Мобильная гамма-спектрометрия. Новый шаг в радиационном мониторинге окружающей среды

При радиационном мониторинге окружающей среды и измерении мощности дозы гамма-излучения на данный момент используют дозиметр, расположенный на высоте 1 метр над поверхностью почвы. Данная методика подразумевает использование штатива для поддержки дозиметра или спектрометра во время измерений радиационного излучения окружающей среды.

Однако, такая методика не всегда может быть удобной, т.к. измерения могут проходить в густонаселенных городах, в местах, куда не удобно будет доставлять прибор со всем сопутствующим оборудованием. Так же такая методика значительно снижает мобильность исследователя, т.к. требует времени на расстановку и закрепление всего оборудования на месте измерения.

Для устранения этих неудобств, а главное – для повышения мобильности оператора и получения более полных данных с места измерения гамма-излучения сейчас всё большую распространенность получает backpack  radiation detection system (BPRDS) или система радиационного детектирования.

Система состоит из портативного спектрометра, это может быть как  полупроводниковый, так и сцинтилляционный детектор, переносного персонального компьютера или планшета, GPS-трекера и специализированного программного обеспечения.

Детектор помещается в термостойкий и ударопрочный, пылезащитный и влагонепроницаемый контейнер. Для удобства этот детектор помещается в рюкзак. Этот рюкзак можно одевать на плечи и, перемещаясь по местности, собирать данные о мощности дозы гамма-излучения на исследуемой территории. Т.к. детектор находится  у оператора за спиной, то это освобождает ему руки, что даёт ему дополнительную мобильность при передвижении по пересеченной местности (Рис. 1).

Также, такая конструкция данной системы позволяет выполнять ряд исследований:

  1. определение радионуклидов в полевых условиях, без отбора проб и доставки их в лабораторию для измерения.
  2. определение местоположение источника радиоактивного излучения, его изотопный состав и активность при техногенных инцидентах и катастрофах, сопряженных с утечкой радиационного вещества в окружающую среду.
Рис. 1 – Оператор с системой радиационного детектирования.
Рис. 1 – Оператор с системой радиационного детектирования.

Вся собранная информация  поступает в ПК, обрабатывается с помощью специального программного обеспечения и выводится  на ЖК-дисплей (Рис. 2). Т.о. это позволяет в режиме реального времени следить за обстановкой на исследуемой территории, а при необходимости в кратчайшие сроки  сменить место исследования.

Рис. 2 – Интерфейс программного обеспечения системы радиационного детектирования
Рис. 2 – Интерфейс программного обеспечения системы радиационного детектирования

Данный комплекс позволяет не только измерять мощность дозы гамма-излучения, но и в реальном времени обнаруживать и определять изотопный состав источника. При этом одновременно могут определяться несколько радиоактивных элементов (Рис. 3).

Рис. 3 – Определение нескольких радиоактивных элементов
Рис. 3 – Определение нескольких радиоактивных элементов

Входящий в состав комплекса GPS-трекер позволяет выполнить картирование местности (Рис. 3).

При этом карта составляется с учетом фона и аномалий активности. Значение фона наносится на карту одним цветом, точки или зоны аномальной активности другим цветом, что облегчает дальнейшее прочтение и ориентирование на построенной карте.

Однако есть определённый нюанс в работе данного комплекса. Как и все высокотехнологичные приборы данной отрасли, этот прибор требует калибровки. Она нужна для того, чтобы исключить эффект «экранирования» излучения самим оператором, который несет этот рюкзак. Для этого проводится специальная калибровка, в программу заносятся данные о весе, росте оператора. И впоследствии программа будет делать поправку на эту калибровку при расчетах доз.

Рис. 3 – Интерфейс программного обеспечения системы радиационного детектирования
Рис. 3 – Интерфейс программного обеспечения системы радиационного детектирования

Весь комплекс весит около 6 кг. Он легко может переноситься оператором в рюкзаке во время длительного обследования. Таким образом, значительно повышая мобильность оператора. Использование данного комплекса при мониторинге окружающей среды позволяет оперативно получать  данные о гамма-фоне местности, загрязнении территории радионуклидами, а так же изотопный состав источников радиации.

Данная статья подготовлена по материалам публикации:
Ramzaev, V. A backpack γ-spectrometer for measurements of ambient dose equivalent rate, H˙∗(10), from 137Cs and from naturally occurring radiation: The importance of operator related attenuation / V. Ramzaev, C. Bernhardsson, A. Barkovsky, I. Romanovich, J. Jarneborn, S. Mattsson, A. Dvornik, S. Gaponenko// Radiation Measurements. – 2017. – Vol.107. – pp. 14-22.

 

© Сергей Гапоненко, научный сотрудник лаборатории моделирования и минимизации антропогенных рисков

e-mail: ma2856@mail.ru