Аппаратура радиационного контроля

[Юрий В]

Добрый день, KRANZ! Я с большим интересом посмотрел Ваше видео с МКС-11 ГН... В связи с этим - несколько вопросов:
1. На идентификацию препарата с Cs-137 (его активность?), лежащего непосредственно на блоке детектора, аппарату потребовалась примерно одна минута. Сколько ему потребуется, если тот же источник отнести, скажем, на два метра? Или - на расстояние, при котором обычный дозиметр показал бы удвоение фона?..
2. Если у Вас есть контрольный Pu-239 и U-235 с проставленными активностями, то с какого расстояния "Спектра" их обнаружила бы?.
3. В каком положении к источнику должен находиться блок детектирования? Наилучшее положение и наихудшее...
4. Сколько стоит "Спектра" (без идентификации нейтронов) и возможно ли ее приобрести?
Это все. Спасибо.

 

[Юрий В]

Чистого плутония 239 исследовать пока не доводилось - дифицит, понимаете-ли. Ну а ту смесь изотопов что пихали 40 лет назад в РИД-1, при исследованиях, когда они у меня были, идентифицирует как Pu-WEP (тоесть оружейный плутоний по внутренней ФБРовской своей базе, так уж он запрограммирован). Время идентификации зависит естественно от активности источника. Спектр от капсулы АДИ (РИД-1) набирался секунд за 15 - активность там очень большая, светит в основном америцием. Характеристические гамма-линии по так называемому изотопу Pu-WEP в базе запрограммированы как 60, 104, 371, 200, 631 КэВ. Из них за 15 секунд найдены линии в 60 (Америций) и 104 КэВ. Линия Америция очень сильная и дале по времени приводит к перегрузке канала 60 КэВ. Исследование капсулы АДИ с дальнего расстояния в метр и более обнаруживает лишь линию Америция (защита от фона не используется). Капсула АДИ уверенно идентифицируется по Америцию на расстояниях примерно до 5 метров, и все это при естественном фоне в 10 микрорентген в час и без защиты детектора. Сцинтиллятор низкой энергии в коллиматоре регистрирует присутствие капсулы АДИ за 10 метров.
При всем при этом надо отметить, что гамма-фон от РИД-1 на расстоянии метра уже не превышает 12 микрорентген в час при естественном фоне в помещении ровно 10 микрорентген в час (добавка 2 мкр). Измерения проводились энергокомпенсированным прибором на основе сцинтиллятора Натрий-Йод.

Спасибо... Но я смотрю в посчитанную мною цепочку распада плутония-239 и не нахожу в ней ни указанного Вами америция, ни перечисленных гамма-пиков... Такое впечатление, что у нас разные радионуклиды... Может быть я не учел какие-то аппендиксы в генеральном распаде [Pu-239 > U-235 > Th-231 > Pa-231 > Ac-227 > Th-227 > Ra-223 > Rn-219 > Po-215 > Pb-211 > Bi-211 > Tl-207 > Pb-207 (стабильный)], но ведь просто ничего с ним общего, Пребываю в недоумении...

 

[Dmitry_T]

Округляйте. 60 КЭВ это и есть 59,5 КЭВ - основная гамма-линия Америция. Другие линии аналогично. Думаю, что искать гамма-линии урана 235 и его дочерних в 239м плутонии дело абсолютно бесперспективное - его полураспад 24 тысячи лет. Тем более в микрограммовых количествах и без полупроводниковых криодетекторов, спецзащиты. Так что голову тут ломать и не нужно - все очевидно. Даже в высокообогащенном оружейном плутонии есть паразитный нуклид 240 и 241. Крайне мало но всегда есть. А из него образуется Америций 241. Логика работы малогабаритных спектрометров сведена к условию необходимой достаточности как в аппаратурном, так и в программном обеспечении - здесь не нужно выискивать четкие и точные гамма-линии чистых нуклидов, ведь разрешение по энергии не велико (7 процентов относительно 662 КЭВ). Более-менее приближенная к идеалу гамма-линия, выловленная прибором, а особенно их совокупнссть, (своего рода уникальная сигнатура нуклида) дает вложенному в мозги прибора математическому алгоритму основания полагать, что данные сочетания условий позволяют выработать решение о том, что вероятность обнаружения нуклида попадает в доверительный интервал функции распределения вероятности идентификации того или иного нуклида по его характеристическим параметрам.

 

[KRANZ]

Спасибо... Но я смотрю в посчитанную мною цепочку распада плутония-239 и не нахожу в ней ни указанного Вами америция, ни перечисленных гамма-пиков... Такое впечатление, что у нас разные радионуклиды... Может быть я не учел какие-то аппендиксы в генеральном распаде [Pu-239 > U-235 > Th-231 > Pa-231 > Ac-227 > Th-227 > Ra-223 > Rn-219 > Po-215 > Pb-211 > Bi-211 > Tl-207 > Pb-207 (стабильный)], но ведь просто ничего с ним общего, Пребываю в недоумении...

Просто Дмитрий пишет о "оружейном" плутонии 239, который имеет примеси 241 и соответственно, чем старше образец, тем больше в нем накапливается Америция 241. Впрочем даже в свежем "оружейном", допускается наличие Ам241 до 2%

 

[Dmitry_T]

Просто Дмитрий пишет о "оружейном" плутонии 239, который имеет примеси 241 и соответственно, чем старше образец, тем больше в нем накапливается Америция 241. Впрочем даже в свежем "оружейном", допускается наличие Ам241 до 2%

Вот именно! В реальном мире нет ничего идеального - не бывает чистого оружейного 239го нуклида. Рассматривать цепь дочерних, ввиду огромного полураспада, - 24 тысячи лет, бессмысленно. Поэтому хитрость алгоритмов приборов заключена в совокупной оценке параметров реальных образцов, могущих быть в нелегальном обращении. В базе прибора есть например еще оружейный плутоний, завернутый в свинцовый экран. Уж не знаю как построен алгоритм, - то-ли на комптоновском расеивании основных линий, смещении спектров ввиду потери энергии квантов на неупругое рассеивание, но тем не менее алгоритм учитывает и такую возможность скрытого ношения образцов. ФБР...

 

[KRANZ]

Добрый день, KRANZ! Я с большим интересом посмотрел Ваше видео с МКС-11 ГН... В связи с этим - несколько вопросов:
1. На идентификацию препарата с Cs-137 (его активность?), лежащего непосредственно на блоке детектора, аппарату потребовалась примерно одна минута. Сколько ему потребуется, если тот же источник отнести, скажем, на два метра? Или - на расстояние, при котором обычный дозиметр показал бы удвоение фона?..
2. Если у Вас есть контрольный Pu-239 и U-235 с проставленными активностями, то с какого расстояния "Спектра" их обнаружила бы?.
3. В каком положении к источнику должен находиться блок детектирования? Наилучшее положение и наихудшее...
4. Сколько стоит "Спектра" (без идентификации нейтронов) и возможно ли ее приобрести?
Это все. Спасибо.

Активность источника не запомнил.
Pu239 - не определяет. U-235, пока нет под рукой.
Насколько я помню, во время съемок этого видео, этот КИ "ловился" с растояния около метра в течении до 10 минут. К примеру в Чернобыльской зоне, он при нормальном гамма-фоне в 0,2 мкЗв/ч, в течении минут 20 идентифицировал Cs137 на открытой местности, без точечных источников.
По идее наилучшее положение большей стороной корпуса к источнику. Но поскольку, я в основном им пользовался в полевых условиях, для оценки общего загрязнения территории, без ярко выраженых точечных источников, меня этот вопрос особо не волновал.
Стоит прибор в версии с детектором нейтронов - 5 000 евро. Без нейтронного детектора, дешевле, но точную цену я не помню, нужно уточнить.

 

[Юрий В]

Активность источника не запомнил.
Pu239 - не определяет. U-235, пока нет под рукой.
Насколько я помню, во время съемок этого видео, этот КИ "ловился" с растояния около метра в течении до 10 минут. К примеру в Чернобыльской зоне, он при нормальном гамма-фоне в 0,2 мкЗв/ч, в течении минут 20 идентифицировал Cs137 на открытой местности, без точечных источников.
По идее наилучшее положение большей стороной корпуса к источнику. Но поскольку, я в основном им пользовался в полевых условиях, для оценки общего загрязнения территории, без ярко выраженых точечных источников, меня этот вопрос особо не волновал.
Стоит прибор в версии с детектором нейтронов - 5 000 евро. Без нейтронного детектора, дешевле, но точную цену я не помню, нужно уточнить.

Спасибо, KRANZ! Есть над чем подумать...
В частности - об определении чистого Pu-239... Может быть была мала экспозиция?.. Или аппарат изначально не настроен ловить слабое его гамма-излучение (выход на распад 0,02%...0,0012%)?
Смущает меня и приведенные Дмитрием энергетические линии, по которым выносят приговор: оружейный плутоний. Если 60 кэВ - это действительно "яркая" линия америция-241 (36% на распад), то откуда взялись остальные? Я их не вижу ни в плутонии-239, ни в америции-241... Впрочем, это вопрос скорее к Дмитрию...

 

[Кошкодав]

Вы, ребят, эта... чего задумали? Оружейный плутоний, верхние изотопы... Как одно от другого в быту отличить... Вот-вот на форум арабы полезут.

 

[KRANZ]

Спасибо, KRANZ! Есть над чем подумать...
В частности - об определении чистого Pu-239... Может быть была мала экспозиция?.. Или аппарат изначально не настроен ловить слабое его гамма-излучение (выход на распад 0,02%...0,0012%)?

Мерял с разной экспозицией, в том числе с максимально возможной для этого дивайса - 2 часа. Так что он такие мизерные выходы по гамма просто не чувствует. Тем более, когда есть под боком достаточно явный пик Ам-241

 

[Dmitry_T]

Вы, ребят, эта... чего задумали? Оружейный плутоний, верхние изотопы... Как одно от другого в быту отличить... Вот-вот на форум арабы полезут.

Арабам здесь делать просто нечего. Ни у кого из здесь присутствующих, полагаю, нет и не может быть чистого а тем более оружейного плутония.
Тематика определения изотопов носила чисто прикладной интерес - выявить бесхозный источник излучения и определить, что же там такое.
Дымовые датчики РИД являлись в 70х годах массово производимыми промышленными изделиями и применялись повсеместно - у нас в институте их заменили лет 10 назад - висели под фальш-потолком в коридорах. Конечно же, такие датчики часто встречаются на складах и помойках,, иногда в виде выброшенных единиц на пустырях и просто в лесу. Такие изделия подлежат обязательному захоронению либо утилизации на сегодняшний день, и знать о наличии таких изделий людям нужно, даже необходимо. Никаких секретов тут быть не должно.
Конечно же, подобную тематику и связанные с ней форумы регулярно просматривают и ребята из ФСБ, и никаких секретов у нас от них нет тоже.

 

[Dmitry_T]

Спасибо, KRANZ! Есть над чем подумать...
В частности - об определении чистого Pu-239... Может быть была мала экспозиция?.. Или аппарат изначально не настроен ловить слабое его гамма-излучение (выход на распад 0,02%...0,0012%)?
Смущает меня и приведенные Дмитрием энергетические линии, по которым выносят приговор: оружейный плутоний. Если 60 кэВ - это действительно "яркая" линия америция-241 (36% на распад), то откуда взялись остальные? Я их не вижу ни в плутонии-239, ни в америции-241... Впрочем, это вопрос скорее к Дмитрию...

Я не являюсь дипломированным или профессиональным спектрометристом и исчерпывающе ответить на вопрос, почему те или иные гамма-линии включены в базу прибора, а другие не включены, не могу.
Вот исчерпывающая информация по ядерно-физическим свойствам 239го нуклида - гамма-линий и вероятностных переходов у него просто масса, поди разбери что там к чему - для этого необходимо соответствующее образование.
http://www.nucleide.org/DDEP_WG/Nuclides/Pu-239_tables.pdf
Я же говорю о том, что прибор работает и свои функции по обнаружению и идентификации нуклидов выполняет исправно.
Возможно, в его базу включены те гамма-линии, которые явно обнаруживаются на примере реальных образцов - эмпирическим методом. Тут играют роль и комптон-пики, коих в справочниках не может быть вообще. Имеется в виду Комптоновское неупругое рассеивание гамма-квантов, - при достаточной интенсивности источника в спектрах образуются вполне различимые горбы. Они обусловлены индивидуальным взаимодействием гамма-квантов с материалами того или иного детектора и в базе я явно вижу комптон-линию, позникающую при рассеивании квантов цезия на атомах таллия. Детектор прибора активирован таллием.

 

[Юрий В]

Возможно, в его базу включены те гамма-линии, которые явно обнаруживаются на примере реальных образцов - эмпирическим методом.

Очень на то похоже!.. Очень соблазнительно выглядит Е=84 кэВ от Th-231. Это первый дочерний радионуклид для U-235 и второй - для Pu-239 . С одной стороны линия довольно "яркая" (10% на распад), но с другой - торий должен все-таки накопиться...

 

[Юрий В]

Мерял с разной экспозицией, в том числе с максимально возможной для этого дивайса - 2 часа. Так что он такие мизерные выходы по гамма просто не чувствует. Тем более, когда есть под боком достаточно явный пик Ам-241

Очень интересно, спасибо!
А в обнаружении плутония по Am-241 - необязательному вообще-то загрязнителю - есть что-то от опознания человека по неумытой роже. Так себе алгоритм...

 

[KRANZ]

Очень интересно, спасибо!
А в обнаружении плутония по Am-241 - необязательному вообще-то загрязнителю - есть что-то от опознания человека по неумытой роже. Так себе алгоритм...

Там были определенные обстоятельства... Загрязнение территории "оружейным" плутонием. Плутоний аппарат не унюхал совсем, за-то легко выловил Ам-241 (чем и подтвердил наличие этого самого 239, оружейного).

 

[topolys]

Сегодня прикупил в магазине для огородников контр.образец (монофосфат калия)за 15 рублей для проверки дозиметра.Для начала измерил припятью с бета-2
.
Потом ркс-107 с бета-2 просто измерил по разу из-за нехватки времени (в следующий раз сделаю более точные с усреднением)
Фон
0.19 мкЗв/ч
0.16 1/(сек*см2) = 9.6 1/(мин*см2)
0.94 Бк/г Х 10= 9.4 Бк/г= 9400Бк/кг
С контр.образцом
1.11 мкЗв/ч минус фон =0.92 мкЗв/ч
0.75 1/(сек*см2)= 45.0 1/(мин*см2) минус фон= 35.6 1/(мин*см2)
4.87 Бк/г Х 10= 48.7 Бк/г = 48.700Бк/кг минус фон = 39300 Бк/кг

 

[gagarin]

Спектрометры обсуждаем, правильно, 21 век на дворе!
А вот интересный рассказ о аварии на лодке, и цитата с него .....Потом доктор начал неофициально намекать, что воду из крана пить не следует, так как в ней обнаружен изотоп полония-210. С полонием210 шутки плохи: он чрезвычайно токсичен и радиоактивен, при попадании внутрь вызывает ожог слизистой, рак желудка или других органов. Поэтому все, кто всерьез принимал молодого доктора, слегка насторожились..... , почитайте, - http://submarine.id.ru/cp/z2.shtml
Вопрос, откуда молодой доктор точно определил наличие изотопа полония, ничтожной концентрации, в питьевой воде. Сомневаюсь, что в 1982 году, на АПЛ, у него был спектрометр.

 

[Dmitry_T]

Спектрометры обсуждаем, правильно, 21 век на дворе!
А вот интересный рассказ о аварии на лодке, и цитата с него .....Потом доктор начал неофициально намекать, что воду из крана пить не следует, так как в ней обнаружен изотоп полония-210. С полонием210 шутки плохи: он чрезвычайно токсичен и радиоактивен, при попадании внутрь вызывает ожог слизистой, рак желудка или других органов. Поэтому все, кто всерьез принимал молодого доктора, слегка насторожились..... , почитайте, - http://submarine.id.ru/cp/z2.shtml
Вопрос, откуда молодой доктор точно определил наличие изотопа полония, ничтожной концентрации, в питьевой воде. Сомневаюсь, что в 1982 году, на АПЛ, у него был спектрометр.

Вероятность образования полония-210 в результате аварии реактора весьма сомнительна, скорее то должен быть всем знакомый цезий. Полоний 210 чистыйальфа-излучатель и имеет ничтожный квантовый выход и обычными спектрометрами не обнаруживается. Так что сюжет рассказа весьма спорный.

 

[gagarin]

Дмитрий, спорить не берусь, но там по тексту, объяснялось образование полония- теплоноситель первого контура сплав "Висмут-Свинец", и мол, при облучении нейтронным потоком висмут преобразуется в полоний. Это так ?
И по тексту там меряли активность именно альфа-датчиком, который быстро угробили.

 

[Dmitry_T]

Дмитрий, спорить не берусь, но там по тексту, объяснялось образование полония- теплоноситель первого контура сплав "Висмут-Свинец", и мол, при облучении нейтронным потоком висмут преобразуется в полоний. Это так ?
И по тексту там меряли активность именно альфа-датчиком, который быстро угробили.

Да, так, наконец и я дочитал. Но альфа-датчиком полоний от например, плутония отличить невозможно. Существуют альфа-спектрометры которые это умеют. В любом случае странно, откуда в водопроводе взялся полоний ДО аварии а не после.

 

[Кошкодав]

Да, так, наконец и я дочитал. Но альфа-датчиком полоний от например, плутония отличить невозможно. Существуют альфа-спектрометры которые это умеют. В любом случае странно, откуда в водопроводе взялся полоний ДО аварии а не после.

Я как-то удосужился подробно ознакомиться с этой аварией: началось там всё с периодических выбросов радиоактивных газов с аэрозолями (отсюда, наверное, и полоний). Продолжалось это на протяжении чуть ли не недели, а утечку, как не искали, найти не смогли. Потом уже произошла закупорка одной из трубок в системе охлаждения оксидами свинца (по нормативу перед походом теплоноситель должен был регенерироваться в течение трёх недель - дали времени неделю), с забросом теплоносителя в газовый контур, где он успешно застыл и вызвал разгерметизацию системы. Вот тут аэрозоли попёрли со страшной силой. Кстати, расплав залил полтрюма и его потом вырубали зубилом. Активность самого расплава была сравнительно невысока, ибо он сам по себе неслабо поглощает излучение.