|
|
|
2009 год
Схема расположения приборов радиационного контроля ТОРИИ, действующая в 2009 г. и первой половине 2010 г., приведена на рис. 1. Здесь же представлена схема размещения датчиков метео-, актинометрических и электрических параметров лаборатории физики климатических систем ИМКЭС СО РАН.
|
 Рис.1. Схема размещения приборов: А – метео и актинометрические датчики, B – датчики электрических параметров; I – сцинтилляционный α-детектор ZnS; II – сцинтилляционный γ-детектор NaI(Tl); III – газоразрядный счетчик β-излучения СТС-6; IV – торцевой счетчик β-излучения СБТ-10; V – линейка газоразрядных γ-счетчиков; VI – полупроводниковый коаксиальный германиевый детектор ДГДК-100В γ-излучения с чувствительностью 100 м2, установленный в сосуд Дьюара; VII – автоматизированная накопительная камера для измерения плотности потока радона с поверхности грунта; APM 2200 – радиометр продуктов распада радона (SARAD GmbH, Germany).
|
2010 год В 2010 г. был расширен приборный парк ТОРИИ и модернизирована схема размещения приборов радиационного контроля. На рис.2 представлена схема измерения характеристик полей ионизирующих излучений (ИИ) и радиоактивности в ТОРИИ. Усложнение схемы эксперимента было произведено по следующим причинам, описанным далее.
Анализ результатов многофакторного мониторинга в 2010 г. выявил, что потоки и излучений на глубине 1 м изменяются согласовано, но с различной амплитудой, а потоки излучений на глубинах 0,5 и 1 м варьируют в некоторые периоды времени противофазно. Выяснение причин выявленных различий в динамике почвенных потоков ИИ, обусловленных радоновым полем, потребовало установки дополнительного датчика альфа-излучения в пару к работающему на глубине 0,5 м.
Серьезные помехи в результаты измерений характеристик радонового поля счетчиками бета-излучений на 10 см и 1 м вносят почвенные радионуклиды. Это обусловлено большим пробегом бета-частиц в воздухе. Таким образом, бета-датчик собирает в воздухе основную информацию в радиусе около (2–3) м.
Пробеги альфа-частиц в воздухе не превышают 10 см. Поэтому, детекторы альфа-излучений, установленные на высотах выше 10 см от грунта, регистрируют только излучение, создаваемое изотопами радона и ДПР, находящимися в атмосферном воздухе. Добавление альфа-датчиков к работающим на тех же высотах бета-датчикам, с привлечением результатов моделирования и экспериментальных данных по удельной активности радионуклидов, содержащихся в грунте непосредственно под линейкой счетчиков, позволит разделять результат измерений на почвенную и атмосферную компоненты полей бета-излучений.
|
|
|
Рис. 2. Схема многофакторного эксперимента 2010 г.
|
2011-2012 годы В 2011-2012 гг. также происходила модернизация многофакторного эксперимента. В результате анализа данных, полученных за 2,5 года продолжительности многофакторного эксперимента, технического состояния приборного парка и отказов в работе оборудования выявлено следующее:
- газоразрядные счетчики при их эксплуатации в жестких климатических условиях Сибири имеют среднюю продолжительность работы до отказа не более 1 года;
- торцевые счетчики бета-излучений, использованные в эксперименте для регистрации почвенных потоков бета-излучений и установленные в скважины на глубины 0,5 м и 1 м имеют среднюю продолжительность работы до отказа не более 0,5 года;
- отказы в работе газоразрядных и сцинтилляционных детекторов происходят при резкой смене температуры окружающего воздуха и повышении относительной влажности до 100% (преимущественно в период таяния снега).
В связи с обнаруженными проблемами было решено произвести частично замену газоразрядных счетчиков на сцинтилляционные с водонепроницаемым корпусом.
По сравнению со схемой, работавшей в 2010 г. (рис. 2), были добавлены сцинтилляционные детекторы альфа-излучений на высотах 10 см, 1, 5 и 25 м, а также на глубине 0,5 м в новую скважину. Добавлены газоразрядные счетчики гамма-излучений на глубину 5 м в существующую скважину, и на 1 м в новую скважину.
|
|
|
Рис. 3. Схема многофакторного эксперимента 2012 г.
|
По результатам выполнения НИР в 2009–2012 гг. на базе ТОРИИ были разработаны лабораторные стенды, представленные в таблице 1. Лабораторные стенды установлены в лаборатории «Дозиметрии» кафедры прикладной физики ФТИ ТПУ и/или на экспериментальной площадке ИМКЭС-ТПУ, позволяют производить длительные, непрерывные измерения с большой частотой дискретизации данных.
Лабораторные стенды создавались на основе принципов: а) упрощения процедуры измерения и/или управления прибором (комплексом); б) удешевления стоимости комплекса; в) повышения надежности измеряемых результатов. Стоимость ряда комплексов на порядок ниже аналогов-прототипов.
В России и за рубежом нет аналогов комплексам «AtRad» и «ЭлаНК».
|
Табл. 1. Лабораторные стенды
|
|
|
Разработанные лабораторные стенды используются при проведении лабораторных работ по курсам «Дозиметрия ионизирующих излучений», «Защита от излучений», Инструментальные методы радиационной безопасности и радиоэкологии», для научно-исследовательских, курсовых, и выпускных квалификационных работ студентов и аспирантов физико-технического института ТПУ.
Разработанные стенды позволяют проводить следующие лабораторные работы:
-Измерение скорости адвективного потока почвенных газов в приповерхностных слоях литосферы.
-Измерения эффективного коэффициента диффузии радона и торона в грунте.
-Измерение плотности потока радиоактивных газов с поверхности пористого материала.
-Исследование характеристик полей ионизирующих излучений.
-Оценка плотности ионизации приземной атмосферы.
|
|
|
|
