Спектрометр энергий альфа-излучения полупроводниковый "СЭА-13П"

Назначение

Спектрометр энергий альфа-излучения полупроводниковый “СЭА-13П" предназначен для измерения энергетического распределения альфа-частиц . Спектрометр "СЭА-13П" может применяться для проведения качественного и количественного анализа проб окружающей среды на содержание альфа-излучающих радионуклидов. Области применения спектрометра -радиохимические лаборатории при контроле технологических процессов ; лаборатории служб внешней дозиметрии ; радиологические лаборатории госсанэпиднадзора, ветеринарных и сельскохозяйственных служб ; дозиметрические службы предприятий при экспрессном контроле аэрозольных выбросов в атмосферу и воздуха производственных помещений . Спектрометр используется в лабораторных условиях.

Описание

В основу работы спектрометра положен принцип преобразования энергии альфа-частиц в чувствительном объеме полупроводникового кремниевого ионно-имплантированного детектора в электрические импульсы пропорциональной амплитуды с последующей их регистрацией многоканальным амплитудным анализатором и обработкой полученного спектра с помощью программного обеспечения.

Спектрометр состоит из следующих функциональных устройств:

1) спектрометрического тракта, в составе:

- мини-крейт в конструктиве "ВЕКТОР";

- измерительное устройство с вакуумируемой камерой , детектором, спектрометрическим измерительным трактом и блоком питания (блок альфа-спектрометра СЭА-13П);

- блок питания низковольтный БНН-01;

2) амплитудно-цифрового преобразователя (АЦП), встраиваемого в ПЭВМ типа IBM PC;

3) персональной ЭВМ типа IBM PC;

4) печатающего устройства (ПУ);

5) насоса вакуумного, типа НВР-1,25Д(НВ).

Функциональная схема спектрометра приведена на рис.1.

НВ       АЦП

Блок альфа-спектрометра содержит вакуумируемую измерительную камеру прямоугольной формы, в которой расположены кремниевый полупроводниковый ионно-имплантированный альфа-детектор (ППД) и подставка с пазами для размещения измеряемого образца на различных расстояниях от детектора. Соответствие расстояния образца от детектора и номера паза в подставке, приведены на рис.2. Разрежение в измерительной камере создается с использованием вакуумного насоса.

Функциональная схема блока альфа-спектрометра

Рис. 2 где: соответствие номера паза измерительной камеры и расстояния, устанавливаемой пробы, от детектора: 1 - 45 мм; 2 - 35 мм; 3 - 25 мм; 4-15 мм; 5 - 5 мм;

ППД - полупроводниковый детектор;

ПУ - предварительный усилитель;

УИС - усилитель импульсов спектрометрический;

ИВН - источник высокого напряжения;

э-м.к - электромагнитный клапан.

Соединение объема измерительной камеры с вакуумной линией и с атмосферным воздухом осуществляется через два электромагнитных клапана, установленные на задней стенке измерительной камеры й управляемые переключателем, расположенным на лицевой панели блока. Напряжение питания клапанов - 24В.

Напряжение смещения на детектор подается с использованием блока высоковольтного напряжения, встроенного в блок спектрометра. Для подачи напряжения на детектор служит двухпозиционный выключатель на лицевой панели блока. Индикация значения поданного напряжения и регулировочный винт “Установка", служащий для изменения значения подаваемого напряжения, также расположены на лицевой панели блока.

Контроль разрежения в измерительной камере осуществляется малогабаритным датчиком типа ДМИ-1-2, сигнал с которого выведен на светодиодную шкалу на лицевой панели блока.

Сигнал с детектора поступает через герметичный электрический разъем на вход зарядочувствительного предусилителя (ПУ), расположенного в корпусе блока вне измерительной камеры. С выхода предусилителя сигнал поступает на плату усилителя (УИС) и далее на разъем " Выход ", расположенный на лицевой панели блока. Здесь же расположены разъем " Тест ", который предназначен для подачи тестового сигнала с внешнего Лист 2 генератора импульсов при проведении наладочных и поверочных работ, а также регулировочный винт “ Усиление ”.

Основные технические характеристики

Диапазон регистрируемых энергий  (3500-9000) кэВ

Площадь детектора (выбирается при заказе)  3000, 1000, 400 мм2

Абсолютное энергетическое разрешение спектрометра по линии 5150 кэВ и эффективность регистрации (в зависимости от площади используемого детектора) для источника Ри-239 из комплекта ОСАИ :

Число каналов анализатора 1024

Интегральная нелинейность в диапазоне энергий

альфа-излучения отЗ,5до9,#МэВ, не более±10 кэВ

Временная нестабильность за 24 часа непрерывной

работы, не более 10 кэВ Температурная нестабильность, не более 2 кэВ / °C Максимальная статистическая загрузка, не менее 10000 имп/сек

Спектрометр имеет следующие функциональные возможности:

- измерение спектров с экспозициями по "живому" и реальному времени в диапазоне от 1 сек до 18 ч;

- калибровки по энергии и по эффективности;

- автоматическую обработку спектров, включая идентификацию радионуклидов;

- возможность хранения спектров и результатов на гибком и жестком дисках;

- визуализацию спектров и результатов обработки на экране дисплея ПЭВМ;

- возможность вывода результатов обработки и спектров в графическом виде на принтер;

- возможность совмещения процесса накопления спектра и использования ПЭВМ для других целей.

Время установления рабочего режима, не более 45 мин

Время непрерывной работы, не менее 24 ч Масса :

- мини-крейт с блоками СЭА-13П и БНН-01, не более 15 кг

- вакуумный насос НВР-1.25Д, не более   10 кг

Габаритные размеры :

- мини-крейт с блоками СЭА-13П и БНН-01, не более; 360x410x250мм

- вакуумный насос НВР-1.25Д, не более 136x340x190мм

Мощность, потребляемая спектрометром от сети 220 В, не более 500 Bfl

Срок службы, не менее 8 лет

Средняя наработка до отказа , не менее  4000 ч

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится графически или специальным штемпелем на титульном листе сопроводительной документации (ПАСПОРТ на “СЭА-13П”) и методом сеткографии на корпусе блока альфа-спектрометра с измерительной вакуумной камерой “СЭА-13П”.

Комплектность

В комплект поставки спектрометра " С Э А - 13П” входят следующие устройства :

Поверка спектрометра осуществляется в соответствии МЕТОДИКОЙ ПОВЕРКИ, изложенной в ПАСПОРТЕ на спектрометр “СЭА-13П”. Основное оборудование для поверки - комплект ОСАИ. Межповерочный интервал - 12 месяцев.

ДЦКИ.412131.003 ТУ Спектрометр энергий альфа-излучения полупроводниковый

СПЕКТРОМЕТР ЭНЕРГИЙ АЛЬФА-ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ “СЭА-13П” соответствует требованиям НТД .