Пешеходный радиационный монитор с функцией обнаружения металлических предметов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ФЕДЯЕВ1 Сергей Леонидович, доктор технических наук МИТКЕВИЧ2 Владимир Станиславович ФЕДЯЕВ3 Леонид Сергеевич РУДНИЧЕНКО4 Валерий Александрович,

кандидат технических наук

ПЕШЕХОДНЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОР С ФУНКЦИЕЙ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРЕДМЕТОВ

В статье рассмотрены пешеходные радиационные мониторы в качестве средства радиационного контроля. Представлен пешеходный радиационный монитор с функцией обнаружения металлических предметов. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований. Подтверждена высокая эффективность применения подобных радиационных мониторов на контрольно-пропускных пунктах для обнаружения перемещения радиоактивных материалов через контролируемую зону.

Ключевые слова: радиационный контроль, радиоактивные материалы, пешеходный радиационный монитор с функцией обнаружения металлических предметов.

This paper examines pedestrian radioactive monitor in devices for radioactive control. The pedestrian monitor with detection metal function is submitted. Theoretical and experimental research results are considered. High performance of this equipment is confirmed in checkpoints for control over radioactive material transports via monitored area.

Keyword: radiation control, radioactive material, radioactive pedestrian monitor with detection metal function.

Пешеходные радиационные мониторы (РМ) — это один из видов оборудования радиационного контроля. Они устанавливаются в местах прохода людей на контрольнопропускных пунктах (КПП) для обнаружения перемещения радиоактивных материалов (РАМ) через контролируемую зону путем регистрации ионизирующего (гамма или нейтронного) излучения РАМ.

Начало использования приборов радиационного контроля на КПП (50-е гг. ХХ века) было связано с задачей обеспечения безопасности на предприятиях ядерного цикла. В 70 — 80 гг. первые радиационные обнаружители на основе газоразрядных счетчиков начали применяться на АЭС. В 90-е гг. возросшая угроза несанкционированного распространения ядерных материалов и использования РАМ в террористических целях привела к расширению традиционной сферы радиационного контроля. Это потребовало создания новых видов оборудования, в первую очередь, стационарных пе-

шеходных РМ, основанных на высокочувствительных радиационных детекторах. В целях упорядочения требований к таким изделиям был разработан ГОСТ Р 51635-2000 «Мониторы радиационные ядерных материалов». За последние 10 лет в России появилось порядка 7 моделей пешеходных РМ, эксплуатация которых позволила уточнить требования к тактике их применения.

Установлено [1], что для обеспечения требуемой сигнализационной надежности применение РМ должно предусматривать его использование совместно с металлообнаружи-телем (МО), так как только в этом случае можно предотвратить пронос РАМ, помещенных в защитный металлический контейнер (экран), поглощающий гамма-излучение. При этом для повышения эффективности контроля желательно, чтобы зоны обнаружения радиационного обнаружителя и МО пространственно совпадали. Отдельно выпускаемые промышленностью МО и РМ не допускают такого располо-

' — ОАО «НПК «Дедал», директор;2 — ОАО «НПК «Дедал», начальник НИО;

3— ОАО «НПК «Дедал», первый заместитель директора;4 — ОАО «НПК «Дедал», вед. научный сотрудник.

жения в силу взаимного электромагнитного влияния и конструкционной несовместимости.

Пешеходный радиационный монитор с функцией обнаружения металлических предметов

В качестве предпочтительного технического решения предприятием «Дедал» был выбран принцип построения комбинированного радиационного обнаружителя, одновременно сочетающего в себе функции РМ и МО и обладающего благодаря этому более высокими потенциальными возможностями по обнаружению РАМ. Такой обнаружитель имеет следующие преимущества:

♦ одновременность регистрации РАМ и металлических предметов в единой зоне обнаружения (ЗО), исключая возможность «обхода»;

♦ обнаружение источников гамма-излучения, помещенных в металлические контейнеры;

♦ возможность адаптации порога обнаружения МО в зависимости от уровня радиационного фона, что повышает эффективность функционирования монитора;

♦ повышение пропускной способности, уменьшение занимаемой площади;

♦ уменьшение стоимости оборудования и технического обслуживания;

♦ улучшение эргономических условий работы обслуживающего персонала.

Основным функциональным узлом РМ является детектор гамма-излучения, его выбор основывался на обеспечении:

♦ высокой чувствительности к гамма-излучению в диапазоне энергий 0,05...5 МэВ;

♦ порога обнаружения не более: 0,30 г Ри-239 и/или 10 г и-235;

♦ высоких показателей надежности;

♦ стойкости к воздействию внешней среды;

♦ сравнительно низкой стоимости.

В соответствии с этими условиями выбран пластический сцинтилляционный детектор гамма-излучения, структурная схема которого показана на рис. 1. Детектор состоит из блока детектирования сцинтилляционного (БДС) и счетчика импульсов. В состав БДС входит сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), высоковольтный делитель и усилитель-дискриминатор; габаритные размеры БДС составляют 10x20x100 см.

Сцинтиллятор изготовлен из сцинтилляционной пластмассы в виде призмы (ФЭУ с высоковольтным делителем закреплен на его торце), заключен в светонепроницаемую оболочку и помещен в кожух БДС, который обеспечивает защиту от механических воздействий. В кожухе сделано рабочее окно для регистрации гамма-излучения. Гамма-излучение, регистрируемое сцинтиллятором, преобразуется в световые кванты, которые через торец попадают на фотокатод ФЭУ. Последний преобразует их в импульсы тока, поступающие на усилитель-дискриминатор для усиления и формирования сигналов напряжения — импульсов амплитудой 5 В и длительностью 1 мкс. Высоковольтный делитель обеспечивает рабочие напряжения ФЭУ. Выходной сигнал

Сцинтиллятор

і

ЦДС

Высоковольтный

делитель

Фото-

электронный

умножитель

Усилитель-

дискриминатор

1600... 2500 В

Счетчик

импульсов

Рис. 1. Структурная схема сцинтилляционного детектора гамма-излучения

1 1 I

1 1

1

І

Время , с

Рис. 2. Пример реализации процесса £,(Ь) = £0(Ь) + £И(Ь)

детектора представляет поток отсчетов в виде количества импульсов, регистрируемых за равные, следующие друг за другом промежутки времени Ли На рис. 2 показана типичная реализация полезного сигнала ^И(Ц на фоне шума ^о(^). Последний представляет собой стационарный пуассо-новский процесс с «белой» спектральной плотностью мощности. Основной характеристикой шума на выходе БДС является интенсивность потока отсчетов А0; при нормальных климатических условиях ее среднее значение, измеренное на 400 образцах БДС, составило 2500 ± 900 имп./с. Полезный сигнал ^И(Ц образуется при перемещении источника гамма-излучения в зоне обнаружения РМ. При прямолинейном перемещении источника вдоль оси Х (рис. 3) для определения интенсивности БИ(у^4) этого процесса получены аппроксимации:

(і)

где А — активность источника; ц — эффективность детек-

тирования радионуклида; 0,(у^,ґ) — телесный угол, под которым видно рабочее окно БДС из точки с координатами (х, у, 7); х = уї; V — скорость перемещения источника. Телесный угол равен:

д2 (^ г)

0( у, г, і) = О0 (у, г) •

: 0,0 (у , г) • £ (у, г, і),

(у • г)2 + д2 (y, г)

(2)

где О,0(у,г) — телесный угол, соответствующий середине зоны обнаружения (х = 0), д(у^) — характеристическая функция, Б(у^^) — временная составляющая интенсивности Би(у^^).

Было установлено [2], что для реализации требуемой ЗО необходимо четыре БДС, расположенных как показано на рис. 3. Вероятность обнаружения РМ (по ГОСТ Р 516352000) определяется для траектории минимальной чувствительности, которая в данном случае имеет координаты у = 0,4 м, z = 1 м. Полученные из экспериментов значения характеристической функции д(у^) приведены в табл. 1.

Сечение зоны

обнаружения

детектора;

(у = 0,4 м; г = 1 м) -траектория минимальной чувствительности

Таблица 1. Значения функции д(у,г)

Рис. 3. Схема расположения детекторов в РМ

у, м z, м д у, м z, м д

0 0,13 0 0,29

0,2 0,14 0,2 0,29

0,4 0,14 0,4 0,29

0,6 0,14 0,6 0,29

0,8 0,19 0,8 0,33

і,0 0,35 1,0 0,45

0 0,21 0 0,38

0,2 0,21 0,2 0,38

0,4 0,21 0,4 0,38

0,6 0,21 0,6 0,38

0,8 0,26 0,8 0,40

1,0 0,40 1,0 0,50

Проверка на адекватность выражений (1), (2) показала их хорошее согласование с экспериментальными данными, отклонения не превысили 5% (рис. 4). По результатам исследования шума и полезных сигналов рассчитан оптимальный приемник РМ, его алгоритм обнаружения строился исходя из отношения правдоподобия. Процесс £(Ц анализируется в скользящем временном окне ^ — Т, Ц, где t — текущее время с интервалом дискретизации Лt, Т = NxДt — интервал времени наблюдения, N — объем выборки в течение времени наблюдения.

Если принять, что Н0 — гипотеза об отсутствии сигнала, а Н1 — конкурирующая гипотеза о его наличии, то соответст-

9

N

о

а

N

-5

СО

у, м

Время ґ, с

Рис. 4. Функции О0(у,2) и Б(у^,і), описывающие полезный сигнал

вующие распределения вероятностей имеют вид:

P {(At,) = {, i = 1, N / H, } = (0 ■At,)

П-

i=1

- exp

(-h • At,I

(3)

Ln (t)

< C, принимается H0, > C, принимается H1,

1 N

ln (t)=- • YXni ■ Sn(y > z> t і ))’

(5)

где

2 D0 • ln

t, ■ 4-і’

2n

— порог обнаружителя,

1

T It,

< C, принимается H0, > C, принимается H,.

(6)

P {({ ) = nt, i = 1, N / H, } =

1^ (i (ti)а^-) ^ X () At^

= Ц ---------:—— exp (- Xj (ti)' Ati ), (4)

i=i ni!

где Ri — количество отсчетов в Atit Ai(t) = Aq + SM(ylzlt).

Для оптимального приемника (ОП) получено решающее правило

и

к

S

Время наблюдения Т, с

Е

£

М0 и Ю0 — математическое ожидание и дисперсия LN(t) при Н0, а г0" — значение второй производной в нуле от нормированной автокорреляционной функции случайного процесса LN(t), ТЛ — время наработки на ложную тревогу.

С использованием (5) рассчитывается минимально детектируемая активность Атп = 4пАИ/(цП0) и минимально детектируемая масса ттП = туд-АтП радионуклида, где туд — удельная масса в единицах г/Бк, АИ — интенсивность потока отсчетов от источника.

Из (5) следует, что алгоритм оптимального приемника реализуется работой счетчика в виде «скользящего окна» длительностью Т, причем его функционирование определяется видом функции БИ(у^4), которая априорно неизвестна в силу неопределенности координат у и z траектории источника. В простейшем случае в (5) используется прямоугольная аппроксимация (ПА) сигнала БИ(у^4), при этом алгоритм обработки упрощается:

Для алгоритмов ОП и ПА рассчитаны (рис. 5) зависимости ттпп радионуклида и-235 от времени наблюдения Т при различных значениях скорости перемещения V для следующих значений параметров: у = 0,4 м; z = 1 м; А0 = 2500 имп./с; 00 = 0,2 ср; п = 0,24; туд = 1,2610-5 г/Бк; при стандартных ТЛ = 8 ч и вероятности обнаружения Р0 = 0,95. Видно, что оптимальный приемник имеет лучшие характеристики по сравнению с алгоритмом типично применяемого скользящего прямоугольного окна. Для улучшения качества функционирования РМ предложен модифицированный алгоритм ОП,

Время наблюдения Т, с

Рис. 5. Зависимости минимально детектируемой массы и-235 от времени наблюдения

дополненный процедурой оценки БИ(у^4), основанной на вейвлет-фильтрации шума [3]. При этом удается снизить потери в обнаружительной способности по сравнению с алгоритмом ПА на 4.7 дБ.

Исследована [4] зависимость вероятности обнаружения источников гамма-излучения от толщины и материала металлического защитного экрана (рис. 6, 7) в соответствии с кратностью ослабления излучения.

Для защитных контейнеров (ЗК) типовой формы (рис. 8) получены значения обеспечиваемых ими кратностей ослабления в зависимости от их размеров и массы (табл. 2). Определены минимальные массы контейнеров, использование которых приводит к снижению вероятности обнаружения ниже допустимого уровня (по ГОСТ Р 51635-2000).

В результате исследований получены значения нижней границы порога обнаружения металлообнаружителя, которые составляют 100 г для стальных и 10 г для свинцовых ЗК.

Толщина защитного экрана Ь, мм

Рис. 6. Ослабление гамма-излучения металлическим защитным экраном (ЗЭ) (гамма-излучение и-235:

1 - свинцовый; 3 - стальной экран; гамма-излучение Ри-239:2 - свинцовый; 4 - стальной экран)

и

и

&

И

ю

о

на

В

0

1 & я

1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2

Кратность ослабления Ко

Рис. 7. Вероятность обнаружения источника гамма-излучения в зависимости от кратности ослабления (1, 2, 3, 4, 5, 6 - вероятность обнаружения при отсутствии ЗЭ соответственно 0,95; 0,90; 0,85; 0,80; 0,75; 0,50)

Построение МО осуществляется в соответствии с выработанными требованиями:

♦ регистрация любых металлов — ферромагнитных и неферромагнитных;

♦ электромагнитная совместимость с детектором гамма-излучения;

♦ требуемый порог обнаружения: 10 г (свинец), 100 г (сталь);

♦ геометрические размеры, приведенные в соответствие с размерами РМ, — 80x200x33 см;

♦ помехоустойчивость к внешним промышленным электромагнитным полям.

Рис.8. Типовая форма защитного контейнера (Ь - толщина стенки)

Таблица 2. Массы контейнеров и обеспечиваемые ими кратности ослабления

Кратность ослабления Источник гамма-излучения ^235 Источник гамма-излучения Pu-239

Стальной ЗК Свинцовый ЗК Стальной ЗК Свинцовый ЗК

Ь, мм МЗК, г Ь, мм МЗК, г Ь, мм Мзк, г Ь, мм Мзк, г

1,1 1,7 30 0,2 4 2,8 55 0,4 9

1,2 3,6 75 0,4 9 5,7 140 0,8 19

1,3 5,5 135 0,6 14 8,5 265 1,2 29

1,4 7,2 200 0,8 19 11,2 425 1,6 40

1,5 8,4 260 1,0 24 14,0 630 2,0 52

1,6 9,6 320 1,2 29 15,6 770 2,4 65

1,7 10,2 360 1,4 34 17,2 940 2,8 78

1,8 10,8 395 1,6 40 18,8 1130 3,2 94

1,9 11,6 450 1,8 46 20,5 1350 3,7 110

2,0 12,0 475 2,0 52 22,0 1570 4,0 125

2000

Усилитель

мощности

Генератор

Усилитель-фильтр

А/ = (2-10) кГц

Синхронный

фильтр

Синхронный

детектор

Усилитель-фильтр

Д/= (0,3-15) Гц

Усилитель-фильтр

Д/= (0,3-5) Гц

я*

Рис. 9. Структурная схема МО

Руководствуясь указанными требованиями, выбран МО активного принципа действия с гармонической запиткой. Выбор частоты запитки обусловлен тем, что глубина скин-слоя должна быть сравнима с толщиной стенки контейнера. С учетом приведенных выше результатов оптимальное значение частоты составляет / = 5 кГц.

Структурная схема МО показана на рис. 9 и включает: два индукционных контура — генераторный и приемный — и блок обработки. ЗО располагается между контурами. Задаваемый генератором переменный ток возбуждает в зоне первичное электромагнитное поле, при внесении металлического контейнера появляется вторичное поле, обусловленное вихревыми токами в предмете и его индукционным намагничиванием. В приемном контуре, в результате воздействия первичного и вторичного полей, образуется полезный сигнал, после обработки которого формируются две составляющие сигнала: синфазная А и квадратурная Ф. Конфигурация, геометрические и электрические параметры генераторного и приемного контуров в значительной степени определяют основные параметры МО: порог обнаружения, селективность, помехоустойчивость. В целях выбора предпочтительных вариантов построения комбинированного РМ разработана математическая модель сигналообразова-ния МО [5], позволяющая производить расчет параметров системы магниточувствительных элементов. Разработка модели осуществлялась для антенной системы, состоящей из плоских, параллельных друг другу генераторного (ГК) и приемного (ПК) индукционных контуров, которые представляются в виде последовательно соединенных прямолинейных участков (рис. 10). При этом сделано допущение, что размеры ЗК, находящегося в точке Т(х,у^), много меньше расстояния 2Р между ГК и ПК.

Величина полезного сигнала, наводимого ЗК в г-м прямолинейном участке ПК, определяется как

£і (х, у, 2) = Wp • | Ё(М .

(7)

где Е — напряженность электрического поля, создаваемого контейнером на отрезке dl , расположенном в точке П(хР,уР^Р) г-го участка ПК; шР — количество витков ПК. Путем суммирования по г выражение (9) преобразуется к виду

е(х, у, 7) = ки • (Жх • и + ж • иу + ж • и. ),

(8)

(хР2, ур2) ■ЩхР, УР, г,

где £(х,у,г) — величина полезного сигнала, наводимого металлическим предметом в ПК; КМ — коэффициент, характеризующий его магнитный момент М (не зависящий от геометрических параметров ГК и ПК); Ш и и — коэффициенты, определяемые геометрическими параметрами ГК и ПК соответственно. При этом

N

К,,, = л ),, и,у; =£ <и,у,),,

,=1 ,=1

где Ng и Np — количество прямолинейных участков ГК и ПК соответственно (на рис. 10 N = N = 4). Величины Шх, Шу, для г-го участка ГК равны:

= G ■ — ■ ■

Рис. 10. К расчету антенной системы МО

g

w-=с • - • XgI2 Xg22

y g yjGf + G\

g

g

(9)

a*

4PR - Q 2(-z)

4P2 R2 - Q

U. =U{1) + U{2),

iZ iZ iZ ’

2p2___

U - =

2pypi+Qi

2pyP2+Q1

ypi+QiyPi+Ri 4py2P2+Qiy

p2+R1

2P2Xp1 + Q2

2P2Xp2+Q2

slP2 Xp1 +Q2 Xp1 + R2

^ P2Xp2 +Q2 Xp2 + R2

4P2R2-Q2 2{Ч2-У)

4P2R2-Q

2 2 ^2

{

X

Q2XP2+2R2

Q2XP1 +2R2

yJP2Xp2+Q2Xp2+R2 <JP2XPl+Q2Xpl + R2

W 2 P2 )l2Xp2

2P2Xp]+Q2

U(2) = ■

2Pp

yJP2X2p2+Q2Xp2 +R2 ^P2Xp,+Q2Xp, + R Qiyp2 +2R1 Qiyp1 +2R1

w 2 p2

f

(13)

4PA-Qi

2(i

-X

-X

4P1R1-Q1

2

Jpyp2+QiyP2+Ri \jpypi +Qiyp1 +R1 2рУp2 + Q1_______2pyp1+Q1

VPyp2+Qiyp2 +R1 pp1 +Qiyp1 +R1

(14)

К H = max eA ( у, z) /mi n eA ( у, z) .

y,z / y,z

Таблица 3. Значения коэффициента KH

где параметры О, О1, О2, д, т. вычисляются исходя из геометрии ЗО и траектории перемещения ЗК.

При вычислении их, иу, иг для г-го участка ПК определено, что

,(10)

(11)

(12)

Конфигурация ГК и ПК (высота 2 м) Zp, м Lk, м

0,2 0,4 0,8 1,0

Количество перекрестий Кп = 3 0,8 11,6 4,9 4,7 5,1

1,0 13,1 5,8 4,6 4,4

1,5 34,7 14,0 7,4 6,5

Количество перекрестий Кп = 4 0,8 13,6 4,9 3,6 3,5

1,0 16,2 7,2 4,1 3,4

1,5 117,2 54,2 53,3 53,0

Количество перекрестий Кп = 5 0,8 9,7 4,6 2,9 2,5

1,0 20,3 8,2 6,2 6,5

1,5 235,1 154,4 158,3 144,6

обеспечивается возможность построения МО, в наилучшей степени удовлетворяющего предъявляемым требованиям. При совместном использовании РМ и МО общая вероятность обнаружения Р0 равна:

P0 Ppm + Pmo Ppm х Pm

(16)

где параметры Р1, К,, Ои Р2, К2, 02, р1, р2, 41, Ч2 также вычисляются исходя из геометрии ЗО и траектории перемещения ЗК. На основании (7) — (14) рассчитывается коэффициент неоднородности ЗО и оценивается вклад геометрических параметров и конфигурации контуров ГК и ПК в общую чувствительность МО. По значениям £(х,у,г) согласно (8) определяется двумерная функция 8Л (у, 2 ) = тах | е( х, у , г ) |. Коэффициент неоднородности равен

где Ррм — вероятность обнаружения РМ, Рмо — вероятность обнаружения МО.

В зависимости от массы контейнера вероятность Р0 изменяется в пределах от Ррм (контейнер отсутствует) до «1 (масса контейнера > пороговой массы МО). В этом интервале функция Р0 имеет явно выраженный минимум Ромт положение которого зависит от начальной вероятности РРМ (при отсутствии ЗК) и порога обнаружения МО. На рис. 11 показаны зависимости вероятности Р0 и Р0мт от порога обнаружения МО в виде массы стального защитного контейнера. Величина Ромт является показателем качества функционирования комбинированного обнаружителя.

Исследована возможность обнаружения РАМ у подготовленного нарушителя, применяющего ухищренный способ проноса, при котором радиоактивный объект перемещается в металлическом защитном контейнере и одновременно искусственно повышается уровень радиационного фона. В этом случае для эффективного обнаружения необходима автоматическая регулировка порога ПМО обнаружения МО, а выражение для вычисления требуемого порога имеет вид [6]:

П..

(15)

1_

9

/ / л л \ 2 л

X -?Xln 1- P - P _-2х 0 PM

i 2 V 1-P V 1 грм ) )

Аналогично рассчитываются коэффициенты неоднородности KHX, KHY и KHZ отдельно по каждой составляющей £x, £у и £z функции £(x,y,z). Они обуславливают неоднородность ЗО для предметов вытянутой формы, ориентированных своим преобладающим размером вдоль соответствующих координатных осей X, У, Z. В табл. 3 приведены рассчитанные по (15) значения Кн для трех вариантов конфигурации ГК и ПК при изменении ширины контура LK и зоны обнаружения Zp. Разработанная математическая модель металлообнаружи-теля согласно (7) — (15) позволяет рассчитать и оптимизировать основные параметры ЗО в зависимости от конструктивных характеристик антенной системы. Тем самым

npu -

npu -

- P 1 PM "■Ч I <N VI

-P 1 PM

т. P

-P - PM 1 > — , 2

P 1 PM

1 -

P - P

1 - 2 • о рм

1-P

PM J

(17)

где иАм — среднее значение амплитуды полезного сигнала от ЗК.

X

U

u

Масса стального ЗК, г

Зависимости Р0 для образца из 11-235 от массы стального ЗК (при пороге обнаружения МО ЗООг с РМо^0,95)

О?

и

и

&

к

ю

о

§

0

1 § & т

Порог обнаружения МО по массе стального ЗК, г

Зависимости Ромш (для образца из 11-235 в стальном ЗК) от порога обнаружения МО (при Рд/0> 0,95)

Рис. 11. Выбор порога обнаружения МО для обеспечения требуемого значения полной вероятности обнаружения КРО (1; 2; 3; 4; 5; 6 - вероятность обнаружения РМ образца из урана-235 без ЗК соответственно

0,95; 0,90; 0,85; 0,80; 0,75; 0,50)

Канал радиационного обнаружителя

Высоковольтный источник питания

Высоковольтный источник питания

БДС (1) БДС (2) ВДС (3) БДС (4)

Электронный модуль радиационного обнаружителя

Процессор

Пульт управления и индикация

Вход -220 В

Канал металлообнаружителя

Электронный модуль металлообнаружителя

1 г і і

Генераторный контур Приемный контур

Рис. 12. Структурная схема и схема расположения составных частей комбинированного РМ «Спектр» (ПГ - панель генераторная; ПП - панель приемная; ШК - шкаф коммутационный; ВИП - высоковольтный

источник питания)

Выражение (17) позволяет вычислять требуемый порог обнаружения МО в зависимости от величины РРм и, в конечном счете, от текущего уровня радиационного фона, регистрируемого РМ. При таком согласованном выборе порогов общая вероятность обнаружения Р0 всегда остается на требуемом уровне.

Методика выбора порога обнаружения МО должна включать последовательное выполнение следующих процедур.

Л Определение начального значения РРм при перемещении РАМ без защитного контейнера и соответствующего ему значения уровня радиационного фона Л0.

Выбор размеров и материала защитного контейнера, который, исходя из заданного Ромт соответствует минимальной пороговой массе ЗК.

Определение путем статистических испытаний значения иАм для выбранного ЗК.

^4 Вычисление по формуле (17) значения порога обнаружения МО при Р0 = Ромт-

Измерение текущего уровня радиационного фона Л0, исходя из которого уточняется РРМ и в соответствии с формулой (17) обновляется значение порога обнаружения ПМО. Представленные выше результаты исследований были реализованы в стационарном комбинированном пешеходном радиационном мониторе «Спектр», разработанном на пред-

приятии «Дедал» [7]. На рис. 12 изображена его структурная схема и схема расположения составных частей. Экспериментальная проверка прибора «Спектр» в сравнении с типовыми РМ показала, что использование комбинированного РМ обеспечивает более высокую эффективность выполнения задач радиационного мониторинга на пешеходных КПП.

Выводы

Таким образом, при использовании пешеходных радиационных мониторов гамма-излучения необходимо учитывать возможность проноса радиоактивных веществ, помещенных в защитный металлический контейнер. Общая вероятность обнаружения при одновременном использовании радиационного монитора и металлообнаружителя зависит от порогов обнаружения отдельных средств (РМ и МО) и может оказаться меньше требуемого значения. Эффективным решением является использование комбинированного радиационного монитора с функцией обнаружения металлических предметов и согласованный выбор порогов обнаружения отдельных средств. Приведенная выше методика описывает процедуру такого выбора и позволяет произвести оценку ожидаемого значения общей вероятности обнаружения комбинированного РМ

Литература

1. Миткевич В.С., Рygниченко В.А. Проблемы развития стационарных средств обнapyжения металлических предметов и радиоактивных веществ./ Современные охранные технологии и средства обеспечения, безопасности объектов: Матер. VВсерос. науч.-тех. конф. (г. Пенза-Заречный, IB - 20 мая. 2004 г.). - Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2004. - С. З0? - ЗІ0.

2. Рудниченко В.А. Оптимизация, обнаружителя, для. радиационного монитора./ Проблемы, и перспективы совершенствования охраны, государственной границы и объектов: Матер. XXIмежвуз. науч.-прак. конф. - Науч.-метод. сб. N 2I, разд.1, 2. - Калининград: КПИ ФСБ России, 200?. - С. 66 - ?I.

3. Рудниченко В.А., Горлач. П.Г. Оценка параметров сигнала радиационного монитора с использованием, вейвлет-преобразования./ Пожаровзрывобезопасность, 200?. - Т. I6. - N 5. - С. 50 - 5З.

4. Рудниченко В.А. Особенности построения, пешеходных радиационных мониторов./ Специальная, техника, 2006. - N 4.

- С. 26 - З0.

5. Рудниченко В.А. Оптимизация, металлообнаружителя для пунктов пропуска./ Основные направления, технического оснащения, пограничных ведомств: Науч.-тех. сб. по матер. межвед. конф. на VIIIмеждунар. спец. выст. «Граница-2006».

- М.: КЖИ «Граница», 200?. - С. ІЗЗ - ІЗВ.

6. Рудниченко В.А. Обнаружение радиоактивных веществ и металла на пешеходных КПП./ Телекоммуникационные и вычислительные системы: Матер. конф. (г. Москва, 29 ноября 2006 г.). - М.: МТУСИ, 2006. - С. IB? - IB9.

?. Рудниченко В.А., Звежинский С.С. Пешеходные радиационные мониторы../ Современные технологии безопасности, 200?.

- № З (22). - С. 24 - 2B.