Утверждаю

Начальник Главного

санэпидуправления

Н.С.ТИТКОВ

19 июля 1973 года

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИЗМЕРЕНИЮ ГАММА-ФОНА

 

Общие положения

 

Гамма-фон на уровне одного метра от земной поверхности складывается из естественного гамма-излучения горных пород, приземного воздуха и космического излучения, некоторая доля в гамма-фон вносится также от гамма-излучения радиоизотопов искусственного происхождения. Предотвращение или уменьшение дополнительного облучения человека является основной задачей радиационной гигиены.

Для успешного решения этой задачи необходимо правильно определять дозы излучения как в абсолютном выражении, так и в виде превышения относительно естественного радиоактивного фона. Такая постановка вопроса обуславливает повышенные требования к точности дозиметрических измерений. Однако вследствие ряда технических трудностей до настоящего времени нет универсального дозиметра (радиометра) полевого типа, удовлетворяющего требованиям высокой чувствительности и отсутствия "хода с жесткостью" в широком диапазоне энергий. Измерение гамма-фона оказывается зависимым от энергетического спектра излучения, типа детектора, некоторых конструктивных особенностей приборов и способов их поверки. Это может приводить к систематическим ошибкам измерений даже у однотипных приборов.

Настоящие Методические указания предназначены для унификации и повышения точности измерений гамма-фона; при этом в качестве опорного рабочего прибора принят наиболее распространенный и портативный сцинтилляционный радиометр СРП-2.

Для определения мощности дозы гамма-излучения необходимо обеспечить достаточную и притом высокую точность измерений. Если условно принять относительную ошибку измерения в 10%, то на основании суперпозиции гамма-полей квадратическое отклонение S не должно превышать 0,7 мкр/ч.

    В общем случае погрешность измерений  будет  состоять  из  случайных  и

систематических погрешностей. Последними можно пренебречь, если соблюдается

            ТЭТА

соотношение ---- >= 1, где ТЭТА - композиция систематических  погрешностей,

             S_

              x

                                                               ТЭТА

S_ - квадратическое отклонение среднего арифметического.  При  ----  >=  10

 x                                                              S_

                                                                 x

можно пренебречь  случайными  погрешностями.  Это  означает,  что  точность

результата  измерений  будет  определяться  исключительно  систематическими

ошибками.

При измерениях гамма-фона систематические погрешности могут возникать в основном по следующим причинам:

а) инструментальные погрешности возникают из-за ограниченной точности радиометров;

б) установочные погрешности - вследствие неверной установки, в том числе поверки приборов;

в) методические погрешности - в результате несовершенства метода измерений;

г) расчетные погрешности - при обработке данных наблюдений (ошибки в градуировочных графиках, приближенные вычисления и т.п.). Исключение систематических погрешностей при радиометрии гамма-фона представляет большие трудности, в особенности при измерениях приборами разных типов. При использовании в качестве опорного прибора радиометра СРП-2 и выполнении рекомендаций настоящих Методических указаний могут быть сведены к минимуму систематические и случайные ошибки измерений, кроме ошибки, возникающей из-за "хода с жесткостью" самого прибора. Это позволяет повысить точность и сопоставимость результатов измерения гамма-фона, для чего должны быть выполнены следующие операции:

1. Радиометр СРП-2, выбранный в качестве опорного рабочего прибора, настраивается на оптимальный режим по методике, изложенной в Методических указаниях по настройке, градуировке и контролю чувствительности сцинтилляционных радиометров СРП-2, утвержденных в 1965 году Министерством геологии СССР.

2. Все радиометры, предназначенные для измерения гамма-фона, подвергаются поверке по образцовым источникам радия-226 в соответствии с метрологической поверочной схемой.

3. Радиометры увязываются между собой на опорных контрольных пунктах (ОКП), на основании чего вычисляется поправка, которая затем вводится в результаты измерений.

4. Во всех случаях обеспечиваются стабильные условия измерений и типовой алгоритм статистической обработки результатов.

Все рабочие приборы до проверки должны быть технически исправными и обладать возможно меньшими собственными помехами - "шумами". Характеристики приборов должны удовлетворять техническим условиям, указанным в заводских инструкциях. В Инструкции по настройке и контролю чувствительности радиометров СРП-2 (Приложение 1) даются практические указания по подготовке приборов для измерений, выбору ОКП, увязке приборов, выполнению рядовых измерений и обработке результатов.

 

1. Техническая характеристика гамма-радиометров

 

При радиометрических измерениях гамма-фона первоначально получили наибольшее распространение радиометры на газоразрядных счетчиках. При всей простоте, надежности, дешевизне такая аппаратура обладает существенным недостатком - низкой эффективностью регистрации гамма-излучения. Увеличение числа счетчиков повышает чувствительность и относительную точность измерения, но одновременно приводит к росту фона установок. В существующих полевых радиометрах с газоразрядными счетчиками чувствительность достигает величины 0,1 имп./сек. на 1 мкр/ч при пороге чувствительности 5 - 6 мкр/ч.

Автомобильный гамма-радиометр РА-69, имея 72 счетчика типа ВС-9, обладает чувствительностью 65 имп./сек. на 1 мкр/ч при пороге чувствительности 0,6 мкр/ч.

Использование сцинтилляционных радиометров позволяет создать аппаратуру значительно большей чувствительности. При равных объемах сцинтилляционного и газоразрядного счетчиков чувствительность первого на 1 - 2 порядка выше. В сцинтилляционном радиометре с кристаллом йодистого натрия, активизированного талием - NaI(Tl), размером 40 х 50 мм обеспечивается чувствительность 6 - 8 имп./сек. на 1 мкр/ч, что позволяет снизить порог чувствительности в 5 - 6 раз. Высокая чувствительность сцинтилляционных радиометров уменьшает время измерения и повышает точность результатов.

К недостаткам сцинтилляционных радиометров относится меньшая стабильность и наличие "хода с жесткостью".

    Предметом  измерения  сцинтилляционных  радиометров  являются фоновые и

надфоновые   величины.   Спектральный   состав   излучения   больших   масс

определяется  как  первичным, так и рассеянным излучением. Спектр излучения

бесконечных  и  полубесконечных  пластов  непрерывен  в  широком  диапазоне

энергий.  Если  в  жесткой  части спектра четко выделяются линии первичного

излучения, то в низкоэнергетической области проявляется зависимость спектра

от   вещественного  состава  среды.  Интенсивность  и  спектральный  состав

излучения  в  области  рассеянного  излучения  (<  500  кэВ) практически не

зависят от состава первичного излучения и оказываются одинаковыми для урана

и  тория.  Кроме того, 95% излучения большой массы определяется слоем 30 см

почвы.   При   измерении  кристаллами  малых  размеров  доля  интегрального

рассеянного  излучения  составляет основную массу гамма-квантов 80 - 90%. В

средах  с  небольшим  эффективным  значением  Z  (Z    <  29)  спектральная

                                                   эф

интенсивность   рассеянных   гамма-лучей   достигает   больших  значений  в

ограниченной области энергии (гранит - 0,05 - 0,3 МэВ, уголь - 0,025 - 0,25

МэВ).

Следовательно, основное изменение интегральной интенсивности гамма-квантов связано с изменением "мягкой" компоненты рассеянного излучения. Максимальная чувствительность сцинтилляционных радиометров достигается при пороге дискриминации менее 35 кэВ, при этом удается добиться практически полного отсутствия регистрации собственных шумов фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), такой порог дискриминации называют оптимальным. Методика настройки радиометров СРП-2 на оптимальный порог дискриминации 35 +/- 15 кэВ дается в Приложении 1.

Радиометры, настроенные на оптимальный порог дискриминации, отличаются не только максимальной чувствительностью, но и лучшей стабильностью работы, поскольку небольшие спонтанные изменения порога дискриминации не приводят к резкому изменению чувствительности или интенсивности регистрации шумов ФЭУ. Ошибка за счет "хода с жесткостью" остается единственным фактором искажения результатов измерения. Поскольку спектр гамма-излучения почв и горных пород слабо зависит от их вещественного состава и энергии первичного гамма-излучения, то ошибка при измерении гамма-фона в различных местах оказывается практически постоянной для всех радиометров, настроенных на оптимальный порог дискриминации. Таким образом обеспечивается унификация результатов измерений гамма-фона.

 

2. Техническая и метрологическая подготовка радиометров

СРП-2 для измерений

 

До начала настройки радиометра он должен удовлетворять требованиям заводской инструкции, в частности, его чувствительность, определяемая контрольным источником гамма-излучения, должна соответствовать паспортным данным прибора. Настройка радиометра на оптимальный режим выполняется в соответствии с Инструкцией (Приложение 1).

После настройки прибора производится его метрологическая поверка, которая осуществляется либо через поверочные лаборатории ионизирующих излучений органов метрологии СССР, либо посредством ведомственной поверки при наличии на это соответствующего разрешения органов метрологии.

Поверка может быть произведена с помощью образцовых излучателей радия-226 на установках, обеспечивающих сохранение закона обратных квадратов расстояний, с типовым коллимационным узлом. По результатам поверки определяется цена деления шкалы прибора на всех поддиапазонах, а в случае нелинейной зависимости показаний прибора от мощности дозы строится градуировочный график.

При проверке приборов должно быть исключено влияние нормального и натурального гамма-фона, а также рассеянного излучения. В случае линейной зависимости связь показаний прибора с мощностью дозы от источника при отсутствии рассеянного излучения будет выражаться соотношениями:

 

                              N    = N  + КР;

                               изм    ф

 

                          N     = N    - N  = КР;

                           испр    изм    ф

 

                       N  = N   + N  = N  + N  + N .

                        ф    нф    е    п    к    е

 

    где:

    N    - измеряемое показание прибора в делениях шкалы;

     изм

    N    -  натуральный  фон,  равный  собственному  фону  прибора  (N )  и

     нф                                                               п

компоненте космического излучения (N );

                                    к

    N  - нормальный фон горных пород;

     е

    Р  -  мощность дозы (в мкр/ч) от источника с содержанием радия-226q мг,

определяемая по формуле:

 

                                  А    840

                              Р = -- = --- q,

                                   2    2

                                  R    R

 

    где:

    А - интенсивность излучения источника (в мкр/ч), кв. м;

    R - расстояние источника от датчика прибора в метрах;

    N      -  показание  прибора  в  делениях  шкалы,  исправленное за счет

     испр

нормального и натурального фона.

    Из приведенных соотношений получаем цену деления шкалы прибора:

 

                                        2

                       1     Р      840q

                  мю = - = ----- = -------- (мкр/ч)/дел.

                       К   N              2

                            испр   N     R

                                    испр

 

    В  случае нелинейной зависимости градуировочный график строится в таком

масштабе,  чтобы точность отсчета по шкале соответствовала точности отсчета

по графику, т.е. дельта S     0,5 мм и дельта Р      0,5 мм.

                         дел.                  мкр/ч

Для удобства пользования шкалу делений (ось ординат) рекомендуется строить исходя из соотношения 0,1 дел. ~ 1 мм.

Ведомственная поверка радиометров допускается в двух вариантах: стационарном и полевом. В обоих вариантах в целях обеспечения единства измерений необходимо пользоваться типовым коллиматором, позволяющим исключить влияние рассеянного излучения. При этом стационарный вариант поверки не должен отличаться от условий и схемы государственной поверки.

Поверка радиометров в полевых условиях проводится либо на ОКП, либо на специально выбранных ровных площадках размером 40 х 10 метров с однородным естественным гамма-полем. Метеорологические условия должны быть нормальными (среднее давление и влажность, обычная температура без резких колебаний, отсутствие атмосферных осадков и сильного ветра; нельзя делать поверку ранее, чем через два часа после дождя или снега; рекомендуется поверку производить в период между 10 и 16 часами).

Порядок поверки радиометров в полевых условиях рекомендуется следующий:

1. Производить расчет контрольных расстояний для каждого поддиапазона прибора для трех или более точек в поддиапазоне и в соответствии с активностью образцового источника.

2. На выбранной площадке собирается поверочная установка (коллиматор, мерная линейка, место для радиометра и датчика), при этом ось коллиматора и датчик располагаются на одном уровне на высоте 1 - 1,5 м от поверхности земли.

3. На первом и втором поддиапазонах радиометра делается измерение нормального гамма-фона; при этой операции контейнер с образцовым источником должен находиться на таком расстоянии, чтобы влияние источника на измерениях не сказывалось.

4. В коллиматор помещается образцовый источник (его активность по радию-226 должна быть порядка 1 - 2 мг), а датчик радиометра устанавливается на линейке в точке, соответствующей рассчитанной мощности дозы для первого поддиапазона в 40 мкр/ч. Затем открывается пробка коллиматора и с помощью переменного сопротивления в схеме прибора стрелка приводится к значению по шкале, соответствующему 40 мкр/ч (8 делений) плюс нормальный гамма-фон.

Следует иметь в виду, что при вращении переменного сопротивления меняется чувствительность прибора, и, следовательно, меняются показания за счет естественного фона. Поэтому после каждого вращения потенциометра следует уточнять величину отсчета за счет нормального фона.

5. Аналогичная операция выполняется для второго поддиапазона, но для точки с мощностью дозы в 200 мкр/ч, что соответствует также 8 делениям шкалы плюс нормальный гамма-фон, подстройка производится с помощью переменного сопротивления для второго поддиапазона.

6. После указанных операций производится поверка радиометра на всех поддиапазонах в соответствии с расчетными расстояниями, при этом с целью контроля одна из точек на каждом из поддиапазонов делается дважды в виде независимого измерения. Измерение на каждой точке должно состоять из 8 - 10 наблюдений с интервалом между ними в 10 - 15 сек. Во всех случаях особое внимание необходимо обращать на строгое соблюдение геометрии поверочной схемы. Не допускается поверка при расстоянии датчика прибора от источника излучения менее чем 0,5 м (на третьем поддиапазоне).

7. Далее производится статистическая обработка результатов измерений, определение цены деления шкал на каждом из поддиапазонов или в случае нелинейной характеристики построение градуировочных графиков. Данные наблюдений и их обработки, включая конечные результаты, записываются в протокол ведомственной поверки (Приложение 5).

8. Метрологическая поверка радиометров должна производиться каждый раз после ремонта приборов, резких "скачков" в показаниях при их контроле на ОКП и в случаях изменения оптимального порога дискриминации или коэффициента усиления ФЭУ.

 

3. Выбор опорных контрольных пунктов и увязка радиометров

 

Опорные контрольные пункты предназначены для систематического контроля работы гамма-радиометров, их увязки и оценки вариаций гамма-фона. Основной ОКП выбирается вблизи места постоянного нахождения радиологической группы СЭС. Остальные ОКП выбираются с целью сличения радиометров с ведомственными службами в районах и на участках постоянного или периодического дозиметрического контроля гамма-фона и при необходимости на территории санитарно-защитных зон подконтрольных предприятий. В обязательном порядке общими ОКП должны быть одна или несколько точек наблюдений гамма-фона в местной сети гидрометеорологической службы СССР.

Площадка для ОКП должна быть по возможности ровной, на открытом незатопляемом месте, желательно вдали (не менее 25 - 30 м) от строений, почвенный покров естественный. Гамма-поле на площадке должно быть низкой интенсивности, типичной для данного района, и однородным, последнее в связи с тем, что радиус влияния неоднородностей в породах оценивается в 20h (h - высота точки измерения, т.е. положения детектора), при h, равной одному метру, измерения достаточно сделать в радиусе до 10 м от предполагаемого ОКП. При этом поле можно считать однородным, если соблюдается условие:

 

                              ДЕЛЬТА  <= ню,

                                    i

 

    где:

    ДЕЛЬТА  - разность измерений между любой точкой и ОКП;

          i

    ню - порог чувствительности радиометра; высота детектора предполагается

на уровне одного метра от поверхности земли.

Выбранные ОКП отмечаются репером, а их примерные координаты заносятся в журнал регистрации наблюдений гамма-фона.

Увязка радиометров на ОКП проводится в начале и конце каждого цикла наблюдений по одной из двух схем.

    Схема  1.  В  наличии  имеется один радиометр СРП-2. Этот прибор должен

быть  настроен на оптимальный режим и поверен, как и все другие радиометры,

по метрологической схеме по радию-226. На ОКП каждым радиометром проводятся

в   одно  и  то  же  время  (последовательно  друг  за  другом)  наблюдения

гамма-фона,  состоящие из 10 отсчетов. При этом измерение радиометром СРП-2

принимается  за  математическое  ожидание  мощности  дозы гамма-фона Р . По

                                                                      0

результатам  измерений  вычисляется  поправка  к  каждому радиометру (1, 2,

3...)  в  виде  ДЕЛЬТА'  =  Р'  -  Р'  (i  = 1, 2, 3...). Такая же операция

                      i      0      i

проводится  после  завершения  цикла  наблюдений,  и  вычисляется  поправка

ДЕЛЬТА" =  Р" -  Р"  (i =  1,  2,  3...).  Окончательная  поправка  ДЕЛЬТА

      i     0     i                                                       i

                                ДЕЛЬТА'  +  ДЕЛЬТА"

                                      i           i

определяется   как  ДЕЛЬТА   =  -------------------.  Затем  она   вводится

                          i              2

соответственно каждому радиометру во все рядовые измерения гамма-фона.

    Схема 2. В наличии имеются несколько радиометров СРП-2. Все эти приборы

должны  быть  настроены  на  оптимальный режим и поверены, как и все другие

радиометры,   по   метрологической   схеме  по  радию-226.  На  ОКП  каждым

радиометром   проводятся   последовательно   друг   за   другом  наблюдения

гамма-фона, состоящие из 10 отсчетов. При этом, если измерения радиометрами

СРП-2 являются однородными при уровне значимости 0,05, то за математическое

                                                                 _

ожидание  гамма-фона принимается среднее арифметическое значение Р  из всех

                                                                  0

измерений. При наличии выскакивающих значений они из осреднения исключаются

(см.  раздел  5).  По  результатам измерений вычисляется поправка к каждому

                                         _    _

радиометру (1, 2, 3...) в виде ДЕЛЬТА' = Р' - Р' (i = 1, 2, 3...). Такая же

                                     i    0    i

операция  проводится  после  завершения  цикла  наблюдений,  и  вычисляется

                   _    _

поправка ДЕЛЬТА" = Р" - Р". Окончательная поправка ДЕЛЬТА  определяется как

               i    0    i                               i

          ДЕЛЬТА' + ДЕЛЬТА"

                i         i

ДЕЛЬТА  = ----------------- и вводится во все рядовые измерения гамма-фона.

      i           2

    При наличии в районе нескольких ОКП рекомендуется один - два раза в год

производить  увязку  ОКП. Эта  увязка  может  выполняться  как одним, так и

одновременно несколькими радиометрами и заключается в следующем: в наиболее

короткий  промежуток времени измеряется гамма-фон на всех ОКП (1, 2, 3...).

Затем  по  отношению  к  основному  (базовому)  ОКП определяется превышение

гамма-фона  в  виде  ДЕЛЬТА  Р   =  Р  - Р  (j = 1, 2, 3...). Периодические

                              j      0    j

определения  величины  ДЕЛЬТА Р  будут характеризовать изменение гамма-фона

                               j

на  разных  участках  вследствие  местных естественных вариаций гамма-фона,

влияние глобальных и локальных выпадений гамма-активных продуктов деления и

состояния  радиоактивности  приземного  воздуха.  Следовательно, увязка ОКП

позволяет   оценить   динамику  гамма-фона  на  контролируемой  территории.

Одновременно увязка ОКП является показателем качества работы радиометров.

 

4. Выполнение рядовых измерений гамма-фона

 

Рядовые измерения гамма-фона производятся после начальной увязки рабочих радиометров с опорным радиометром СРП-2 на одном или нескольких ОКП. Далее измерения выполняются рабочим радиометром на всех точках, подлежащих дозиметрии по гамма-излучению.

Для объективной оценки гамма-фона рядовые пункты измерений выбираются в зависимости от поставленной задачи. В обычных условиях эти пункты должны располагаться над естественным почвенным покровом, желательно на открытом месте, для оценки вклада гамма-излучения от выпаданий (поляны, опушки леса, незатопляемые поймы рек, обочины дорог и т.п.).

Каждый пункт измерений складывается из трех точек, расположенных по углам примерно равностороннего треугольника со стороной 15 - 20 м. При необходимости в этих же точках производится бета-измерение на поверхности почвы, освобожденной от травяного покрова и подстилки, а также отбор проб дерна, почвы и растительности.

На каждой точке выполняется серия наблюдений из 8 - 10 отсчетов в зависимости от поставленной задачи и требуемой точности измерений. При появлении "выскакивающих" значений при отсчете показаний количество наблюдений должно быть соответственно увеличено. Запись всех наблюдений производится в специальном журнале, в котором указывается дата, участок (объект) измерений, тип и номер радиометра, координаты (привязка) пункта наблюдений.

В процессе наблюдений необходимо посредством контрольного источника гамма-излучения периодически проверять чувствительность радиометра, а также постоянно контролировать режим питания прибора. В случае, если чувствительность прибора изменилась, то следует возвратиться на пункт или на точку, где это произошло, и полностью повторить цикл наблюдений. Такой пункт наблюдений должен рассматриваться как увязочный для последующего введения в измерения соответствующей поправки.

После окончания рейса дневных наблюдений производится увязка радиометров на ОКП, по результатам этой увязки оценивается качество работы радиометров и совместно с данными начальной увязки рассчитывается поправка. Эти же данные используются для оценки погрешности измерений.

Для повышения точности целесообразно рядовые измерения, а также градуировку и увязку радиометров производить с пересчетной приставкой, которая может быть подключена к телефонному выходу радиометра (СРП-2, ПГР). Время счета при наблюдениях на каждой точке должно определяться опытным путем с таким расчетом, чтобы погрешность наблюдений не превышала заданного значения.

 

5. Обработка результатов наблюдений

 

Все полученные отсчеты переводятся посредством умножения на коэффициент или по градуировочному графику в мощность дозы (мкр/ч). Затем ряды наблюдений по каждому пункту оцениваются на однородность (статистика Диксона).

При обычной гамма-съемке рекомендуется пользоваться уровнем значимости Р = 0,05. Наблюдения, не удовлетворяющие критерию однородности, должны из дальнейшей обработки исключаться.

Для удобства использования статистики Диксона рекомендуется специальная номограмма (приложение 2 - не приводится), применение ее заключается в следующем:

    имеем  ряд  из n наблюдений Х , Х , ...Х , расположенных в возрастающем

                                 1   2      n

порядке  (Х   <= Х  <= ...Х ); получаем соотношения распределений (r) - i =

           1      2        n

1, 2, 3:

 

                                Х  - Х      А

                                 n    n-1    1

                           r  = --------- = --,

                            1    Х  - Х     В

                                  n    1     1

 

                                Х  - Х      А

                                 n    n-1    2

                           r  = --------- = --,

                            2    Х  - Х     В

                                  n    2     2

 

                                Х  - Х      А

                                 n    n-2    3

                           r  = --------- = --,

                            3    Х  - Х     В

                                  n    1     3

 

    в которых величины А  и В  приводятся к виду:

                    i    i

 

                                  m                m

                      А  = А' х 10 ,   В  = В' х 10 .

                       i    i           i    i

 

    А' - модуль А  с одной значащей цифрой перед запятой,

     i           i

    В' - соответствующий модуль величины В .

     i                                    i

    Затем  по  модулям А' и В' на номограмме по соответствующим шкалам А  и

                        i    i                                          i

В    путем   наложения   линейки  (предпочтительнее  тонкой  и  прозрачной)

 i

находится  точка  r   на  нижней  шкале.  Далее  по  вертикальной  сетке  и

                   i

горизонтальной линии n находится точка с координатами (n , r ) на графике с

                                                        i   i

соответствующим  обозначением r  (i = 1, 2 или 3). При наложении точки выше

                               i

кривой  с  заданным  уровнем  значимости  ряд  наблюдений  должен считаться

неоднородным,  и  один из экстремальных членов ряда подлежит исключению как

"выскакивающее" значение. В том случае, если точка расположится на кривой с

заданным уровнем значимости или ниже ее, ряд должен считаться по  отношению

к    данному   распределению   однородным.   Такая   операция   выполняется

последовательно  для  всех  распределений до тех пор, пока не будет получен

однородный ряд наблюдений.

    После  этого  вычисляется  среднее  арифметическое  ряда  наблюдений по

каждому   пункту   как   математическое  ожидание  результата  измерения  и

вычисляется  квадратическое отклонение, которое рекомендуется определять по

номограмме  (приложение  3  -  не  приводится). Пользуются этой номограммой

следующим образом:

    Вначале  определяется "размах" ряда наблюдений R = Х    - Х   , который

                                                        max    min

затем приводится к виду с одной значащей цифрой перед запятой (т.е. к целым

                          6

единицам)  R  =  R   х  10 .  Далее  на  шкале R номограммы берется точка с

                  i

отметкой  R   и  по  сетке проектируется на наклонную линию с параметром n.

           i

Численное  значение  абсциссы полученной точки (с учетом показателя степени

m)  даст  величину  квадратического отклонения S     . Показатель степени m

                                                гамма

определяется  из  соотношения  m  + a = b, где m + a - показатель степени у

цифры с модулем R  на шкале R.

                 i

                                                                  _____

    В  полученный  таким  образом  результат измерения гамма-фона гамма +/-

S         вводится    поправка   ДЕЛЬТА    и   вычисляется   результирующее

 гамма                                 i

                                        _________________

                                       /2          2

квадратическое   отклонение   S   =  \/S       +  S      ,  где  S        -

                                        гамма      ДЕЛЬТА         ДЕЛЬТА

квадратическое  отклонение  измерения  опорным  радиометром  СРП-2  на ОКП.

Окончательный результат представляется так:

 

                                              _______________

                      _____                  /2        2

             гамма = (гамма + ДЕЛЬТА ) +/- \/S      + S      .

                                    i         гамма    ДЕЛЬТА

 

Иногда требуется дать оценку среднего гамма-фона по совокупности ряда измерений. Их однородность, если это необходимо, определяется по статистике Диксона. Квадратическое отклонение среднего арифметического определяется по номограмме (приложение 4 - не приводится). Пользование номограммой аналогично определению квадратического отклонения по номограмме приложения 3.

Данные наблюдений всеми радиометрами на ОКП должны быть построены на графике как функция времени. При этом резкие скачки в интенсивности гамма-фона должны оцениваться либо как результат неконтролируемого изменения измерительных качеств прибора, либо как проявление аномалий гамма-фона. Радиометры с изменившейся чувствительностью или при скачке отсчета на ОКП подлежат подстройке на оптимальный режим и метрологической поверке.

 

 

 

 

 

Приложение 1

 

ИНСТРУКЦИЯ

ПО НАСТРОЙКЕ И КОНТРОЛЮ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАДИОМЕТРА СРП-2

 

    Основными  узлами СРП-2 являются: детектор (кристалл NaI(Tl) + ФЭУ-35),

видеоусилитель   (транзисторы  Т   -  Т ),  дискриминатор  (Т ),  генератор

                                1      4                     5

стандартных  импульсов  (Т ),  регистрирующая  схема  и  генератор высокого

                          6

напряжения (Т ).

             7

    При  прохождении  гамма-кванта  в кристалле возникает световая вспышка,

преобразуемая ФЭУ в электрический сигнал, который дополнительно усиливается

                                                                 -5     -6

схемой видеоусилителя (К ). Коэффициент усиления ФЭУ (К ) К  ~ 10   - 10  .

                        у                              ф   ф

Амплитуда  сигнала  (а)  перед  пороговым  дискриминатором  определяется по

формуле:

 

                               а = В Е К  К ,

                                        ф  у

 

    где:

    В - коэффициент пропорциональности;

    Е - энергия гамма-кванта, поглощенная в кристалле.

    Пороговый  дискриминатор  пропускает  импульсы в регистрирующую схему с

амплитудой  выше  некоторой величины а . Следовательно, регулируя параметры

                                      0

схемы  а , К , К , можно задать минимальное значение энергии регистрируемых

        0   ф   у

гамма-квантов (Е ). Значение Е  во многом определяет стабильность показаний

                0             0

радиометра.   При   определенной   настройке   радиометра  изменение  Е   в

                                                                       0

относительно   широком   диапазоне   (20  -  30%)  вызывает  незначительные

отклонения  показаний  (5%)  при постоянстве внешнего потока гамма-квантов.

Оптимальным  начальным порогом дискриминации радиометра СРП-2 является Е  =

                                                                        0

35  +/-  15  кэВ.  Для  настройки  на  этот  порог используются стандартные

эталоны,  содержащие  радий-226,  типа  С-41  или  Р-1. Отношение показаний

радиометра  (W) при измерении в воде и воздухе зависит от начального порога

дискриминации (таблица 1).

 

Таблица 1

 

ЗНАЧЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ W В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ НАЧАЛЬНОГО ПОРОГА ДИСКРИМИНАЦИИ

 

┌───────┬─────┬─────┬────┬─────┬────┬─────┬────┬─────┬─────┬─────┐

│Е , кэВ│200  │150  │125 │100  │80  │70   │60  │50   │40   │30   │

│ 0     │     │     │    │     │    │     │    │     │     │     │

├───────┼─────┼─────┼────┼─────┼────┼─────┼────┼─────┼─────┼─────┤

│       │0,73 │0,88 │1,0 │1,13 │1,25│1,30 │1,34│1,38 │1,40 │1,42 │

└───────┴─────┴─────┴────┴─────┴────┴─────┴────┴─────┴─────┴─────┘

 

Последовательность настройки радиометров

на оптимальный порог дискриминации

 

До проведения работ по настройке необходимо убедиться в качественности кристалла и ФЭУ. Мутные, желтые, а также кристаллы с трещинами подлежат замене. ФЭУ со светлыми или полностью прозрачными фотокатодами непригодны к работе и должны быть заменены. Особое внимание следует обращать на надежность оптического контакта "кристалл-ФЭУ".

Для настройки радиометра на оптимальный порог дискриминации необходимо изготовить рейку с отметками на расстоянии 20 и 35 см от конца.

К рейке крепится с помощью шурупа дно пластмассового стаканчика, в который помещается эталон. Стаканчик имеет плотно закрывающуюся пробку. К кожуху датчика радиометра специальной скобой крепится рейка.

Положение центра кристалла, от которого производятся отсчеты расстояния, уточняется с помощью измерительной линейки при снятом верхнем чехле датчика радиометра или путем перемещения вдоль датчика слабого источника гамма-излучения. В первом случае после выяснения середины кристалла надевается чехол и по линейке делается отметка на чехле, во втором случае середина определяется по максимальной величине отсчета. Все линейные размеры должны быть выдержаны с точностью +/- 3 мм.

    Для  определения  начального порога дискриминации проводят два отсчета:

первый - в воздухе на расстоянии 2 - 3 м над уровнем почвы или воды; второй

-  при погружении источника в любой природный водоем или специальный бак на

глубину 20 см, размеры бака - глубина 50 см, радиус 25 см. Измерения должны

                                                         Р

                                                          вода

проводиться  в  центре  бака.  Затем  по  отношению W = -------- определяют

                                                        Р

                                                         воздуха

начальный  порог  дискриминации.  К  метрологической  поверке  и  к  работе

допускаются приборы, у которых W >= 1,35 - 1,38 (Е  >= 50 кэВ).

                                                  0

    Если  радиометр не обладает оптимальным порогом дискриминации, то нужно

уменьшить  величину  гасящего  сопротивления  R  ,  расположенного в гильзе

                                               43

радиометра.  Практически изменение сопротивления с 20 МОм на 1 МОм изменяет

порог  дискриминации  с  65  кэВ  до  35  кэВ.  Если  эта  операция не даст

                                                                         а

положительных  результатов,  транзистор  П-15 заменяют на П-402 или П-403 .

При  этом  следует помнить, что увеличение суммарного коэффициента усиления

схемы может привести к регистрации "шумовых" сигналов. В этом случае "шумы"

ФЭУ  следует  уничтожить, увеличивая сопротивление R   (5 - 30 МОм) с таким

                                                    43

расчетом, чтобы при крайнем правом положении ручки усиления (R ) "шумы" ФЭУ

                                                              т

отсутствовали.  Допустимым  уровнем  "шумов", прослушиваемых в телефоне при

снятом кристалле, можно принять 15 - 30 имп./мин.

    В  случае недостаточности принятых мер следует заменить делитель ФЭУ на

более  низкоомный  (3 - 5 МОм в каждой ячейке). Подавление "шумов" при этом

необходимо проводить корректировкой "гасящего" сопротивления R  .

                                                              43

 

 

 

 

 

Приложение 5

 

___________________________________________________________________________

                    (название организации, учреждения)

 

                      ПРОТОКОЛ ВЕДОМСТВЕННОЙ ПОВЕРКИ

 

Дата "__" _______ 197_ г.                                         N _______

 

    Место поверки _________________________________________________________

Наименование прибора ______________________________________________________

___________________________________________________________________________

Номинал меры, состав выбора, пред. изм. прибора ___________________________

___________________________________________________________________________

Фирма __________________________________ Заводской N ______________________

Владелец прибора __________________________________________________________

Поверку производил __________________________ Гос. поверитель _____________

___________________________________________________________________________

Образцовая мера (прибор), ее разряд и N ___________________________________

Метод поверки __________________________ температура ______________________

    Данные наблюдений,  сличений,  измерений  (разграфить  применительно  к

данному роду поверки) _____________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Результат поверки _________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Документ, оформляющий поверку _____________________________________________

Гос. поверитель _______________________________ /_________________________/

Отметка о проверке работы _________________________________________________

Зав. лабораторией _____________________________ /_________________________/