ИМИТАЦИЯ ОБЪЕМНЫХ МЕР АКТИВНОСТИ МЕТАЛЛОВ

В связи со спецификой решаемых задач в области спектрометрии ионизирующего излучения процесс разработки и создания объемных мер активности (стандартных образцов) для калибровки, градуировки и поверки спектрометрического оборудования не только является дорогостоящим, но и требует привлечения специалистов высокой квалификации с уникальным специфическим оборудованием. С использованием теоретических и экспериментальных исследований показана возможность создания имитантов в виде набора чередующихся образцовых спектрометрических гамма-источников и рассеивателей и их использования наряду со стандартными образцами при калибровке и поверке спектрометров на основе сцинтилляционных детекторов, используемых при радиационном контроле металлов. Для градуировки и калибровки спектрометров требуется наличие функций отклика спектрометра к таким радионуклидам, как ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs, ¹⁵²Eu, ¹⁵⁴Eu, ⁶⁰Co, ⁵⁴Mn, ²³²Th, ²²⁶Ra, ⁶⁵Zn, ¹²⁵Sb+^125mTe, ¹⁰⁶Ru+¹⁰⁶Rh, ⁹⁴Nb, ^110mAg, ²³³U, ²³⁴U, ²³⁵U и ²³⁸U, представляющих собой аппаратурные спектры в заданной геометрии измерения. Для их получения используются стандартные образцы, в виде пробы плавки металла определенного диаметра и высоты. В свою очередь изготовление стандартных образцов является дорогостоящей процедурой, а с радионуклидами ⁹⁴Nb, ¹²⁵Sb+^125mTe, ²³⁴U, ²³⁵U и т.д. затруднительно. В данном случае общепризнанным решением такой задачи является использование моделирования методом Монте-Карло. Полученные с использованием стандартных образцов и их имитантов экспериментальные и теоретические аппаратурные спектры показали высокое соответствие разработанных Монте-Карло моделей их реальным образцам и подтвердили правильность результатов Монте-Карло моделирования для радионуклидов ¹¹⁰mAg, ¹⁵⁴Eu, ²³²Th, 2²⁶Ra, ⁹⁴Nb, ²³⁵U, ²³⁸U и т.д., а также показали адекватность и состоятельность подхода в процессе имитирования стандартных образцов с помощью комбинации рассеивателей и образцовых спектрометрических гамма-источников. Использование нескольких спектрометрических гамма-источников в комбинации с набором рассеивателей для радионуклидов типа ¹⁵²Eu, ²³²Th, ²²⁶Ra и т.д. позволяет компенсировать поглощенные гамма-кванты с низкими энергиями в металле, сформировать необходимый отклик в области пика обратного рассеяния и в итоге получить амплитудное распределение, эквивалентное эффектам взаимодействия, которые происходят в стандартном образце с равномерно распределенным по объему радионуклидом. 

1. Сергеев, А.Г. Метрология / А.Г. Сергеев. – М. : Логос, 2005. – 272 с.

2. Борисов, В.А. Метрологическое обеспечение производства / В.А. Борисов [и др.]. – Обнинск : НОУ ДПО “ЦИПК”, 2010. – 384 с.

3. Белов, Г.В. Экологический менеджмент предприятий / Г.В. Белов. – М. : Логос, 2006. – 240 с.

4. Radu, D. A method of efficiency calibration for dick sources in gamma-ray spectrometry / D. Radu, D. Stanga, O. Sima // Romanian report in Physics. – 2009. – Vol. 61, no. 2. – Р. 203–213.

5. Гамма-радиометр: пат. № 2656 Республики Беларусь, МКПО (9) 10-05 / М.Н. Довжук, В.Д. Гузов, В.В. Храмов, В.А. Краснов, А.И. Жуковский, В.И. Антонов, Е.В. Быстров; заявитель НПУП «АТОМТЕХ» ОАО «МНИПИ» – f 20120230; заявл. 07.08.2012; опубл. 28.02.2013 // Афіцыйны бюл. Вынаходніцтва. Карысныя мадэлі. Прамысловые ўзоры / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2013. – № 1 (90). – С. 255.

6. Reilly, D. Passive Nondestructive assay of nuclear materials / Doug Reilly, Norbert Ensslin, Hastings Smith Jr., Sarah Kreiner. – Washington: U.S. Nuclear Regulation Commission, 1991. – 700 pp.

7. Волков, Н.Г. Методы ядерной спектрометрии / Н.Г. Волков, В.А. Христофоров, Н.П. Ушакова. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.

8. Briestmeister, J.F. Ed. MCNP-A general Monte Carlo N-particle transport code, Version 4A. / J.F. Briestmeister. – Report LA-12625-M. – Los Alamos, NM : Los Alamos National Laboratory, 1994. – 736 p.

9. Knoll, G.F. Radiation detection and measurement. Third Edition / G.F. Knoll. – New York : John Wiley & Sons, Inc., 2000. – 802 p.

10. Jaeger, R.G. Engineering Compendium on Radiation Shielding / R.G. Jaeger [et al.]. – Vol. 2: Shielding Materials. – Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1975. – 436 p