| 
| 
|
|
Низкофоновые HPGe спектрометры для решения задач радиационно-экологического контроля окружающей среды и мониторинга Договоров о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) и нераспространении ядерного оружия (ДНЯО).
Одним из основных методов, применяемых в настоящее время для анализа малых содержаний радионуклидов в различных образцах (пробы объектов окружающей среды и различных технологических сред, различные фильтры, мазки и т.д.) является низкофоновая HPGe гамма-спектрометрия. При использовании современных приборной базы и методов обработки информации низкофоновая HPGe гамма-спектрометрия обеспечивает необходимые на практике значения чувствительности и точности, а также удовлетворяет требованию высокой эффективности измерительных процедур.
На фотографии представлен общий вид фрагмента низкофонового HPGe гамма-спектрометра, применяемого в ЛРК-1 МИФИ для прецизионного радионуклидного анализа разнообразных проб, отбираемых в рамках задач радиационно-экологического контроля окружающей среды и мониторинга Договоров о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) и нераспространении ядерного оружия (ДНЯО). Спектрометр располагается в полуподвальном проветриваемом помещении.
В составе спектрометра в зависимости от решаемой задачи могут одновременно работать до 10 спектрометрических трактов. Каждый спектрометрический тракт состоит из низкофонового блока детектирования на базе HPGe детектора типа ORTEC GEMF8250-S-LLB-GEM-HJ-S или GEM 30185 в низкофоновой защитной камере, подключаемого с помощью различной обеспечивающей электроники к многоканальному анализатору амплитуд импульсов.
В настоящее время в составе спектрометра мы применяем два типа многоканальных анализаторов: ORTEC DSPEС Pro и NOKIA LP-4900B.
Несколько подробнее об использовании анализатора NOKIA LP-4900B. Этот анализатор является, конечно же, достаточно пожилой, но абсолютно неустаревшей и идеальной на наш взгляд для проведения длительных измерений в лабораторных условиях моделью анализатора с исключительными эксплуатационными характеристиками. Сделанные нами доработка 13-ти битного аналого-цифрового преобразователя LPD-4911.4, а также разработка 8-ми входового аналогового мультиплексора и специального управляющего программного обеспечения позволяют одновременно подключать к одному анализатору 7 индивидуальным спектрометрических трактов и проводить независимый параллельный набор семи 4096-канальных спектров.
Специальное программное обеспечение управления процессом измерений, разработанное нами для анализатора LP-4900B, позволяет:
- осуществлять раздельный запуск и остановку измерений независимо в каждом из 7-ми индивидуальных спектрометрических трактов;
- набирать спектрометрическую информацию из расчета 7 спектров по 4096 каналов в режиме амплитудного анализа по живому времени;
- оперативно отображать спектрометрическую и контрольную информацию;
- задавать информацию, необходимую для идентификации результатов измерений;
- проводить экспрессную обработку результатов измерений;
- осуществлять ввод и вывод результатов измерений на ГМД в файловом формате SPA.
Необходимое для получения представительного спектра время измерения одной пробы, определяемое ее видом, активностью, радионуклидным составом и решаемой задачей, обычно составляет величину от 2 до 200 часов. Обеспечение сохранности информации при длительных измерениях реализуется посредством записи на ГМД, помимо результирующего спектра измерения, каждого из последовательно набранных парциальных спектров (длительность одного парциального измерения составляет 1-4 часа). Такая избыточность, кроме того, позволяет оператору, не влияя на текущие измерения и не прекращая их, выполнять с помощью данного программного обеспечения суммирование ранее измеренных спектров с приведением их к общей энергетической калибровке, что эквивалентно периодической коррекции коэффициента преобразования спектрометрического тракта.
Суммарный спектр, накопленный за все время измерений пробы (либо полученный оператором ручным суммированием парциальных спектров с их коррекцией или без таковой), снабженный информацией об имени пробы, дате и времени измерения, записывается на ГМД 3.5″ в файловом формате SPA и передается для последующей обработки на персональный компьютер. Спектр может быть передан из анализатора в персональный компьютер с использованием параллельной линии связи.
Для количественного анализа результатов спектрометрических измерений образцов и калибровок в Лаборатории применяется программно-методический комплекс GeSAS.
