594	Пол И. Фелау

завышенной оценке частоты ложных срабатываний при нормальной эксплуатации.

Чувствительность монитора может определяться путем регистрации вероятности обнаружения монитором проноса через него ядерного материала или источников радиоактивного загрязнения. Интенсивность фона и способ проноса контрольного источника через монитор должны быть нормированы, так же как и другие влияющие на его работу факторы. Поскольку всегда существует некоторая пространственная анизотропия эффективности детектора, испытания должны быть проведены в наименее чувствительной части монитора, например, на уровне пола в пешеходном мониторе. Контрольный источник следует проносить через монитор разными людьми, проходящими своей обычной походкой. Более глубокое рассмотрение вопросов испытаний мониторов представлено в работе [17].

19.9 ПРИМЕРЫ МОНИТОРОВ КОНТРОЛЯ ПЕРИМЕТРА

19.9.1 Ручные мониторы контроля периметра

Ручными мониторами загрязнения обычно проводят измерения мощности дозы для определения вида излучения, хотя некоторые многоцелевые приборы используют фильтры или несколько типов детекторов, реагирующих на различ- ные виды излучения. Мониторы контроля загрязнения являются простыми дешевыми аналоговыми устройствами, которые эксплуатируются нерегулярно и обычно питаются от аккумуляторов. На рис. 19.14 показаны три монитора контроля загрязнений. Два из них — мониторы гамма-излучения: в левом используется NaI(Tl)-детектор, а в правом — счетчик Гейгера-Мюллера большой площади. Монитор в центре — опытный образец многоцелевого прибора, имеющего детекторы для четырех видов излучения, включая нейтронное. Этот прибор [18] вос-

Ðèñ. 19.14. Три различных ручных монитора контроля загрязнения. Слев а направо:

прибор контроля гамма-излучения со сцинтиллятором NaI, мног оцелевой монитор с четырьмя типами детекторов и монитор поверхностног о радиоактивного загрязнения со счетчиками Гейгера-Мюллера. Левый и правый приборы изготовлены фирмой Technical Associates, Канога Парк, Калифорния

Глава 19. Радиационные мониторы контроля периметра

595

полняет потребность в удобном мониторе со стандартными методиками эксплуатации и градуировки. Чувствительность ручных мониторов загрязнения варьируется в широких пределах. Большинство реагирует на излучение мощностью выше 0,1 мкР/ч, хотя мониторы на основе NaI(Tl) могут работать при естественном фоне в несколько мкР/ч.

Три ручных монитора ядерных материалов, показанные на рис. 19.15, имеют сцинтилляционные детекторы и электронику, работающую от аккумуляторов. В двух из них применяются NaI(Tl)-детекторы, а в том, что слева, используется пластмассовый сцинтиллятор. Приборы обычно имеют перезаряжаемые аккумуляторы и работают в непрерывном режиме контроля пешеходов и транспорта. Каждый монитор генерирует звуковой сигнал, когда он чувствует значительное увеличение интенсивности излучения. Кроме применения в качестве монитора контроля периметра эти весьма чувствительные приборы обнаружения гамма-из- лучения могут применяться в качестве мониторов поверхностного загрязнения или в качестве мониторов обследования утилизируемого оборудования. Они реагируют на излучение с мощностью дозы в несколько мкР/ч и могут обнаруживать активность 0,5 мкКи изотопа 137Cs при быстром, но тщательном осмотре [19]. Они могут обнаружить несколько граммов высокообогащенного урана или доли грамма плутония низкого выгорания в самых неблагоприятных условиях (неблагоприятные условия характеризуются интенсивностью фона в 25 мкР/ч и максимальным самопоглощением в ядерном материале). В реальной жизни всегда будут реализовываться более хорошие характеристики. Допускаются частые ложные срабатывания этих приборов, одно или два за минуту, поскольку срабатывания в определенной зоне определяют местоположение радиоактивного материала. Случайные срабатывания, которые не повторяются в одной и той же зоне, не уменьшают эффективность мониторинга, потому что они подтверждают, что прибор работает.

Ðèñ. 19.15. Три ручных монитора ядерных материалов, которые автомати чески обнаруживают значительные превышения интенсивности излучения над уровнем фона. Левый и центральный блоки изготовлены фирмой TSA Systems, Inc., Баулдер , Колорадо. Правый блок изготовлен фирмой CMS, Inc., Голета, Калифорния

596	Пол И. Фелау

19.9.2 Автоматические пешеходные мониторы

Для контроля радиоактивного загрязнения пешеходов промышленностью изготавливаются автоматические мониторы на основе проточных газоразрядных пропорциональных счетчиков, которые в качестве порталов в режиме прохода обнаруживают менее 1 мкКи изотопа 137Cs, а при использовании в качестве высоко- чувствительных мониторов в режиме ожидания обнаруживают активность продуктов деления или активации ниже 100 нКи. На рис. 19.3 показан портальный монитор, высокая чувствительность которого достигается тем, что поверхность тел досматриваемых пешеходов находится в непосредственной близости от пропорциональных счетчиков. Близость поверхности тела человека к детектору и увеличенное время мониторинга помогают достигнуть высокой чувствительности.

Мониторы ядерных материалов, работающие в режиме прохода (см. рис. 19.1), могут обнаружить менее 10 г высокообогащенного урана и менее 0,3 г плутония низкого выгорания в самых неблагоприятных условиях работы. Типич- ная частота ложных срабатываний составляет одно срабатывание на 4000 проходов через монитор.

19.9.3 Автоматические транспортные мониторы

Автоматические мониторы загрязнения транспортных средств применяются довольно редко, так как внутренние поверхности транспортного средства обычно должны контролироваться детекторами почти вплотную. Исключением является монитор автотранспорта, показанный на рис. 19.16, который имеет детектор, расположенный в дорожном покрытии. Монитор способен реагировать на материал,

Ðèñ. 19.16. Этот транспортный монитор проверяет активированные мат ериалы, вывозимые с объекта, на котором имеется ускоритель. Расположенн ый в земле детектор вызывает сигнал тревоги и фотографирует транспортно е средство в случае, если система воспринимает интенсивность излучения, вдво е превышающую уровень фона

Глава 19. Радиационные мониторы контроля периметра

597

активированный излучением ускорителя, который может вывозиться с объекта. Этот Лос-Аламосский монитор обнаруживает сигнал с уровнем интенсивности, превышающим удвоенный уровень фона. Он предоставил в 1983 г. первое доказательство ввоза в Соединенные Штаты радиоактивной стали и з Мексики.

Диапазон автоматических транспортных мониторов контроля ядерных материалов простирается от простых порталов, работающих в режиме проезда, показанных на рис. 19.17, до сложной станции, показанной на рис. 19.12. Кроме расположения детекторов транспортные портальные мониторы во многом похожи на пешеходные портальные мониторы. Порталы движущегося транспорта обнаруживают излучение с интенсивностью, превышающей радиационный фон на 15 %. В самых неблагоприятных условиях они могут обнаружить менее 10 г плутония низкого выгорания с менее, чем одним ложным срабатыванием за 4000 проездов.

Ðèñ.19.17. Портальный монитор ядерных материалов проверяет автотр анспорт, медленно (скорость — 8 км/ч) проезжающий между колоннами с детектора ми

Автотранспорт находится на станции мониторинга, показанной на рис. 19.12, в течение одной минуты или менее. Детекторы расположены небольшими группами выше и ниже транспортного средства, и каждая группа детекторов служит как бы отдельным самостоятельным монитором с собственной электроникой для обработки сигналов и логической выработки решения. Продолжительное время мониторинга и близость группы детекторов к контролируемой поверхности обеспечивают высокую чувствительность: порог обнаружения составляет около 5 % превышения над уровнем фона, что позволяет обнаруживать количества ядерных материалов, подобные тем, которые обнаруживаются в пешехо дных мониторах.