Осуществляем доставку по всей России
Наличный и безналичный расчёт
Na Spectra Analisis System – SAS Na M3
Цена по запросу
Срок поставки - уточняйте у менеджеров
В Госреестре: УточнитьNa Spectra Analisis System – SAS Na M3 это специализированное программное обеспечение количественного радионуклидного анализа
Гамма-спектрометр NaI ПАК с программным обеспечением SAS Na M3
Программа «Na Spectra Analysis System» – SAS Na M3 для обработки сложных NaI сцинтилляционных спектров.
На АЭС РФ проводится, в частности, сцинтилляционный гамма-спектрометрический анализ образцов с промежуточным по сложности радионуклидным составом. Использование в этом случае сцинтилляционных гамма-спектрометров с детекторами NaI или CsI – относительно недорогих, удобных и надежных в эксплуатации – обусловлено эксплуатационными, технологическими, финансово-экономическими и организационными соображениями.
Для обработки сцинтилляционных спектров обычно применяют метод пиков или матричный метод. К сожалению, практический опыт использования реализующих эти методы коммерчески доступных программ, показал их малую пригодность для обработки спектров гамма-излучения упомянутого выше класса образцов. Такой результат обусловлен относительно низким энергетическим разрешением используемых NaIили CsI сцинтилляционных гамма-спектрометров, наличием в обрабатываемых спектрах близко расположенных пиков разных радионуклидов и несовершенством самих методов. Иногда дополнительным мешающим фактором является плохая статистика обрабатываемого спектра, обусловленная малым временем измерения спектра, которое ограничено производственными условиями.
По целому ряду причин замена сцинтилляционных спектрометров на HPGe в данной ситуации не представляется возможной. Соответственно, просматривается необходимость разработки специализированных методических и программных средств, обеспечивающих возможность корректной обработки NaI или CsI сцинтилляционных спектров образцов с промежуточным по сложности радионуклидным составом.
В связи с этим специалистами НИЛ ЯФТРК и Новоронежской АЭС были проведены оценки возможности использования разработанного в НИЛ ЯФТРК модифицированного матричного метода для корректной обработки таких спектров, в частности для оперативного радионуклидного анализа сбросных вод и аэрозольных фильтров на энергоблоках НВ АЭС.
Основная проблема обычного матричного метода состоит в плохой обусловленности возникающей системы уравнений, приводящая к усилению влияния статистических флуктуаций данных на результаты и, следовательно, к большим погрешностям оценок активностей радионуклидов в пробе. Все эти эффекты должны в максимальной степени проявляться при анализе достаточно сложных спектров. На работоспособность матричного метода влияют также различия в условиях измерения спектров стандартов и обрабатываемого спектра. Сказанное относится и к фоновым спектрам, т.к. в наборе спектров стандартов должен присутствовать спектр фона. Следует отметить, что обеспечить абсолютную идентичность спектра стандарта фона и спектра фона при измерении образца в большинстве случаев достаточно трудно.
В разработанной в НИЛ ЯФТРК программе SASNaM3, реализующей модифицированный матричный метод, используются алгоритмы и вспомогательные программные средства, в значительной степени обеспечивающие решение обозначенных выше проблем. В результате обработки спектра программа SAS Na M3 самостоятельно определяет радионуклидный состав образца, величины активности обнаруженных радионуклидов и их погрешности, а также делает оценку величины активности остальных радионуклидов, входящих в рабочую библиотеку, но не обнаруженных в исследуемом образце. Характеристики программа SASNaM3 позволяют работать с библиотекой, содержащей несколько десятков радионуклидов.
Программное обеспечение SAS Na M3 реализует модифицированный матричный метод обработки сцинтилляционных спектров гамма-излучения и предназначено для определения радионуклидного состава счетного образца и значений активности отдельных радионуклидов.
Основные возможности программного обеспечения SAS Na M3:
- определение радионуклидного состава источника;
- определение активности источника;
- обработка данных в процессе измерения;
- контроль качества радионуклидного состава счетного образца;
- контроль фона;
- контроль энергетической калибровки;
- контроль качества спектров-стандартов.
Особенности SAS Na M3:
В программе SAS Na M3 применяются алгоритмы и программные средства, обеспечивающие возможность корректной обработки сложных сцинтилляционных спектров, в особенности с малой статистикой, без использования какой-либо априорной информации о радионуклидном составе счетных образцов. В результате обработки спектра программа SAS Na M3 самостоятельно определяет радионуклидный состав образца, величины активности обнаруженных радионуклидов и их погрешности, а также делает верхнюю оценку величины активности остальных радионуклидов, входящих в рабочую библиотеку, но не обнаруженных в исследуемой образце.
Объективным инструментом контроля корректности выполненного радионуклидного анализа является параметр “коэффициент качества”, значение которого автоматически вычисляется при каждой обработке спектра. Такой подход обеспечивает возможность устранить субъективизм оценки качества обработки спектра, обусловленный квалификацией оператора.
Главное окно программы управления измерениями SAS Na M3
На рисунке выше указателями обозначены основные элементы Главного окна программного обеспечения Spectra Analysis System Na Measuring – SAS Na M3:
- 1 – панель главного меню программы;
- 2 – панель быстрого запуска с кнопками (слева направо): «Перезапустить измерения», «Запустить измерения», «Остановить измерения», «Разрешить/запретить стабилизацию», «Контрольфоновой скорости счета»; здесь же находится панель задания режима и продолжительности измерения по реальному времени;
- 3 – панель отображения графика текущего парциального спектра, текущего суммарного спектра и зависимости скорости счета спектрометра в ходе текущих измерений от времени (далее по тексту – интегральная скорость счета); переключение между графиками осуществляется с помощью закладок в нижней части панели;
- 4 – по два маркера для каждого из графиков;
- 5 – панель переключения масштабов графиков, отображения текущего положения маркера и параметров пика, который находится между маркерами;
- 6 – закладки для переключения между графиками; переключение между закладками осуществляется с помощью левой кнопки мыши;
- 7 – панель протоколирования работы программы (может быть скрыта);
- 8 – место отображения информационной надписи «Идет измерение» или (если в течение 2 секунд от спектрометра не поступило ни одного события «амплитуда-время») предупредительной надписи «Нет данных от спектрометра»;
- 9 – описание объекта анализа и измерительного образца, заданное пользователем при запуске измерений.
- 10 – график интегральной скорости счета за последние 5 минут с указанием последнего значения скорости счета; график может быть обнулен с помощью кнопки «Сброс», находящейся непосредственно под графиком.
Программа SASNaM3 обработки спектров сцинтилляционных детекторов модифицированным матричным методом – М3.
Матричный метод обработки спектров – решение системы линейных уравнений
A[i] = ΣQj·Bj [i], (1)
где A[i] – измеренный спектр,
Bj [i] – спектры-стандарты, образующие матрицу отклика,
Qj – активности радионуклидов в измерительном образце.
Основная проблема матричного метода – это плохая обусловленность системы (1), приводящая к большим погрешностям оценок Qj.
Модифицированный матричный метод – решение системы линейных уравнений
L(A[i]) = Σ Qj · L(Bj [i]),
образованной применением к системе (1) линейного оператора L, такого, что новая система уравнений имеет то же решение, что и (1), но лучше обусловлена и поэтому существенно менее чувствительна к статистическим флуктуациям данных
ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ АКТИВНОСТИ ГАММА-ИЗЛУЧАЮЩИХ РАДИОНУКЛИДОВ В СЧЕТНЫХ ОБРАЗЦАХ, ПРИГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ПРОБ ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ И СБРОСОВ НОВОВОРОНЕЖСКОЙ АЭС, С ПРИМЕНЕНИЕМ ГАММА‑СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА NaI ПАК
Содержание
- Предисловие
- Назначение и область применения
- Метод определения радионуклидного состава и активностей
- Измерение активности радионуклидов в счетном образце
- Статьи, отчеты, официальные документы и т.д.
- Полное содержание документа «Методика…»
1. Предисловие.
Методика разработана Обществом с ограниченной ответственностью «ЭкоСфера» и НИЛ «Ядерно-физические технологии радиационного контроля» Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» для условий применения в Лабораториях радиационного контроля АЭС РФ.
Авторы методики:
В.В.Дровников, старший научный сотрудник НИЛ ЯФТРК
Н.Ю.Егоров, старший научный сотрудник НИЛ ЯФТРК
В.М.Живун, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник НИЛ ЯФТРК
В.В.Коваленко, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник НИЛ ЯФТРК
Методика прошла экспертизу и аттестацию во ФГУП «ВНИИФТРИ».
Свидетельство об аттестации МРК №41172.16334/RA.RU.311243-2015
2. Назначение и область применения методики.
2.1. Методика выполнения измерений активности гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах, приготовленных из проб допустимых выбросов и сбросов Нововоронежской АЭС, на гамма-спектрометрическом комплексе NaI ПАК предназначена для применения в Лабораториях радиационного контроля Нововоронежской АЭС с целью обеспечения соответствующих мероприятий в рамках радиационного контроля функционирования АЭС.
2.2. Методика предназначена для совместного использования со следующими модификациями комплекса NaI ПАК: NaI ПАК-1-76B64/3M-LB, NaI ПАК-1-76B76/3М, NaI ПАК-1-СДН.30.63.63.
2.3. Методика предусматривает использование программы «Na Spectra AnalysisSystem M3» – SAS Na M3, реализующей модифицированный матричный метод обработки спектров, измеренных на гамма-спектрометре с NaI сцинтилляционным детектором.
2.4. Методика устанавливает:
- требования к средствам измерения;
- требования к счетным образцам, изготавливаемым из проб допустимых выбросов и сбросов Нововоронежской АЭС;
- способ и процедуру выполнения контрольных и рабочих измерений активности гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах;
- правила обработки экспериментальных данных и представления результатов измерений значений активности гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах;
- диапазон измерений активности гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах и показатели точности этих измерений.
2.5. Срок действия методики не регламентируется, актуализацию методики следует проводить по мере появления научно-технических обоснований.
2.6. Диапазон измерений активности гамма-излучающих радионуклидов с энергией гамма-излучения 50 кэВ÷3 МэВ в СОБ, изготовленных из проб допустимых сбросов и выбросов АЭС РФ от 0.5 Бк до 105 Бк при времени измерения не более 1 часа.
2.7. Расширенная неопределенность измерений активности гамма-излучающих радионуклидов в СОБ от 15 % до 50 % при доверительной вероятности Р = 0.95 при времени измерения не более 1 часа.
3. Метод определения радионуклидного состава и активностей.
3.1. Реализованный в методике способ определения радионуклидного состава СОБ и значений активности радионуклидов в СОБ основан на разложении аппаратурного спектра гамма-излучения СОБ на аппаратурные спектры гамма-излучения отдельных радионуклидов, содержащихся в СОБ.
3.2 Расчет радионуклидного состава, значений активности радионуклидов и неопределенностей этих значений реализован в программе SASNaM3. Программа самостоятельно определяет радионуклидный состав СОБ, значения активности Ai содержащихся в СОБ радионуклидов и их расширенные неопределенности Ui на уровне Р=0.95.
3.3. В том случае, если вычисленное значение активности i–го радионуклида Ai меньше ее абсолютной расширенной неопределенности Ai*Ui, то в рамках данной методики делается т.н. оценка величины активности Ai сверху, а в качестве такой оценки значения активности i–го радионуклида принимается значение, равное сумме активности Ai и ее абсолютной расширенной неопределенности на уровне Р = 0.95. В рамках данной методики такая ситуация трактуется как то, что i–ый радионуклид не был обнаружен в данном измерении.
3.4. В программе SAS Na M3 реализован объективный автоматический контроль качества обработки каждого проанализированного спектра, основанный на отслеживании поведения статистического критерия «Показатель качества QF», вычисляемого для каждого спектра непосредственно в процессе его обработки. Полученное таким образом значение QF позволяет контролировать корректность определения радионуклидного состава СОБ и величин активности обнаруженных радионуклидов, в т.ч. установить присутствие в СОБ радионуклидов, не включенных в рабочую библиотеку.
4. Измерение активности радионуклидов в счетном образце.
Выполнение рабочих измерений и анализ получаемых экспериментальных данных предусматривает следующую последовательность действий оператора.
4.1. Оператор устанавливает СОБ, изготовленный в соответствии с разделом 8, в фиксированное положение во внутреннюю полость защитной камеры и запускает набор спектра гамма-излучения СОБ.
4.2. После этого оператор вводит запрашиваемые программой SASNaM3 данные, используемые при обработке спектра.
4.3.По достижении интегрального количества отсчетов в спектре значения, установленного при настройке программы (обычно 100 – 150 импульсов), программа SASNaM3 производит автоматическую обработку спектра гамма-излучения СОБ в соответствии с основными расчетными формулами.
4.4. Отображаемыми на мониторе персонального компьютера результатами этой обработки являются: радионуклидный состав СОБ, значения активности обнаруженных в СОБ радионуклидов и неопределенности этих значений, оценки значений активности остальных радионуклидов, входящих в рабочую библиотеку, но не обнаруженных в СОБ, а также значение параметра «показатель качества QF».
4.5. При идеальном качестве обработки значение QF равно 1, хорошим является значение≤3, приемлемым в рамках данной методики – от 3 до 10. Если значение QF превышает 10, результаты признаются непригодными для целевого использования.
4.6. Если расширенная неопределенность и статистическая составляющая неопределенности значений активности устраивают оператора и QF ≤10, то результаты считаются пригодными для дальнейшего использования, а оператор может остановить измерения и установить следующий, подлежащий измерению, СОБ.
4.7. Если неопределенности значений активности оператора не устраивает, то он не дает команду на остановку измерений и программа SASNaM3 продолжает набор спектра с периодической автоматической обработкой спектра и выводом результатов на экран монитора. Значение временного шага автоматической обработки спектра устанавливается при настройке программы и обычно составляет 5 – 15 секунд. Таким образом, оператору предоставляется возможность контроля временной динамики неопределенности значений активности и значения показателя качества QF. При достижении желаемой неопределенности значений активности оператор дает команду остановить измерения. В случае, если QF ≤10, то результаты считаются пригодными для дальнейшего использования, а оператор может остановить измерения и установить следующий, подлежащий измерению, СОБ. Если значение QF превышает 10, результаты признаются непригодными для целевого использования.
4.8. Для удобства пользователей в программе SASNaM3 реализованы дополнительные возможности расчета активности радионуклидов в допустимом сбросе и допустимом выбросе за отчетный период. При вычислении активности радионуклидов в сбросе и выбросе используются результаты определения активности радионуклидов в СОБ, информация о процедурах изготовления СОБ, данных о сбросе и выбросе: расход воздуха через основной и байпасный каналы, время экспозиции фильтра в байпасном канале, объем сброса, объем отобранной пробы жидкости и т.д. При расчете неопределенностей значений активности радионуклидов в сбросах и выбросах учитываются неопределенности, возникающие при отборе проб и изготовлении СОБ.
5. Статьи, отчеты, официальные документы и т.д.
1. Программно-аппаратный гамма-спектрометрический комплекс NaI ПАК. Руководство по эксплуатации. СФАТ.412125.005 РЭ. Москва, 2015 г.
2. Внедрение на НВАЭС программно-аппаратного комплекса на базе сцинтилляционного NaI гамма-спектрометра для контроля проб допустимых сбросов и допустимых выбросов. Научно-технический отчет по НИР. НИЛ ЯФТРК НИЯУ МИФИ, 2010 г.
3. Внедрение на НВАЭС модифицированного матричного метода обработки спектров гамма-излучающих радионуклидов. Аннотационный отчет по НИР. НИЛ ЯФТРК НИЯУ МИФИ, 2009 г.
4. Экспресс-отчет о результатах испытаний в ЛВРК Нововоронежской АЭС гамма-спектрометра NaI ПАК-01 и программно-методического обеспечения «Na SpectraAnalysisSystem M3», предназначенных для радионуклидного анализа допустимых сбросов и допустимых выбросов НВ АЭС, 16 – 31 мая 2011 г. ЛВРК НВ АЭС, НИЛ ЯФТРК НИЯУ МИФИ, 2011 г.
5. Отчет о результатах опытной эксплуатации в ЛВРК Нововоронежской АЭС гамма-спектрометра NaI ПАК-01 и программно-методического обеспечения «Na SpectraAnalysisSystem M3», предназначенных для радионуклидного анализа допустимых сбросов и допустимых выбросов НВ АЭС. НВ АЭС. 2014 г.
6. Программно-методический комплекс «Na SpectraAnalysisSystem M3»-ПМК SAS Na M3. Описание. НИЛ ЯФТРК НИЯУ МИФИ, 2014 г.
7.Программно-методический комплекс «Na SpectraAnalysisSystem M3»-ПМК SAS Na M3. Руководство пользователя. НИЛ ЯФТРК НИЯУ МИФИ, 2014 г.
8.В.В. Дровников, Н.Ю. Егоров, В.М. Живун, А.В. Кадушкин, В.В. Коваленко, А.П. Маматов, В.А. Пахомов Программа «Na Spectra Analysis System» – SAS Na M3 для обработки сложных сцинтилляционных спектров. Некоторые результаты исследования радионуклидного состава проб допустимых сбросов и допустимых выбросов Нововоронежской АЭС. Сборник «Аппаратура и новости радиационных измерений» -АНРИ, 2011 г., № 2, стр.31-39.
9. В.В. Дровников, Н.Ю. Егоров, В.М. Живун, А.В. Кадушкин, В.В. Коваленко, А.И. Новоселов, Э.Ю. Виноградова, Г.Н. Зверева, А.П. Маматов, В.А. Пахомов, О.В. Росновская. Некоторые результаты опытной эксплуатации гамма -спектрометра NaI ПАК-01 в Лаборатории внешнего радиационного контроля НВ АЭС. Радионуклидный анализ образцов дебалансных вод и аэрозольных выбросов НВ АЭС. Сборник материалов 18 ежегодного семинара в НОУ ДПО «ЦИПК». Обнинск «ЦИПК» 2012. Стр.17-35.
10. Свидетельство RU.C.38.002.A № 60634 от 07.12.2015 г.
11.Описание типа средства измерений. Программно-аппаратные гамма-спектрометрические комплексы NaI ПАК. Приложение к Свидетельству RU.C.38.002.A №60634 от 07.12.2015г. об утверждении типа средств измерений.
6. Полное содержание документа «Методика…»
1.Назначение и область применения. 5
2. Нормативные ссылки. 6
3. Термины и определения 6
4. Сокращения и обозначения 9
5. Диапазон измерений и показатели точности 10
6. Метод измерений 11
7. Средства измерений и вспомогательное оборудование 12
8. Требования к счетным образцам 14
8.1. Общие положения 14
8.2. Приготовление счетных образцов из фильтров АФА 14
8.3. Приготовление счетных образцов из проб жидких сбросов 16
9. Выполнение измерений активности радионуклидов в СОБ 16
9.1. Общие положения 16
9.2. Условия проведения измерений 17
9.3. Измерения с целью контроля характеристик спектрометра 17
9.3.1. Контроль калибровки по энергии 17
9.3.2. Контроль энергетического разрешения и эффективности в пике полного поглощения 17
9.3.3. Контроль фона спектрометра 18
9.4. Измерения активности радионуклидов в СОБ 18
10. Обработка результатов измерений 20
10.1. Общие положения 20
10.2. Основные расчетные формулы 20
10.2.1. Определение радионуклидного состава и расчет активности радионуклидов в СОБ 20
10.2.2. Введение и расчет поправок 21
10.2.3. Расчет неопределенности результатов измерений 23
10.3. Контроль качества измерений и обработки результатов измерений 24
10.3.1. Контроль дрейфа энергетической шкалы 24
10.3.2. Контроль интегральной скорости счета 24
10.3.3. Контроль снижения фона спектрометра при рабочих измерениях СОБ 24
10.3.4. Показатель качества QF 25
11. Оформление результатов 26
12. Требования к квалификации персонала 26
13. Требования к технике безопасности
Библиография 27
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1. Разработка библиотеки спектров-стандартов 28
П2. Образец протокола результатов измерения активности радионуклидов в счетном образце, генерируемого программой SASNaM3 31
П3. Пересчет значений активности радионуклидов в СОБ на заданный момент времени 32
П4. Расчет значений активности радионуклидов в допустимом выбросе по результатам определения значений активности радионуклидов в СОБ типа «фильтр АФА» 33
П5. Расчет значений активности радионуклидов в допустимом сбросе по результатам определения значений активности радионуклидов в СОБ типа «водный образец» 35
Отзывы
Отзывов пока нет.