Метод та засіб контролю для визначення напрямку на точкові джерела гамма-випромінювання

Abstract

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-практичну задачу підвищення точності визначення напрямку в просторі на точкове джерело гамма-випромінювання (ДГВ) постійного та імпульсного характеру. Вперше розроблено прецизійний метод з використанням засобу для визначення напрямку на точкові ДГВ з асиметричними поглиначами в площині, похибка вимірювання якого не виходить за межі ± 0,0138°, за рахунок визначення напрямку межею між максимальною та мінімальною товщиною асиметричного поглинача. Вперше встановлено ефект збільшення величини розсіювання гамма-квантів при проходженні їх вздовж мідно-свинцевої поверхні, використання якого дозволило суттєво підвищити точність визначення напрямку на точкове ДГВ. Запропоновано фізико-математичну модель визначення напрямку в просторі на точкове ДГВ, включаючи імпульсне, асиметричними та кульовим поглиначами, яка дозволила залежно від положення точкового ДГВ у просторі визначити товщину поглиначів та теоретичні коефіцієнти пропорційності, що забезпечують визначення кута, і, відповідно, суттєво підвищити точність методу та розробити прецизійні вимірювачі напрямку на ДГВ. Отримав подальший розвиток метод визначення напрямку в просторі на точкове постійне та імпульсне ДГВ за рахунок використання фізико-математичної моделі та теоретичних коефіцієнтів пропорційності, що отримані з відношення коефіцієнтів пропускання детекторів, проведення калібрування розробленого засобу для всіх кутів у просторі та енергій ДГВ, а також використання чотирьох блоків детектування з багатоканальними аналізаторами імпульсів гамма-випромінювання, які працюють у спектрометричному режимі одночасно. Розроблено засоби для визначення напрямку на гамма-джерело з асиметричними та кульовим поглиначами, що дозволяють проектувати пристрої для визначення напрямку на гамма-джерела, включаючи імпульсні. Проведені експериментальні дослідження, що показали можливість визначення напрямку на постійні та імпульсні ДГВ у просторі з похибкою, яка не перевищує 16°. Результати дисертаційної роботи впроваджено в ХНУ ім. В. Н. Каразіна, в державній установі "Інститут медичної радіології ім. С. П. Григор'єва Національної академії медичних наук України" та на факультеті військової підготовки НТУ "ХПІ".Thesis for a Candidate of Engineering Sciences, specialty 05.11.13 – devices and methods of control and determination of substances. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" Kharkiv, 2017. The thesis solved the current applied scientific task of improving the accuracy of direction in space at a point source of gamma radiation (SGR) of continuous and pulsed nature. For the first time it was developed a precise method using the means for determining the direction of the point of SGR with asymmetrical sinks in plane which measurement error is not beyond ± 0,0138°, by determining the direction of the boundary between the maximum and minimum thickness of the asymmetric absorber. The first time it was established the effect of increasing the size of the gamma-quantum rays scattering in passing along their copper-lead surface, the usage of which allowed to significantly increase the accuracy of determination of the direction of the point SGR. The proposed physical-mathematical model to determine the direction in space at point SGR, including pulse, asymmetric and spherical sinks, which allowed depending on the position of point SGR in space to determine the thickness of sinks and theoretical coefficients of proportionality, which ensure the determination of the angle, and therefore significantly increase the accuracy of the method and develop precision measuring direction SGR. Having obtainded further development the method of determining the direction in space at point continuous and pulsed SGR through the use of physical and mathematical models and theoretical proportionality coefficients obtained from the ratio of transmission coefficient detectors, calibration developed product for all angles in space and energy SGR, and use of four blocks from the multichannel analyzer detecting pulses of gamma radiation spectrometer operating in standby time. It was developed means of determining the direction of the gamma-ray source with spherical and asymmetrical sinks that allow you to design devices for determining the direction of gamma-ray sources, including pulsed. Experimental studies have shown the ability to determine the direction of continuous and pulsed SGR in space with an error not exceeding 16°. The results of the thesis introduced in Karazin KNU, a state institution "Grigoriev Institute for medical Radiology NAMS of Ukraine", National Academy of Medical Sciences of Ukraine and the military training faculty NTU "KPI".