов по их нейтронному излучению (В.А.Белов "Радиационный контроль" журнал "Атом", 2000 г., №12, стр.35). Прибор конструктивно оформлен в виде жилета (патронташа), носимого на теле оператора. В приборе использован способ обнаружения нейтронных полей в соответствии с авторским свидетельством №1839866. Устройство индикации выполнено в виде наручных часов и связано с блоком контроллера проводной связью.

Наиболее близким к заявляемому устройству является поисковый радиационный монитор ДОНГ-2М. Рекламный лист /стендовый доклад/ "Универсальный прибор для скрытого поиска радиоактивных материалов по гамма- и нейтронному излучению (ДОНГ-2М)". Международная конференция "Научно-технические проблемы обнаружения ядерных материалов и опасных веществ" во ВНИИА, Москва, 18-20 июня 2002 г.

Поисковый радиационный монитор по прототипу содержит основной модуль, включающий два детектирующих блока - нейтронного и гамма-излучения, блок индикации и блок контроллера, содержащий средства для подключения к каналу связи. Прибор конструктивно оформлен в виде жилета (патронташа), носимого на теле оператора. Блок индикации выполнен в виде наушников, связанных с блоком контроллера проводной связью. Блок контроллера имеет в своем составе средства для подключения к каналу связи (порт RS-232).

Недостатком прототипа является сокращенная зона радиационного мониторинга, связанная с невозможностью построения мобильной распределенной системы из-за ограничений, накладываемых проводной связью, а также из-за ограничений при построении стационарной системы, так как прибор связан с телом оператора.

При создании данного изобретения решалась задача разработки поискового радиационного монитора, обеспечивающего обнаружение ЯМ по их нейтронному и гамма-излучению в режиме скрытого или открытого поиска, а также обеспечивающего построение на его основе мобильной или стационарной распределенной системы радиационного мониторинга.

Техническим результатом при решении данной задачи является расширение функциональных возможностей заявляемого устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с прототипом, содержащим основной модуль, включающий, по меньшей мере, один детектирующий блок нейтронного или гамма-излучения, блок индикации и блок контроллера, содержащий средства для подключения к каналу связи, в заявляемом поисковом радиационном мониторе средства для подключения к каналу связи выполнены в виде радиомодема и порта проводной связи, а блок индикации выполнен автономным и дополнительно содержит второй радиомодем и/или порт проводной связи. Основной блок может быть помещен в кейс, а блок индикации расположен на теле или в руках оператора. Основной модуль может быть помещен в жилет на теле оператора, а блок индикации расположен на теле или в руках оператора. Основной модуль может быть размещен в кейсе стационарно или на теле оператора, а блок индикации, в виде оснащенного радиомодемом компьютера, расположен на удалении в центре наблюдения и контроля.

Использование радиомодема в качестве средства для подключения к радиочастотному каналу связи позволяет выполнить блок индикации в виде автономного блока, механически не связанного с основным модулем, что позволяет размещать его на значительном удалении от основного модуля, при этом и основной модуль, и блок индикации могут перемещаться для выполнения радиационного контроля. Несколько мобильных и/или стационарных основных модулей могут объединяться в систему радиационного мониторинга, при этом данные радиационного контроля от каждого основного модуля передаются на блок индикации, размещенный в центре наблюдения и контроля, а также могут передаваться на локальный блок индикации, логически связанный с конкретным основным модулем.

Использование проводного канала связи, в соответствии со спецификацией RS-485, позволяет объединить несколько основных модулей в стационарную систему радиационного мониторинга с использованием как центрального блока индикации, расположенного в центре наблюдения и контроля, так и локальных блоков индикации, логически связанных с конкретным основным блоком.

На фиг.1 изображен заявляемый поисковый радиационный монитор.

На фиг.2 - заявляемый монитор в сложенном виде.

На фиг.3 - блок-схема заявляемого устройства.

Поисковый радиационный монитор содержит основной модуль 1, включающий блок детектирования нейтронного 2 и блок детектирования гамма-излучения 3, автономный блок индикации 4 и блок контроллера 5, содержащий средства для подключения к каналу связи, выполненные в виде радиомодема 6 и порта проводной связи 7. Блок индикации 4 содержит второй радиомодем 8 и порт проводной связи 9. Основной модуль 1 может быть помещен в кейс, а блок индикации 4 расположен на теле или в руках оператора. Основной модуль 1 может быть помещен в жилете на теле оператора, блок индикации 4 расположен на теле или в руках оператора. По меньшей мере один основной модуль 1 может быть размещен в кейсе стационарно или на теле оператора, а блок индикации 4, в виде оснащенного радиомодемом компьютера, расположен на удалении в центре наблюдения и контроля. Кроме того, монитор содержит окно радиоканала 10, шарнирное соединение 11 и детали крепления 12 и 13.

В примере реализации заявляемый поисковый радиационный монитор состоит из блока детектирования гамма-излучения и блока детектирования нейтронного излучения, блока контроллера и блока индикации, который выполнен в виде носимого автономного устройства, выполняющего прием данных от блока контроллера по радиочастотному каналу связи.

Блок детектирования гамма-излучения построен по известной схеме с использованием сцинтилляционного детектора ионизирующего излучения на основе монокристаллов йодистого натрия или йодистого цезия, активированных таллием - NaI(Tl), CsI(Tl), фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), формирователя высоковольтного напряжения для питания динодной системы ФЭУ, преобразователя низковольного напряжения, усилителя и компаратора.

Блок детектирования нейтронного излучения построен на основе ³Не счетчиков тепловых нейтронов, формирователя высоковольтного напряжения блока счетчиков, преобразователя низковольтного напряжения, усилителя и компаратора.

Блок контроллера содержит в своем составе микроконтроллер, схему задания режимов работы блоков детектирования, схему звуковой сигнализации и индикации, схему вибросигнализации, схему формирования напряжения питания, аккумулятор, схему зарядки аккумулятора. Кроме того, в блоке контроллера имеется встроенный порт RS-485, обеспечивающий обмен данными между монитором и внешним устройством при помощи проводной связи, схему радиомодема, обеспечивающую обмен данными между монитором и внешним устройством с использованием беспроводной связи по радиоканалу.

Автономный блок индикации выполнен в виде конструктивно законченного узла, который может быть размещен на значительном удалении от модуля детектирования. Блок индикации включает в себя блок обработки информации, устройство задания режимов работы, устройство звуковой сигнализации, устройство визуализации данных (отображение алфавитно-цифровой и графической информации). Кроме того, блок индикации содержит схему радиомодема, обеспечивающую беспроводной обмен информацией с основным модулем. Блок индикации может быть выполнен в виде малогабаритного прибора, носимого оператором, либо в качестве блока индикации может быть использован компьютер, оснащенный радиомодемом. В первом варианте используется совместная работа одного модуля детектирования с одним блоком индикации. Во втором варианте один компьютер обслуживает несколько модулей детектирования.

Основной модуль имеет конструкцию, обеспечивающую его размещение на теле оператора в жилете или кейсе в сложенном состоянии. При размещении на теле оператора используется способ обнаружения нейтронных полей, описанный в а.с. №1839866. При размещении основного модуля в кейсе для регистрации нейтронных полей используется дополнительный водородосодержащий замедлитель нейтронов.

Работает заявляемый поисковый радиационный монитор следующим образом. Счетные последовательности импульсных электрических сигналов, формируемых блоками детектирования гамма- 3 и нейтронного излучения 2, обрабатываются блоком контроллера 5. При включении основного блока выполняется самодиагностика, выполняется набор фоновых значений плотностей потоков нейтронного и гамма-излучений, выполняется расчет пороговых значений, приведенных ко времени рабочих измерений, после чего выполняется переход в режим рабочих измерений. В режиме рабочих измерений выполняется вычисление значений плотностей потоков нейтронов и гамма-квантов, выполняется сравнение вычисленных значений с пороговыми значениями. В процессе работы радиационного монитора блок контроллера формирует данные, которые в зависимости от установленного режима работы передаются на внутреннюю схему индикации и сигнализации или на автономный блок индикации с использованием проводного канала связи RS-485 или радиочастотного канала. Если в процессе работы измеренное значение плотности потока нейтронов или гамма-квантов превышает соответствующее значение порога, то в зависимости от установленного режима индикации блок индикации формирует вибросигнал или звуковой сигнал, тональность которого меняется в зависимости от уровня превышения, и выполняет визуализацию измеренных значений.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый поисковый радиационный монитор обладает большими функциональными возможностями как при обнаружении ЯМ, в том числе скрытом, так и при построении системы радиационного мониторинга территории.