Приложение И (справочное). Требования к оборудованию для измерения объемной активности трития в воздухе

Приложение И
(справочное)

Требования
к оборудованию для измерения объемной активности трития в воздухе

И.1. Технические и метрологические требования к средствам контроля ядерной и радиационной безопасности разработаны в стандартах подкомитета 45В "Приборы радиационной защиты" Технического комитета 45 "Ядерное приборостроение" Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Технические и метрологические требования, приведенные в настоящем Приложении, распространяются на оборудование, используемое для отбора проб и непрерывного измерения трития на рабочих местах. Требования применимы к стационарному, портативному и переносному оборудованию.

Настоящие требования применимы к оборудованию для отбора проб трития и мониторам для контроля объемной активности трития, предназначенным для обеспечения следующих функций:

- измерение объемной активности трития на рабочих местах и ее изменения со временем;

- выдача предупредительной сигнализации при достижении заданной объемной активности трития на данном рабочем месте;

- отбор и анализ проб воздуха, содержащих тритий.

Если оборудование является частью централизованной системы непрерывного радиационного мониторинга на радиационном объекте, на него могут распространяться дополнительные требования, установленные в других стандартах, связанных с этими системами.

Технические и метрологические требования к стационарному, портативному и переносному оборудованию, используемому для отбора проб и непрерывного измерения трития на рабочих местах, изложены в стандарте МЭК 62303 Первое издание 2008-12 "Приборы радиационной защиты - Оборудование для непрерывного контроля содержания трития в воздухе".

И.2. В данном Приложении использованы следующие понятия:

Действительный диапазон измерения - это диапазон значений измеряемой величины, в котором рабочие характеристики измерителя удовлетворяют требованиям соответствующего стандарта;

Неопределенности результатов измерения имеют следующие источники:

- собственная погрешность измерителей;

- неопределенности, обусловленные зависимостями чувствительности прибора от энергии и угла падения излучения на детектор измерителя;

- дополнительные неопределенности, обусловленные отличиями внешних условий измерения от установленных нормальных: температуры окружающей среды, давления, внешнего электромагнитного поля и др.;

Собственная погрешность средств измерений определяется в стандартных условиях калибровки и обусловлена:

- нелинейностью чувствительности;

- статистическими флуктуациями;

Время отклика приборов - время показания от 90 % до 110 % нового значения мощности дозы при резком изменении мощности дозы.

Отклик - отношение индицируемой дозиметром величины к условно истинной величине.

Относительная погрешность показаний - отношение погрешности индикации измеряемой величины к условно истинной величине, выражаемое в процентах.

Относительная собственная погрешность - относительная погрешность показаний дозиметра от образцового излучения в стандартных условиях.

Коэффициент вариации (для оценки статистической флуктуации) - отношение оценки стандартного отклонения s к среднему арифметическому значению Е совокупности n измерений.

В стандартах МЭК приведены требования к линейности чувствительности, к статистическим флуктуациям показаний и к времени отклика дозиметров. Требование к времени отклика является требованием как к чувствительности детекторов прибора, так и к алгоритму обработки сигналов в дозиметрах.

Требование к линейности чувствительности ограничивает верхнюю границу, а требования к статистическим флуктуациям и к времени отклика ограничивают нижнюю границу диапазона измерений дозиметра.

И.3. Классификация оборудования для непрерывного контроля трития

В настоящем Приложении мониторы трития классифицируются на основе следующих эксплуатационных и пользовательских критериев:

Селективность по химической форме трития:

- мониторы общего содержания трития регистрируют тритий как в газообразной форме, так и в виде пара;

- селективные мониторы трития предназначены для регистрации конкретных химических форм трития в воздухе, например, паров тритированной воды;

Используемый способ отбора и анализа проб:

- проточные методы, при которых воздух проходит через измерительный прибор с одновременным детектированием;

- групповые (последовательные) методы, где тритий собирается на адсорбер или ловушку для последующего детектирования;

Диапазон измерений:

- к мониторам трития для низких значений активности относят устройства, которые могут использоваться для измерения объемной активности до 10 МБк/м ³;

- к мониторам трития для высоких значений активности относят устройства, которые могут использоваться для измерения объемной активности, превышающей 10 МБк/м ³;

Рабочие условия:

- условия нормальной эксплуатации;

- аварийные условия;

Системный интерфейс:

- индикация и выдача предупредительных сигналов только в месте установки (локальная);

- сопряжение с централизованной системой для инициации предупредительных сигналов или сигналов об отклонениях в работе, в дополнение к индикации и выдаче предупредительных сигналов в месте установки.

И.4. Диапазон измерений

Электронный блок должен отображать результат измерения объемной активности трития в единицах Бк/м ³. По соглашению между производителем и потребителем могут использоваться другие варианты отображения результатов.

Производитель должен указать действительный диапазон измерения оборудования. Эта характеристика должна быть определена с учетом нормального уровня радиационного фона (0,2 мкЗв/ч) и объемной активности радона.

Действительный диапазон измерений должен соответствовать конкретному применению. Наименьшее значение объемной активности трития, определяемое мониторами трития для аварийных условий, должно, по крайней мере, входить в диапазон измерений монитора трития, предназначенного для условий нормальной эксплуатации.

Максимальная измеряемая объемная активность должна составлять не менее 0,5 объемной активности, ожидаемой при аварийных условиях.

Значения самой низкой и самой высокой контролируемых объемных активностей должны быть согласованы между потребителем и производителем.

И.5. Блок детектирования

И.5.1. Защита детектора от конденсации водяного пара

Детекторы, на работу которых может влиять влажность (например, ионизационные камеры), должны быть защищены от конденсации. Это может быть выполнено следующими способами:

- Нагрев газового потока и самого детектора; или

- Охлаждение газового потока с последующим нагревом с целью снижения относительной влажности. Конденсат охладителя должен собираться в емкость, расположенную на месте установки. Освобождение емкости не должно требоваться чаще, чем один раз в 8 дней. Для сигнализации о достижении максимального уровня в резервуаре должен быть предусмотрен индикатор уровня жидкости с сигнальным устройством. Поскольку конденсат может содержать тритий, его необходимо контролировать для определения концентрации трития в контролируемом газовом потоке.

Влияние нагрева или охлаждения газового потока на измерения объема должно находиться под строгим контролем. Должны быть учтены эффекты пропускания газа через водяную ловушку.

И.5.2. Контроль расхода воздуха

Если метод измерения зависит от величины расхода воздуха, должно быть предусмотрено наличие устройства регулирования расхода воздуха для компенсации вариаций, характерных для воздушного насоса и используемых фильтров.

И.5.3. Контроль давления воздуха

Если метод измерения зависит от давления (например, при использовании ионизационной камеры), должно быть предусмотрено наличие устройства регулирования давления с сигнализацией для предупреждения о недопустимых изменениях давления.

И.5.4. Типы источников

Эталонный источник

Для определения отклика на эталонный источник во время испытаний типа, эталонным источником должен использоваться воздух с известной объемной активностью конкретной формы трития, для измерения которой предназначено оборудование. Эталонные источники должны представлять собой флаконы со сжатым воздухом или газом, содержащие тритий в форме, для измерения которой предназначено оборудование, или любое другое калиброванное устройство, вырабатывающее требуемую форму трития.

Условно истинная активность газовых источников должна быть известна с погрешностью не хуже 10 % (k = 2).

Твердые источники

Для проведения некоторых испытаний могут использоваться твердые радиоактивные источники, подходящие для соответствующего оборудования.

Например, если в приборе предусмотрена возможность отключения компенсации гамма-излучения, следует использовать источник ¹³⁷Cs. Для охвата диапазона измерения оборудования может потребоваться несколько источников с активностью, соответствующей возможностям оборудования.

И.6. Испытания, относящиеся к детектированию излучения

И.6.1. Отклик на эталонный источник

При условиях стандартных испытаний с органами управления калибровкой, настроенными в соответствии с указаниями производителя, отклик на эталонный источник не должен выходить за пределы 15 %.

В зависимости от конструкции монитора:

- через блок в течение времени, достаточного для достижения равновесия при измерении, должен циркулировать воздух или газ с добавленной известной объемной активностью при постоянной скорости потока и при известном давлении, при этих условиях регистрируют равновесные показания;

или

- детектор погружают в достаточно большой объем газа с известной объемной активностью и регистрируют показания в равновесных условиях.

Примечание. Пользователь должен принимать во внимание влияние радона и его дочерних продуктов распада.

И.6.2. Линейность

Испытание должно быть выполнено с тритием или с набором твердых источников.

Стандарт на подготовку источников для испытания должен обеспечивать неопределенность условно истинной активности каждого источника в абсолютном выражении ( _sa) не хуже 10 % (k = 2), а неопределенность условно истинной активности между источниками в одном наборе ( _sr) не хуже 5 % (k = 2).

При условиях стандартных испытаний максимальное значение основной относительной погрешности не должно превышать 15 % во всем эффективном диапазоне измерения. Неопределенность радиоактивного источника при этом не учитывается.

И.6.3. Время отклика

Производитель должен указать время отклика блока. Время отклика включает в себя время смены воздуха в детекторе.

Данное испытание выполняют при номинальном расходе. Объемная активность внутри камеры должна быть, по крайней мере, в 10 раз выше нижнего предела диапазона измерения. Для определения изменения показаний во времени к блоку подключают рег