Способ определения коэффициента гамма-измерения для проб разных типоразмеров и сложной геометрии

 

Использование: радиационный контроль объектов окружающей среды. Изобретение можно использовать при сортировке объектов окружающей среды на группы радиоактивных отходов при проведении рекультивационных работ, при демонтаже ядерных реакторов, а также для радиационного контроля пищевого сырья и пищевых продуктов при ликвидации последствий радиационной аварии. Сущность: после определения состава радионуклидов в пробе и измерения мощности экспозиционной дозы от пробы и фона в нужной для работы геометрии измерения проводят дополнительные измерения мощности экспозиционной дозы от образцов из соли хлористого калия (KCl) и из материала пробы, а также соответствующих мощностей экспозиционной дозы фона. На основе полученных результатов измерений рассчитывают величину коэффициента гамма-измерения. Технический результат: при использовании данного способа достигается упрощение определения коэффициента гамма-измерения для проб разных типоразмеров и сложной геометрии, так как исключается необходимость в проведении бета-радиометрии препаратов и поэтому отпадает надобность в бета-радиометрической установке.

Изобретение относится к дозиметрии, а более точно к области радиационного контроля объектов окружающей среды. Заявляемый способ можно использовать при сортировке объектов окружающей среды на группы радиоактивных отходов во время рекультивационных работ на участках радиоактивного загрязнения, при демонтаже реакторов атомных электростанций, а также при проведении массового радиационного контроля объектов окружающей среды, пищевого сырья и пищевых продуктов в условиях ликвидации последствий радиационной аварии.

Радиационный контроль объектов окружающей среды в указанных ситуациях является исходным профилактическим и защитным мероприятием, на базе результатов которого формируется и принимается к исполнению вся система последующих мер, обеспечивающих снижение уровня облучения как участников проведения работ, так и населения. Эффективность радиационного контроля зависит от скорости и достоверности получаемой информации, а также от степени полноты его проведения. Под степенью полноты контроля понимается доля объектов окружающей среды, охваченных контролем, от полного числа объектов, нуждающихся в проведении радиационного контроля. Эффективность радиационного контроля может быть существенно повышена за счет увеличения скорости получения информации и степени полноты в случае использования при проведении контроля измерений мощности экспозиционной дозы гамма-излучения от проб объектов окружающей среды разных типоразмеров и сложной геометрии (например, туши животных, упаковки неправильной формы и т.п.).

При проведении радиационного контроля объектов окружающей среды требуется определять удельную или объемную активность радионуклидов, присутствующих в пробах. Именно в единицах удельной (объемной) активности определены границы для групп радиоактивных отходов, а также временные допустимые уровни (ВДУ) для радионуклидов, присутствующих в пищевом продукте (сырье). Для того чтобы рентгенметр (например, ДРГ - 01Т, СРП - 88 и др.), измеряющий мощность экспозиционной дозы, можно было использовать для определения объемной активности смеси радионуклидов в пробах объектов окружающей среды (почвы, строительных материалов, растительности, пищевых продуктов и др.) должен быть определен коэффициент гамма-измерения Г, который равен мощности экспозиционной дозы, измеренной в определенной геометрии, от пробы, объемная активность радионуклидов в которой равна единице [1, 2]. Размерность Г имеет вид (мкР•см³)/(ч•Бк). Величина Г зависит от состава радионуклидов, присутствующих в пробе, от используемой геометрии измерения, от материала пробы и эффективности используемого детектора.

Таким образом, задача состоит в том, чтобы получить возможность определять величину коэффициента гамма-измерения применительно к используемому детектору для отдельных радионуклидов, для разных смесей радионуклидов в пробе и для разных, в том числе сложных, геометрий измерения с учетом материала пробы.

Наиболее близким к заявляемому является способ определения коэффициента гамма-измерения, основанный на определении состава радионуклидов в пробе, измерении мощности экспозиционной дозы от пробы в избранной геометрии, проведении бета-радиометрии препарата, приготовленного из материала пробы, и определении опорного коэффициента бета-радиометрии установки путем бета-радиометрии препарата соли хлористого калия [2]. Недостатком этого способа является то, что для определения коэффициента гамма-измерения кроме рентгенметра требуется еще и радиометрическая установка. При этом кроме измерений мощности экспозиционной дозы должна проводиться бета - радиометрия препаратов, приготовленных из материала пробы и из соли хлористого калия. Необходимость привлечения бета-радиометрии усложняет и удорожает данный способ определения коэффициента гамма-измерения.

Целью заявляемого способа является упрощение определения коэффициента гамма-измерения для проб разных типоразмеров и сложной геометрии.

Цель достигается тем, что в известном способе определения коэффициента гамма-измерения, включающем определение состава радионуклидов в пробе и измерение мощностей экспозиционной дозы от пробы и фона в нужной для работы, в том числе сложной, геометрии, проводят дополнительно измерения мощностей экспозиционной дозы от образцов из соли хлористого калия (KCl) и из материала пробы, а также соответствующих мощностей экспозиционной дозы фона, а коэффициент гамма-измерения рассчитывают по формуле где 14,32 - удельная активность соли хлористого калия (KCl), Бк/г; d - насыпная плотность соли хлористого калия в образце, г/см³; P - P_ф - мощность экспозиционной дозы за вычетом фона от пробы в нужной для работы геометрии измерения, мкР/ч; P_c - P_сф - мощность экспозиционной дозы за вычетом фона от образца из соли хлористого калия, мкР/ч; P_y - P_уф - мощность экспозиционной дозы за вычетом фона от образца из материала пробы, мкР/ч; F_ук(G, g) - функция излучения фотонов калия-40 от образца из материала пробы; F_кс(G_с, g_с) - функция излучения фотонов калия-40 от образца из соли хлористого калия; G и G_с - геометрические параметры соответственно для образцов из материала пробы и из соли хлористого калия;
g и g_с - линейные коэффициенты поглощения фотонов калия-40 в материале пробы и в соли хлористого калия, 1/см;
ОКГ_i - отношение коэффициента гамма-измерения для радионуклида i к коэффициенту гамма-измерения для калия-40;
ξ_i - доля объемной активности радионуклида i в суммарной объемной активности радионуклидов, присутствующих в пробе;
m - полное число радионуклидов, каждый из которых обуславливает вклад в суммарную объемную активность радионуклидов в пробе.

Найденную величину коэффициента гамма-измерения для пробы в нужной для работы геометрии можно использовать при проведении массового радиационного контроля до тех пор, пока сохраняется состав радионуклидов и геометрия измерения. Упрощение определения коэффициента гамма-измерения согласно заявляемому способу состоит в том, что исключается необходимость в проведении бета-радиометрии препаратов и поэтому отпадает надобность в бета-радиометрической установке. Положительный экономический эффект от использования способа оценивается суммой исключаемых затрат на приобретение бета-радиометрических установок и на проведение бета-радиометрии препаратов.

Литература
1. Прокофьев О.Н., Голубева Т.Н., Минина О.Б., Шестопалов С.В. Определение значений коэффициента гамма-измерений для радионуклидов. Сб. Радиационная гигиена. Л.: Минздрав РСФСР, 1986, с. 121-127.

2. Прокофьев О.Н. "Способ определения коэффициента гамма-измерений". Патент N 2047872. Российская Федерация.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента гамма-измерения для проб разных типоразмеров и сложной геометрии, включающий определение состава радионуклидов в пробе и измерение мощности экспозиционной дозы от пробы и фона в нужной для работы, в том числе сложной, геометрии измерения, отличающийся тем, что проводят дополнительные измерения мощностей экспозиционной дозы от образцов из соли хлористого калия (KCl) и из материала пробы, а также соответствующих мощностей экспозиционной дозы фона, а коэффициент гамма-измерения рассчитывают по формуле

где 14.32 - удельная активность соли хлористого калия (KCl), Бк/г;
d - насыпная плотность соли хлористого калия в образце, г/см³;
Р-Р_ф - мощность экспозиционной дозы за вычетом фона от пробы в нужной для работы геометрии измерения, мкР/ч;
Р_с-Р_сф - мощность экспозиционной дозы за вычетом фона от образца из соли хлористого калия, мкР/ч;
Р_у-Р_уф - мощность экспозиционной дозы за вычетом фона от образца из материала пробы, мкР/ч.

F_ук(G, g) - функция излучения фотонов калия-40 от образца из материала пробы;
F_ке(G_с, g_c) - функция излучения фотонов калия-40 от образца из соли хлористого калия;
G и G_с - геометрические параметры соответственно для образцов из материала пробы и из соли хлористого калия;
g и g_с - линейные коэффициенты поглощения фотонов калия - 40 в материале пробы и в соли хлористого калия, 1/см;
ОКГ_i - отношение коэффициента гамма-измерения для радионуклида i к коэффициенту гамма-измерения для калия-40;
ξ_i- доля объемной активности, радионуклида i в суммарной объемной активности радионуклидов, присутствующих в пробе;
m - полное число радионуклидов, каждый из которых обуславливает вклад в суммарную объемную активность радионуклидов в пробе.