CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH
description
Transcript of CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH
![Page 1: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/1.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
CEL 4OPRACOWANIE NOWYCH
LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW
RADIOMETRYCZNYCH
Natalia GolnikNarodowe Centrum Badań Jądrowych
Natalia GolnikNarodowe Centrum Badań Jądrowych
Etap 15 Etap 16 Etap 17 Etap 18
![Page 2: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/2.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
UWARUNKOWANIA WYBORU
Rynek przyrządów do dozymetrii i metrologii promieniowania jonizującego jest stosunkowo stabilny i nasycony.
W Polsce są możliwości prowadzenia prac badawczo rozwojowych i opracowywania aparatury o dużym stopniu innowacyjności i dobrych perspektywach komercjalizacji.
Musi to być oryginalna aparatura specjalistyczna oparta o opracowane w Polsce metody pomiarowe.
Decyzja1.Opracowanie lub modernizacji stacji pomiarowych do oceny skażeń powietrza oraz 2.Udoskonalenia przyrządów do dozymetrii neutronowej, w tym awaryjnej.
Rynek przyrządów do dozymetrii i metrologii promieniowania jonizującego jest stosunkowo stabilny i nasycony.
W Polsce są możliwości prowadzenia prac badawczo rozwojowych i opracowywania aparatury o dużym stopniu innowacyjności i dobrych perspektywach komercjalizacji.
Musi to być oryginalna aparatura specjalistyczna oparta o opracowane w Polsce metody pomiarowe.
Decyzja1.Opracowanie lub modernizacji stacji pomiarowych do oceny skażeń powietrza oraz 2.Udoskonalenia przyrządów do dozymetrii neutronowej, w tym awaryjnej.
![Page 3: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/3.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Modernizacja stacji pomiarowych do oceny skażeń powietrza
Obecnie monitorowanie skażeń radioaktywnych powietrza na terenie całego kraju prowadzone jest przez Wysokoczułą Sieć Wykrywania Skażeń Radioaktywnych (koordynowaną przez CLOR i PAA), której podstawowym elementem wyposażenia jest stacja poboru aerozoli ASS-500 konstrukcji CLOR
Obecnie monitorowanie skażeń radioaktywnych powietrza na terenie całego kraju prowadzone jest przez Wysokoczułą Sieć Wykrywania Skażeń Radioaktywnych (koordynowaną przez CLOR i PAA), której podstawowym elementem wyposażenia jest stacja poboru aerozoli ASS-500 konstrukcji CLOR
![Page 4: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/4.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
STACJA ASS-500 podstawowe informacje
Wolnostojące urządzenie do ciągłego poboru próbek aerozoli z powietrza.
Stacje ASS-500 są uważane za jedne z lepszych na świecie i wykorzystywane są również poza granicami kraju (Niemcy, Francja Dania Austria, Hiszpania, a także poligon atomowy Mururoa).
Służą do stałego nadzoru zagrożenia radiacyjnego Polski oraz corocznej oceny dawek promieniowania otrzymywanych przez populację, alew swojej podstawowej wersji wyposażenia nie są przystosowane do pracy w systemie w systemie alarmowym
Nowa generacja - liczniki G-M, które przez cały czas pracy stacji w systemie “on-line” mierzą promieniowanie gamma i beta pyłów zbieranych na filtrze, z progiem alarmowym równym stężeniu w powietrzu 10 Bq/m3 radionuklidów pochodzenia sztucznego.
Wolnostojące urządzenie do ciągłego poboru próbek aerozoli z powietrza.
Stacje ASS-500 są uważane za jedne z lepszych na świecie i wykorzystywane są również poza granicami kraju (Niemcy, Francja Dania Austria, Hiszpania, a także poligon atomowy Mururoa).
Służą do stałego nadzoru zagrożenia radiacyjnego Polski oraz corocznej oceny dawek promieniowania otrzymywanych przez populację, alew swojej podstawowej wersji wyposażenia nie są przystosowane do pracy w systemie w systemie alarmowym
Nowa generacja - liczniki G-M, które przez cały czas pracy stacji w systemie “on-line” mierzą promieniowanie gamma i beta pyłów zbieranych na filtrze, z progiem alarmowym równym stężeniu w powietrzu 10 Bq/m3 radionuklidów pochodzenia sztucznego.
![Page 5: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/5.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Opracowanie i testy zmodernizowanych stacji monitoringu radioaktywnych gazów szlachetnych i frakcji
gazowej radioaktywnego jodu
Zagadnienie 1 - Pomiar aktywności jodu w postaci gazowej. Badania w 1986 (Czarnobyl) – wynik:
- izotopy jodu, w tym 131J, występowały jedynie w ok. 20% w formie aerozolowej zatrzymywanej na filtrze włóknistym takim jak filtr Petryanowa.
- pozostałe ok. 80% jodu występowało w formie jodu pierwiastkowego i jodku metylu.
Wychwyt po zastosowaniu filtrów węglowych.
Wniosek - potrzeba udoskonalenia stacji ASS-500.
Zagadnienie 1 - Pomiar aktywności jodu w postaci gazowej. Badania w 1986 (Czarnobyl) – wynik:
- izotopy jodu, w tym 131J, występowały jedynie w ok. 20% w formie aerozolowej zatrzymywanej na filtrze włóknistym takim jak filtr Petryanowa.
- pozostałe ok. 80% jodu występowało w formie jodu pierwiastkowego i jodku metylu.
Wychwyt po zastosowaniu filtrów węglowych.
Wniosek - potrzeba udoskonalenia stacji ASS-500.
Etap 15IFJ PAN
![Page 6: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/6.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
STACJA PRZENOŚNA- Nowe rozwiązanie- Cztery moduły pobierający powietrze na filtr,
opcja zdalnego sterowania prędkością przepływu powietrza pół-automatyczny układ wymiany filtru zapas filtrów na roczny monitoring w sytuacji normalnej lub
dwutygodniowy awaryjny detekcji i analizy radioizotopowej,
zestaw detektorów promieniowania gamma (LaBr) i opcjonalnie beta
automatyczny system analizy spektrometrycznej transmisji danych pomiarowych i sygnałów sterujących, zdalnego sterowania urządzeniem.
- Nowe rozwiązanie- Cztery moduły pobierający powietrze na filtr,
opcja zdalnego sterowania prędkością przepływu powietrza pół-automatyczny układ wymiany filtru zapas filtrów na roczny monitoring w sytuacji normalnej lub
dwutygodniowy awaryjny detekcji i analizy radioizotopowej,
zestaw detektorów promieniowania gamma (LaBr) i opcjonalnie beta
automatyczny system analizy spektrometrycznej transmisji danych pomiarowych i sygnałów sterujących, zdalnego sterowania urządzeniem.
Etap 15
![Page 7: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/7.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
MONITORING RADIOAKTYWNYCH GAZÓW SZLACHETNYCH (krypton i ksenon)
Najłatwiej uwalniane substancje radioaktywne, sygnalizujące pojawienie się nieprawidłowości w pracy elektrowni.
Ksenon 133XeUwalniany w czasie reakcji rozszczepienia lub krótko po jej ustaniu. W praktyce bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej izotop ten ma podstawowe znaczenie dla detekcji uwolnień z reaktorów elektrowni jądrowych lub reaktorów badawczych pojawiających się na skutek utraty szczelności przez elementy paliwowe.
Krypton 85Kr Główne miejscem uwolnienia do środowiska - zakłady przeróbki paliwa jądrowego, ale również z uszkodzonych
elementów paliwowych reaktorów jądrowych lub ze składowanego wypalonego paliwa jądrowego. Problem pomiarowyRadon (przede wszystkim 222Rn, 220Rn) i, w znacznie mniejszych ilościach, 219Rn, oraz radioaktywne produkty
jego rozpadu: izotopy polonu, bizmutu, ołowiu. Naturalne kosmogeniczne radioizotopy Pomiar izotopów zarówno ksenonu jak i kryptonu wymaga ich koncentracji.
Najłatwiej uwalniane substancje radioaktywne, sygnalizujące pojawienie się nieprawidłowości w pracy elektrowni.
Ksenon 133XeUwalniany w czasie reakcji rozszczepienia lub krótko po jej ustaniu. W praktyce bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej izotop ten ma podstawowe znaczenie dla detekcji uwolnień z reaktorów elektrowni jądrowych lub reaktorów badawczych pojawiających się na skutek utraty szczelności przez elementy paliwowe.
Krypton 85Kr Główne miejscem uwolnienia do środowiska - zakłady przeróbki paliwa jądrowego, ale również z uszkodzonych
elementów paliwowych reaktorów jądrowych lub ze składowanego wypalonego paliwa jądrowego. Problem pomiarowyRadon (przede wszystkim 222Rn, 220Rn) i, w znacznie mniejszych ilościach, 219Rn, oraz radioaktywne produkty
jego rozpadu: izotopy polonu, bizmutu, ołowiu. Naturalne kosmogeniczne radioizotopy Pomiar izotopów zarówno ksenonu jak i kryptonu wymaga ich koncentracji.
Etap 16IFJ PAN
![Page 8: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/8.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
DOZYMETRIA NEUTRONOWA
Oddziaływania neutronów
Rozpraszanie Pochłanianie
reakcje jądrowe wychwyt
radiacyjny (n,γ)
produkty naładowane
(n,p) (n,α) itd.
sprężyste (n,n)
niesprężyste (n,n’)
z emisją (n,p) (n,α) itd.
produkty neutralne
(n,2n) (n,3n)
itd.
Oddziaływania neutronów
Rozpraszanie Pochłanianie
reakcje jądrowe wychwyt
radiacyjny (n,γ)
produkty naładowane
(n,p) (n,α) itd.
sprężyste (n,n)
niesprężyste (n,n’)
z emisją (n,p) (n,α) itd.
produkty neutralne
(n,2n) (n,3n)
itd.
![Page 9: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/9.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
REKOMBINACYJNE METODY MONITOROWANIA PÓL PROMIENIOWANIA MIESZANEGO
Metody rekombinacyjne wykorzystują zjawisko lokalnej (początkowej) rekombinacji jonów w gazie komory jonizacyjnej.
Rekombinacja lokalna zachodzi w torach poszczególnych cząstek naładowanych.
NIE ZALEŻY od mocy dawki promieniowania,natomiast
ZALEŻY od lokalnej gęstości jonizacji.
Metody rekombinacyjne wykorzystują zjawisko lokalnej (początkowej) rekombinacji jonów w gazie komory jonizacyjnej.
Rekombinacja lokalna zachodzi w torach poszczególnych cząstek naładowanych.
NIE ZALEŻY od mocy dawki promieniowania,natomiast
ZALEŻY od lokalnej gęstości jonizacji.
![Page 10: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/10.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
KOMORA REKOMBINACYJNA
Ciśnieniowa komora jonizacyjna (z materiału równoważnego tkance),
pracująca w warunkach rekombinacji lokalnej
Ciśnieniowa komora jonizacyjna (z materiału równoważnego tkance),
pracująca w warunkach rekombinacji lokalnej
00
prąd nasycenia
napięcie
prąd
![Page 11: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/11.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Konstrukcja przyrządów do dozymetrii
w polach promieniowania neutronowego
Modernizacja układu pomiarowego komory rekombinacyjnej przeznaczonej do pomiaru przestrzennego równoważnika dawki H*(10) i przystosowanie do monitoringu on-line w otoczeniu reaktora jądrowego.
Wielosygnałowa komora rekombinacyjna
Model koncepcyjny wielowarstwowego spektrometru kulistego z detektorami pasywnymi umieszczonymi między warstwami
Koncepcja neutronowego detektora awaryjnego
Rozwój Laboratorium (wzorcowe pola neutronowe)
Modernizacja układu pomiarowego komory rekombinacyjnej przeznaczonej do pomiaru przestrzennego równoważnika dawki H*(10) i przystosowanie do monitoringu on-line w otoczeniu reaktora jądrowego.
Wielosygnałowa komora rekombinacyjna
Model koncepcyjny wielowarstwowego spektrometru kulistego z detektorami pasywnymi umieszczonymi między warstwami
Koncepcja neutronowego detektora awaryjnego
Rozwój Laboratorium (wzorcowe pola neutronowe)
Etap 17NCBJ
![Page 12: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/12.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Konstrukcja przyrządów do dozymetrii
w polach promieniowania neutronowego
Pomiar H*(10)
Wielosygnałowa komora rekombinacyjna
Detektor awaryjny (?)
Pomiar H*(10)
Wielosygnałowa komora rekombinacyjna
Detektor awaryjny (?)
Etap 17NCBJ
![Page 13: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/13.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Opracowanie wysokoczułej stacji pomiarowej do rejestracji promieniowania neutronowego i gamma
Do pomiarów w polach o bardzo małej mocy dawki (na poziomie tła naturalnego)
Oparta na opatentowanej metodzie wykorzystującej specjalnie skonstruowany niskotłowy licznik proporcjonalny z wypełnieniem He-3 i z zapisem spektrometrycznym.
Zastosowanie odpowiedniej konstrukcji licznika pozwoliło na „odsłonięcie’ wolnego okna amplitudowego w widmie impulsów z tego detektora gdy jest on napromieniowany neutronami. To okno amplitudowe jest wykorzystywane do rejestracji impulsów od fotonów.
Wykorzystanie m.in. w pomiarach porównawczych z innymi metodami pomiaru tła w wybranej lokalizacji EJ.
Do pomiarów w polach o bardzo małej mocy dawki (na poziomie tła naturalnego)
Oparta na opatentowanej metodzie wykorzystującej specjalnie skonstruowany niskotłowy licznik proporcjonalny z wypełnieniem He-3 i z zapisem spektrometrycznym.
Zastosowanie odpowiedniej konstrukcji licznika pozwoliło na „odsłonięcie’ wolnego okna amplitudowego w widmie impulsów z tego detektora gdy jest on napromieniowany neutronami. To okno amplitudowe jest wykorzystywane do rejestracji impulsów od fotonów.
Wykorzystanie m.in. w pomiarach porównawczych z innymi metodami pomiaru tła w wybranej lokalizacji EJ.
Etap 18NCBJ
![Page 14: CEL 4 OPRACOWANIE NOWYCH LUB UDOSKONALENIE PRZYRZĄDÓW DO POMIARÓW RADIOMETRYCZNYCH](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062804/56814969550346895db6beee/html5/thumbnails/14.jpg)
Projekt strategiczny finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
Dziękuję za uwagę