Основой спектрометрических комплексов типа СКС являются процессоры импульсных сигналов собственной разработки и производства.

Специализированное программное обеспечение спектрометрического анализа (рис.1) предназначено для создания комплексного математического и программного обеспечения автоматизированного рабочего места спектрометрического анализа на базе процессора импульсных сигналов.

Пакет программ включает в себя:

• 1)Программу эмулятор анализатора «Esbs», обеспечивающую полную настройку комплекса и получение от него спектрометрических данных.
  
• 2)Программы обработки всех видов ионизирующих излучений «Альфа Про», «Бета-анализатор», «Гамма ППД», «Гамма СЦ» (см. рис.1), «Liquid Master», позволяющие подготавливать все калибровки спектрометра, данные о нуклидах и элементах, их линиях и производить обработку спектров, включая качественный и количественный анализ.
  

Основным итогом применения программного обеспечения является определение значений активности радионуклидов в исследуемом объекте и оценка неопределённости каждого измерения (Р=0.95 или Р=0.99).

В качестве метода анализа в программах используется метод разложения экспериментального спектра по линиям радионуклидов, включенных в рабочую библиотеку идентификации, изложенный в аттестованных МВИ.

Программы производит анализ спектров гамма- излучения, записанных в файлах определенного формата.

Для работы программы необходимо наличие персонального компьютера (далее – ПК).

Пример обозначения:
Комплекс спектрометрический СКС-07П_(Г*) (Г – гамма – регистрирующий детектор, *- номер блока детектирования по техническим условиям (ТУ). Например, Г35 по ТУ соответствует блоком детектирования на основе особо чистого германия 15% эффективности регистрации типа GEM-15P4 (Ortec), Г39 – соответствует сцинтилляционному блоку детектирования БДЭГ-50(50)Н с неорганическим кристаллом NaJ(Tl) диаметром 50 мм и высотой 50мм, Р27 - блоку детектирования рентгеновского излучения AXR100CRF (Amptek).

1. Комплекс спектрометрический СКС-07П_Г1…36

Комплекс спектрометрический с СКС-07П_Г1 по СКС-07П_Г36 (рис.2) предназначен для измерения активности счетных образцов по гамма - излучению, автоматизированной обработки результатов измерения, вывода и хранения информации в удобном для пользователя виде.
Комплекс спектрометрический представляет собой измерительное устройство, в состав которого входят:
- измерительный тракт с блоком детектирования на основе особо чистого германия;
- процессор импульсных сигналов SBS-75, установленный в персональный компьютер (для работы при высоких загрузках используется формирователь импульсов DL-1 или DL-2);
- специализированное программное обеспечение: «Gamma Basic», «Gamma Pro»;
- МВИ;
- эксплуатационная документация.
Комплекс оснащается азотной или электромеханической системой охлаждения детектора.
В комплект поставки может быть включена свинцовая защита толщиной 50мм или 100мм, устройство для заливки жидкого азота и т.д.



Основные технические характеристики

- Диапазон энергий регистрируемого излучения от 50 кэВ до 3000 кэВ;
- Энергетическое разрешение по энергии 1332,5 кэВ от 1,7 до 2,4 кэВ;
- Интегральная нелинейность характеристики преобразования не более ±0,05%;
- Максимальная входная статистическая загрузка не более 10⁵ имп/с ( до 2•10⁵ имп/с при использовании формирователя импульсов DL-1);
- Нестабильность характеристики преобразования комплекса за 24 часа непрерывной работы не более ±0,02%;
- Комплекс поддерживает до 8к каналов емкостью 2²⁴-1 имп/канал;
- Предел допускаемой основной погрешности характеристики преобразования в геометрии измерений точечного счетного образца не более ±10%.

2. Комплекс спектрометрический СКС-07П_Г37…48

Комплекс спектрометрический с СКС-07П_Г37 по СКС-07П_Г48 (рис.3) представляет собой измерительное устройство, в состав которого входят:
- измерительный тракт со сцинтилляционным блоком детектирования гамма-излучения;
- процессор импульсных сигналов SBS-79, установленный в персональный компьютер (для работы при высоких загрузках процессор может быть оснащен DL-формирователем импульсов);
- специализированное программное обеспечение «Scint Basic»;
- свинцовая защита;
- эксплуатационная документация.



Основные технические характеристики

- Диапазон энергий регистрируемого излучения от 50 кэВ до 3000 кэВ;
- Энергетическое разрешение по энергии 661,5 кэВ – от 6 до 10,5 %;
- Максимальная входная статистическая загрузка не более 2•10⁶ имп/с (до 5•10⁶ имп/с при использовании DL-формирователя импульсов);
- Нестабильность характеристики преобразования комплекса за 24 часа непрерывной работы не более ±2%;
- Комплекс поддерживает 2048 каналов емкостью 2²⁴-1 имп/канал;
- Интегральная нелинейность характеристики преобразования не более ±1%;
- Предел допустимой основной относительной погрешности измерения активности в геометрии счетного образца не более ±25%.


3. «Паспортизаторы РАО» - специализированные комплексы спектрометрические СКС-07П-Г

Использование мобильных и стационарных спектрометрических комплексов СКС-07П-Г реализовано при решении задачи контроля РАО на предприятиях Росатома.
Мобильный спектрометрический паспортизатор протяженных источников гамма-излучения (см. рис.4) позволяет проводить измерения активности и нуклидного состава гамма-излучающих источников любых геометрий и размеров (куб, цилиндр, сфера, плоскость) с учетом поправки на негомогенность распределения радионуклидов, а также позволяет определять распределение активности непосредственно по измеряемой геометрии образца, используя математическое моделирование методом Монте-Карло.
Мобильный спектрометрический паспортизатор комплектуется различными транспортными телегами (ТТ-01 или ТТ-02), измерительным трактом с блоком детектирования на основе особо чистого германия, процессором импульсных сигналов SBS-75, установленным в защищенный мобильный компьютер, специализированное программное обеспечение «Gamma Pro», лазерным дальномером, веб-камерой, МВИ, эксплуатационной документацией.



Стационарные «Паспортизаторы РАО» - комплекс спектрометрический (рис.5), предназначенный для измерения активности счетных образцов по гамма- излучению в геометрии 200 литровой бочки или контейнера с жидкими или твердыми радиоактивными отходами.



«Паспортизатор РАО» представляет собой измерительное устройство в состав которого входят:
- измерительный тракт с соответствующим блоком детектирования (детектором на основе кристалла из особо чистого германия или сцинтилляционным детектором (один или три см. рис.6));
- процессор импульсных сигналов SBS-75, установленный в персональный компьютер;
- программное обеспечение «Гамма Про»;
- электромеханическое устройство взвешивания и вращения СВВ-01 (см. рис.7);
- свинцовая защитная камера;
- МВИ;
- эксплуатационная документация.




Автоматическая система взвешивания и вращения (СВВ-01) предназначена для определения массы исследуемого контейнера с отходами и его равномерного вращение с заданной скоростью при регистрации энергетического распределения гамма-излучения радиоактивных отходов (РАО).
Система предназначена для работы, как самостоятельное изделие, так и комплектующее устройство в составе паспортизатора РАО, созданного на основе гамма-спектрометрического комплекса типа СКС.

Основное функциональное назначение СВВ-01 – это:
- технологический контроль массы контейнера с РАО (до 600 кг) и передача результата оператору системы;
- оптимальное геометрическое позиционирование блоков детектирования, входящих в состав гамма-спектрометрического комплекса, относительно контейнера с РАО;
- равномерное вращение платформы с расположенным на ней контейнером с РАО.

4. Комплекс спектрометрический регистрации альфа, бета излучения жидкосцинтилляционный СКС-07П-Б11

Жидкосцинтилляционный спектрометрический комплекс СКС-07П-Б11 предназначен для выполнения измерений объемной активности альфа, бета- излучающих радионуклидов (например 3Н, 14С, 32Р, 90Sr/90Y, 238Pu, 241Pu, 242Pu и др. см. таблицу 1) и их смесей (до шести радионуклидов) в счётных образцах, изготовленных из водных проб в предположении известного состава альфа, бета- излучающих радионуклидов, обработки результатов измерения, хранения и вывода информации.

Таблица 1. Перечень радиоактивных радионуклидов, по которым возможна градуировка жидкосцинтилляционного спектрометрического комплекса СКС-07П-Б11



Жидкосцинтилляционный спектрометрический комплекс СКС-07П-Б11 представляет собой измерительное устройство следующего состава (см. рис 8):
- устройство детектирования УДБТ-003, предназначенное для регистрации альфа, бета- излучающих радионуклидов в счетных образцах;
- процессор импульсных сигналов SBS-75, установленный в персональный компьютер;
- специализированное программное обеспечение «Liquid Master»;
- МВИ;
- радиоактивный источник 137Cs из состава ОСГИ с активностью менее МЗА.
- измерительные кюветы объемом 20 мл – 1000 шт.

Вспомогательное оборудование и материалы:
- Жидкий сцинтиллятор марки “Ultima Gold AB” или аналогичный.
- Эмульгатор марки «Triton X-100» или аналогичный.
- Микропипетки переменного объема 0,005-0,05 мл; 0,02-0,2 мл; 0,2-1 мл и 1-5 мл с погрешностью ±0,5% или аналогичные.



Основные технические данные и характеристики комплекса приведены в таблице 2.



5. Анализатор состава вещества рентгенфлюарисцентный «РеСТАР»

Анализатор состава вещества рентгенфлюарисцентный «РеСТАР» предназначен для измерения интенсивностей аналитических линий химических элементов и путем их пересчета, экспрессного определения массовой концентрации элементов содержащихся в анализируемом образце (пробе).
Образцы могут быть жидкими или твердыми (в виде порошков, пленок, аэрозольных фильтров и т.п.).
Анализатор «РеСТАР» (см. рисунок 9) объединяет измерительный блок (комплект рентгеновского излучателя «КАРИ-50» и блок детектирования излучения) и процессор импульсных сигналов SBS-77, передающие информацию в ПК.
Управление анализатором производится с использованием специализированного программного обеспечения анализа рентгенфлуоресцентных спектров «XRF_Pro».
Анализатор изготавливается в климатическом исполнении УХЛ по ГОСТ 15150 «О» четвертая категория размещения и предназначен для работы в температурном диапазоне от + 1 до + 45 ⁰С.

Технические характеристики
1. Анализаторы обеспечивают определение массовой концентрации элементов от Al(13) до Pu(94).
2. Пределы допускаемой основной относительной погрешности определения концентрации (в зависимости от номера элемента, матрицы пробы и методики анализа в диапазоне концентраций от 10^-2 до 100 %, не более ± 20%.
3. Основная аппаратурная погрешность при измерении скорости счета после 30 минут прогрева не превышает 3 %.
4. Спектральное (энергетическое) разрешение по линии Ka; Mn (5,9 кэВ) не более 180 эВ при выходной загрузке не более 1000 имп/с.
5. Контрастность анализатора на аналитической линии Cu (Кa;) не менее 200.
6. Питание осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц ±; 2 % номинальным напряжением В, при этом потребляемая мощность при номинальном значении напряжения питания не превышает 1500 Вт.
7. Максимальный режим работы комплекта рентгеновского излучателя «КАРИ-50», входящего в состав анализатора не превышает:
- мощность 100 Вт;
- напряжение на аноде 50 кВ.




6. Комплекс спектрометрический СКС-08П "Колибри"

Комплекс спектрометрический СКС-08П "Колибри" (см. рис. 10) предназначен для измерения альфа, бета, гамма- излучения радиоактивных образцов, автоматизированной обработки результатов измерения, хранения и вывода информации в удобном виде.
Комплекс спектрометрический СКС-08П "Колибри" представляет собой измерительное устройство - процессор импульсных сигналов "Колибри" со сменными блоками детектирования излучения (БД) (см. таблицу 3 и 4), персональный компьютер, программное обеспечение, коллиматор, защиту и комплект контрольных источников




Таблица 3 - Перечень БД детектирования, используемых для регистрации альфа-излучения


Таблица 5 Перечень сцинтилляционных БД, используемых для регистрации гамма-излучения


Возможна поставка иных моделей блоков детектирования, имеющих технические характеристики, аналогичные приведенным в таблицах.

7. WEB-СПЕКТРОМЕТР с технологией подключения к сети Ethernet

WEB-спектрометр предназначен для создания распределенных или локальных информационных сетей в системах радиационного контроля.
WEB-спектрометр (см. рис.11 без внешнего корпуса) имеет в составе цифровой сигнальный процессор, высоковольтный и низковольтный источник питания, предварительный усилитель и интерфейсный модуль, внутреннюю спектрометрическую программу в операционной системе UNIX и подключается к сети Ethernet посредством "прямого" IP-подключения (см. рис.12) или через внешний USB/Mini USB/RS порт.
WEB-спектрометр предназначен для работы с детекторами невысокого разрешения: сцинтилляционными, газонаполненными и полупроводниковыми, Si p-i-n, CdTe, CdZnTe, HgI2 и т.д.

WEB-спектрометр может использоваться для получения спектрометрической информации в технологических процессах, в распределенных сетях мониторинга радиационной обстановки и в лабораторных условиях. Спектрометр может работать автономно, с накоплением спектров во внутренней памяти, на внешнем USB диске или микро SD карте.



Основные технические данные и характеристики спектрометра:

- Энергетическое разрешение по линии 661,6 кэВ изотопа Сs-137, от 3,5 до 10,5 % (в зависимости от размеров и типа монокристалла: CsJ(Tl), CsJ(Na), CdWO4, YAlO3(Ce), BGO, LYSO, BaF2, LaBr3(Ce) …).
- Диапазон энергий регистрируемого излучения от 30 кэВ до 3000 кэВ;
- Максимальная входная статистическая загрузка не более 1•10⁶ имп/с;
- Нестабильность характеристики преобразования комплекса за 24 часа непрерывной работы не более ±2%;
- Комплекс поддерживает 2048 каналов емкостью 2²⁴-1 имп/канал;
- Интегральная нелинейность характеристики преобразования не более ±1%;
- Предел допустимой основной относительной погрешности измерения активности в геометрии счетного образца не более ±25%;
- Диапазон рабочих температур спектрометра от минус 20 до +40 ⁰С;
- Диапазон предельных температур спектрометра от минус 50 до + 70 ⁰С;
- Интерфейс передачи данных RS232, RS422, USB, ETHERNET.