Неразрушающий контроль и обнаружение делящихся и радиоактивных материалов в установках с импульсными нейтронными источниками и цифровой обработкой экспериментальных данных

• Автор: Мухамадьяров, Ильдар Венирович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Современное состояние проблемы кош роли и обнаружения ДМ в замкнутых объемах, не подлежащих вскрытию

1.1. Обзор физических методов и установок активного контроля

и обнаружения ДМ

1.2. Аппаратурное и программное обеспечение экспериментов.

1.3. Выводы.

Разработка цифровой технологии разделения сцинтилляционных откликов нейтронов и фотонов в установках обнаружения ДМ с импульсными нейтронными источниками

2.1. Постановка задачи

2.2. Программное обеспечение цифровой обработки сцинтилляционных сигналов

2.3. Аппаратурное обеспечение цифрового разделения сцинтилляционных откликов нейтронов и фотонов

2.4. Измерение откликов от источников фотонов и нейтронов различной энергии.

2.5. Представление цифровых откликов в системе координат энергияпараметр разделения.
2.6. Методы цифрового разделения нейтронов и фотонов
2.6.1. Метод площадей без аналитического представления формы импульсов.
2.6.2. Метод площадей с аналитическим представлением формы импульсов.
2.6.3. Метод экспонент
2.6.4. Метод оптимальной ширины сцинтидляционного импульса
2.6.5. Метод максимума времени нарастания импульсов.
2.6.6. Метод оптимального фильтра.
2.7. Сравнение различных методов цифровой обработки сцинтилляционных сигналов
2.8. Метод удаления наложенных импульсов из амплитудновременной последовательности откликов.
2.9. Исследование зависимости коэффициента качества разделения нейтронов и фотонов от загрузки сцинтилляционного тракта для аналоговой
и цифровой аппаратуры
2 Тестирование программ цифрового разделения откликов нейтронов и фотонов.
. Гест разделения двойных наложенных сцинтилляционных откликов нейтронов и фотонов
. Тест откликов фотонов с различной загрузкой сцинтилляционного тракта
. Тест сцинтилляционных откликов нейтронов и
фотонов калифорниевого нейтронного источника с различной загрузкой фотонного канала
2 Выводы
Разработка метода неразрушающего обнаружения и контроля ДМ в установках с цифровой обработкой данных н импульсными нейтронными источниками
3.1. Постановка задачи
3.2. Разработка физического метода неразрушающего обнаружения
и контроля ДМ в замкнутых объемах без их вскрытия
3.3. Информативные параметры присутствия ДМ в замкнутых объемах.
3.4. Модель установки обнаружения и контроля ДМ в замкнутых объемах.
3.5. Измерения с урановыми образцами
3.6. Методическое обоснование определения максимальной чувствительности обнаружения ДМ в установке с графитовым замедлителем нейтронов и импульсным источником нейтронов.
3.6.1. Постановка задачи
3.6.2. Постановка эксперимента и его оборудование.
3.6.3. Результаты экспериментов и их анализ.
3.7. Выводы.
Исследование информативных параметров обнаружения ДМ в модельной установке
4.1. Постановка задачи
4.2. Определение минимального количества 5и, детектируемого
в модели экспериментальной установки
4.3. Программа экспериментальных исследований
4.4. Градуировка энергетических шкал спектрометра нейтронов
и фотонов
4.5. Информативные параметры присутствия ДМ по форме временных распределений
4.6. Информативные параметры присутствия ДМ но количеству фотонов в различных временных интервалах после импульса нейтронного источника1.
4.7. Измерение временных распределений нейтронов и фотонов от уранового образца малой массы
4.8. Зависимость числа нейтронов деления 5и в свинцовом экране и без него от параметра формы отбора импульсов при разделении нейтронов и фотонов для различных энергетических порогов.
4.9. Зависимость числа нейтронов деления и в композитном экране от параметра формы отбора импульсов при разделении нейтронов и фотонов для различных энергетических порогов.
4 Выводы.
Разработка и создание прототипа таможенной установки обнаружения делящихся и радиоактивных материалов в аэропортах
5.1. Постановка задачи.
5.2. Выбор параметров сцинтилляционных блоков многоканальной цифровой
системы измерения откликов ДМ.
5.3. Оптимизационные исследования сцинтилляциониого блока на основе
5.4. Исследование откликов нейтронов и фотонов в зависимости от загрузки для одного и двух ФЭУ в сцинтилляционном блоке
5.5. Выбор нейтронного генератора для работы в прототипе таможенной установки.
5.6. Измерение откликов нейтронов и фотонов с помощью высокочастотного
генератора нейтронов
5.7. Требования к нейтронному генератору прототипа таможенной установки обнаружения ДМ
5.8. Исследование обнаружения ДМ в прототипе таможенной установки
5.9. Увеличение загрузки сцинтилляционных трактов при поглощении тепловых нейтронов бором, находящимся в составе материалов дегектирующих блоков
5 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Это открывает путь дтя несанкционированного провоза ДМ в закрытых контейнерах, имеющих сертификат какоголибо другого, имитирующего ДМ радиоактивного источника. Поэтому применение активного способа контроля делящихся изотопов в контейнерах или в багаже пассажиров является необходимостью, так как с его помощью можно получить практически однозначный ответ, который базируется на факте деления урана или плутония в отклике, который характерен только для этого процесса. Процесс деления можно вызвать как нейтронами, так и гамма квантами, однако тип источника излучения для решения поставленной задачи должен определяться не только возможностью физического процесса, но в значительной степени условиями эксплуатации промышленной установки на пункте контроля. ДМ, т. Рели взять приведенные критерии за основу, то использование портативных импульсных нейтронных генераторов с отпаянными трубками в установках таможенного контроля можно считать перспективными имеющим преимущества по сравнению с изотопными источниками, например, 2СГ. Это дает возможность анализировать отклик вторичных нейтронов и гамма квантов по многим независимым признакам, что резко увеличивает информативность установки и уменьшает возможность сознательного сокрытия ДМ или получения ложных импульсов. Поэтому использование импульсных нейтронных генераторов с различными длительностями импульсов и реакциями получения нейтронов ББ или БТ, значительно расширяет количество физических методов анализа отклика, которые можно реализовать при одном конструктивном решении установки. Следовательно, для окончательного выбора конструкции установки таможенного контроля ДМ следует провести исследования различных способов облучения установки и анализа откликов, которые должны определить концепцию методологического и конструктивного решений установки в целом. Наиболее общая принципиальная схема установки активного контроля ДМ приведена на рис. Внешний первичный источник излучения, для которого могут быть предусмотрены условия коллимации излучения и конвертирования его энергетического спектра экранировка выходящего излучения различными поглощающими материалами, использование замедлителей нейтронов, временная модуляция интенсивности излучения с целью решения задачи контроля оптимальным образом. Для некоторых установок активного контроля не требуется изменения спектральных характеристик источников первичного излучения, и тогда конвертеры спектра отсутствуют в них. Таким образом, в этих случаях первичное излучение является одновременно и зондирующим. Измерительная камера, в которую помещается исследуемый образец ДМ. При этом желательно, чтобы во всем объеме камеры зондирующее излучение мало менялось по своей плотности. Система детектирующих устройств, которая позволяет проводить раздельную от первичного и зондирующего излучений регистрацию вторичного излучения отклика. Функциональное назначение используемых детекторов и их типы могут различаться в различных установках в зависимости от конкретных целей контроля. В некоторых случаях они могут отсутствовать, например, когда применяются источники с практически постоянной интенсивностью излучения. Аналоговые или цифровые электронные схемы для обработки данных анализа результатов контроля ДМ. Рис. Общий схематический вид установки активного контроля ДМ. Основной проблемой детектирования отклика ДМ в присутствии внешнего источника излучения является подбор таких детекторов вторичного излучения, при которых устраняется возможность детектирования ими как первичного, так и зондирующего излучений. Это связано с тем, что не всегда возможно совместить выполнение этого требования с конкретными условиями и задачами установки контроля. Например, можно найти принципиальное решение поставленной задачи контроля, однако, применение дорогостоящих источников излучений не всегда может быть совмещено с требуемой экономикой контроля ДМ, временем его выполнения или возможностью создания экономически доступных и тиражируемых установок. Поэтому вопросы режекции разделения первичного, зондирующего и вторичного излучений являются ключевой проблемой при конструировании установок активного контроля ДМ.