2.6.11 Пересчетная схема

Пересчетная схема это - электронное устройство, у которого число импульсов на выходе в N раз меньше импульсов подаваемых на его вход. N называют коэффициентом кратности пересчета схемы. Такие схемы применяют для счета импульсов в тех случаях, когда частота их следования так велика, что механический счетчик не может их регистрировать безошибочно. Место пересчетной схемы в аппаратуре для счета частиц, очевидно из рис. 50. В большинстве случаях пересчетная схема состоит из бинарных ячеек, каждая из которых регистрирует на выходе один импульс при двух импульсах на входе, кроме этого применяются декадные ячейки в которых уменьшение происходит в 10 раз. Кратность пересчета при бинарных ячейках составит 1/1; 1/2; 1/4; 1/16; 1/64, а при декадных ячейках 1/10; 1/100; 1/1000 и т.д. Необходимость введения пересчетных схем в прибор обусловлено ограниченной возможностью электромеханического счетчика, который в лучшем случае может зарегистрировать до 100 имп. в секунду. Счетчики же Гейгера-Мюллера могут регистрировать свыше 5000 имп. в секунду.

Типичная бинарная ячейка показана на рис. 51. У схемы два устойчивых состояния, одно из которых соответствуют запертой лампе Л1 и открытой Л2, а другое соответствует запертой лампе Л2 и открытой Л1. Параметры схемы симметричны, то есть Ra1 = Ra2 и т.д. При включении схемы, вследствие положительной обратной связи, ячейка открывается и переходит в одно из стабильных состояний, в котором может находиться сколь угодно долго. Первый проходящий импульс перебрасывает систему из одного устойчивого состояния в другое. Для того чтобы второй импульс вернул схему в первоначальное состояние, применяют специальные схемы запуска. Все они характеризуются тем, что воздействие двух импульсов вызывает появление на выходе пересчетной ячейки одного прямоугольного импульса. Последовательное включение n таких пересчетных ячеек позволяет построить пересчетную схему N = 2ⁿ.

Рис. 51

3 Системы контроля радиационной безопасности

3.1 Объекты и организация радиационного контроля

Объектами радиационного контроля (РК) являются все предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ) [4], [31]. Замкнутые ЯТЦ показаны на рис. 52, 53. Системы РК должны быть приспособлены для радиационного контроля атмосферы, гидросферы и поверхностей в нормальных и аварийных условиях. Кроме того, необходим радиационно-технологический контроль, предназначенный для анализа активности технологических сред на каждом этапе ЯТЦ.

Рис. 52. Замкнутый ЯТЦ

Рис. 53. Замкнутый ЯТЦ

Вопросы системы РК можно рассмотреть на примере систем контроля атомной станции (АЭС) и предприятия по переработке радиоактивных отходов (РАО) [32]. Объем РК включает следующие элементы:

- активность и нуклидный состав выбросов радиоактивных веществ в атмосферу и сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО) во внешнюю среду, а также анализ активности твердых (ТРО) и ЖРО поступающих на захоронение. Измерение уровня радиоактивного загрязнения транспортных средств, территории АЭС и окружающих территорий.;

- РК технологических сред, контуров и систем АЭС, результаты которого позволяют оценить состояние активных зон реакторов и оперативно решать вопросы РБ;

- анализ радиоактивности воздуха в рабочих помещениях и загрязненности радиоактивными веществами поверхностей помещений;

- индивидуальная дозиметрия с оценкой по всем видам излучений;

- анализ содержания радиоактивных веществу лиц из персонала предприятия.

Для проведения радиационного, дозиметрического и радиометрического контроля на АЭС предусмотрена служба радиационной безопасности (СРБ). Обычно она включает следующие подразделения:

- оперативного радиометрического и дозиметрического контроля;

- технологического радиометрического контроля;

- индивидуального дозиметрического контроля;

- контроля радиационной обстановки во внешней среде;

- обеспечение личной гигиены персонала;

- радиометрии и спектрометрии;

- ремонта радиометрической и спектрометрической аппаратуры.

Функционирование подразделений СРБ характеризуется следующим образом.

Подразделения оперативного радиометрического и дозиметрического контроля выполняют его круглосуточно с помощью стационарной дозиметрической аппаратуры, детекторы которой находятся в различных помещениях АЭС, а регистрирующая аппаратура на пульте дозиметрического контроля. Контролируется мощность дозы гамма-излучения основных помещений АЭС, концентрация радиоактивных газов в помещениях, удельная активность газового и аэрозольного выброса АЭС, удельная активность технической воды и другие показатели. Периодически это подразделение контролирует радиационную обстановку на АЭС с помощью переносной дозиметрической аппаратуры, то есть измеряет мощность дозы в точках определенных проектом (снимает картограмму), а также определяет радиационную обстановку в местах проведения ремонтных профилактических работ. Выдает разрешение на проведение радиационно-опасных работ (РОР) и контролирует их проведение. СРБ анализирует радиационную обстановку на всех стадиях жизненного цикла станции от ввода ее в действие до вывода из эксплуатации [33].

Подразделения технологического контроля обеспечивает контроль источников излучения на АЭС и источников образования жидких и газообразных радиоактивных отходов. Основные задачи этого подразделения это контроль герметичности оболочек твэлов, как первого защитного барьера на пути продуктов деления во внешнюю среду. Подразделение проводит контроль за состоянием активной зоны реактора.

Подразделение индивидуального дозиметрического контроля контролирует облучаемость персонала станции.

Подразделение контроля радиационной обстановки внешней среды занято получением информации о влиянии станции на мощность дозы гамма-излучения, приземные концентрации радионуклидов в атмосферном воздухе, содержание радионуклидов в почве, в воде водоемах, растительности, сельскохозяйственной продукции и прочих объектах внешней среды. По этой информации оценивается дозовая нагрузка на население. Работа выполняется в пределах зоны наблюдения АЭС с помощью стационарной и переносной радиометрической и дозиметрической аппаратуры, а также путем отбора и анализа проб внешней среды.

Подразделение обеспечения личной гигиены снабжает персонал спецодеждой, средствами индивидуальной защиты, контролирует степень загрязненности радиоактивными веществами одежды и тела персонала и обеспечивает дезактивацию. В составе этого подразделения имеются спецпрачечные.

Лаборатория радиометрии и спектрометрии проводит радиометрический и спектрометрический анализ проб различных средств, подлежащих контролю. В составе лаборатории обычно имеется подразделения подготовки проб – это выполняют радиохимики.

Из рассмотренного получается, что система измерения реализуется в случае стационарного размещения аппаратуры. При использовании переносной аппаратуры, измерения выполняются индивидуально, в точках картограммы.

Устойчивой тенденцией современной прибористики является введение компьютеров в состав приборного комплекса или подключение приборов к компьютерной сети, это позволяет выполнять оперативную обработку результатов наблюдений.

Измерительные системы формируются из обычных приборов, но снабженных соответствующими периферийными устройствами. Собственно приборы рассмотрены ранее. Это позволяет здесь отдельно рассмотреть примеры систем.

Требования к обеспечению РБ ЯЭУ (АЭС) при эксплуатации определяется [33], п. 5.4.