Дозиметрия смешанных гамма-нейтронных полей на основе измерения энергетического спектра

П.И. Руднев директор ЗАО «Центр АЦП»
А.С. Чепурнов директор ООО «МАРАФОН»

Дозиметрия смешанных гамма-нейтронных полей является актуальной проблемой, связанной с безопасностью эксплуатации любых ядерно-физических установок. Перспективным методом дозиметрии смешанных полей, имеющим высокую степень достоверности и точности измерения (расчета) дозы и единственно правильным согласно определениям МКРЗ (Публикация 74, 103) и требованиям НРБ99/2009 является метод расчета в соответствии с энергетическим распределением плотности потоков нейтронов и гамма-квантов, раздельного измерения энергетического спектра для разных типов ионизирующих частиц с последующим расчетом эффективной дозы и всех остальных видов доз.
Цифровой Спектрометр-дозиметр типа SDMF (Spectrometer-Dosimeter of Mixed Fields) предназначен для одновременного измерения энергетических распределений плотности потока (спектров) быстрых нейтронов и гамма-квантов в смешанных полях излучения реакторов, ускорителей элементарных частиц, генераторов нейтронов, а также изотопных источников нейтронов. Прибор позволяет в режиме реального времени производить одновременное измерение энергетических спектров гамма и нейтронного излучения одним детектирующим элементом объемом порядка 10 куб. см. Программное обеспечение позволяет визуально контролировать скорость счета частиц различного типа, что обеспечивает возможность управления длительностью измерений в зависимости от статистики измеряемых полей. Прибор эффективно работает в полях с непрерывным и линейчатым спектром и позволяет измерять плотность потока быстрых нейтронов и гамма-квантов в абсолютных единицах.
Максимальная загрузка по входу детектора - 3*105 импульсов, что соответствует вычисляемой мощности эффективной дозы 1.75*105 мкЗв/ч от источника 239Pu-Be с фронтальной геометрией. Энергетическое разрешение дозиметра по нейтронам на линии 14.5 МэВ не более 2.5%, а по гамма-квантам на линии 137Cs -не более 7.5%.

В отличие от других дозиметров нейтронов и гамма-квантов данный прибор рассчитывает любой вид доз на основе измеренного энергетического спектра излучения, согласно определениям МКРЗ (Публикация 74, 103) и требованиям НРБ99/2009, т.е. в зависимости от энергетического спектра и геометрии облучения. Ему не требуется абсолютная калибровка для разных радиационных полей, несовпадающих с калибровочным полем и геометрией облучения.
Прибор может применяться в процессе всего технологического цикла работ с делящимися материалами (ДМ): обогащения и изготовления материалов и изделий из ДМ, эксплуатации АЭС и судов с ядерными реакторами, выгрузке, транспортировке, переработке и хранении облученного ядерного топлива, а также при работах по ядерному выводу, демонтажу и утилизации.

Разработаны и поставляются спектрометры следующих модификаций:
SDMF-1206PRO.DB c энергетическим диапазоном по нейтронам от 100 кэВ до 12 МэВ и гамма-квантам от 100 кэВ – 6.5 МэВ.
SDMF-1608 DB c энергетическим диапазоном по нейтронам от 100 кэВ до 16 МэВ и гамма-квантам от 100 кэВ – 8 МэВ.
SDMF-2009 DB c энергетическим диапазоном по нейтронам от 100 кэВ до 20 МэВ и гамма-квантам от 100 кэВ – 9.5 МэВ.
Возможно построение 8 канальной системы для построения картины пространственного распределения смешанных полей.