Главная/Нормы и стандарты/ГОСТ 26652-85 Блоки детектирования сцинтилляционные. Общие технические требования и методы испытаний (СТ СЭВ 2668-89, СТ СЭВ 4952-84).

ГОСТ 26652-85 Блоки детектирования сцинтилляционные. Общие технические требования и методы испытаний (СТ СЭВ 2668-89, СТ СЭВ 4952-84).

ГОСТ 26652-85

(СТ СЭВ 2668-89,

СТ СЭВ 4952-84)*

_______________________

* Обозначение стандарта.

Измененная редакция, Изм. N 1.

Группа Ф29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

БЛОКИ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЕ

Общие технические требования и методы испытаний

Scintillation detection blocks. General technical requirements and test methods

ОКП 436150

Дата введения 1987-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11 ноября 1985 г. N 3577 срок введения установлен с 01.01.87

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие с 01.01.91 постановлением Госстандарта СССР от 25.04.90 N 1011, Изменение N 2, принятое Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (отчет Технического секретариата N 2), государство-разработчик Россия, введенное в действие с 01.07.95 Постановлением Госстандарта России от 13.03.95 N 123

Настоящий стандарт распространяется на сцинтилляционные блоки детектирования ионизирующих излучений (далее - блоки), предназначенные для измерения альфа-, бета-, гамма-, рентгеновского и нейтронного излучений, и устанавливает общие технические требования и методы испытаний.

Стандарт не распространяется на блоки, основные параметры и характеристики которых должны соответствовать специальным требованиям.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Сцинтилляционные блоки детектирования должны изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта и нормативно-технической документации на конкретные блоки (далее - НТД на конкретные блоки).

1.2. Номенклатура основных параметров и их применяемость в зависимости от их назначения должна соответствовать указанной в таблице, а значения основных параметров должны быть установлены в НТД на конкретные блоки.

Допускается указывать один из параметров: "эффективность регистрации", "чувствительность" или "функция преобразования".

Номенклатура и применяемость основных параметров сцинтилляционных блоков детектирования

Вид блока

Излучение

Применяемость параметров

Ам-

пли-

туд-

ное раз-

ре-

ше-

ние

Отно-

шение пик/

долина (ко-

бальт-60)

Эффек-

тивность регист-

рации

Фон

Не-

ста-

биль-

ность

Чув-

стви-

тель-

ность

Ани-

зо-

тро-

пия

Фун-

кция пре-

обра-

зова-

ния

Ос-

нов-

ная по-

греш-

ность

Инте-

граль-

ная нели-

ней-

ность

До-

пол-

ни-

тель-

ная по-

греш-

ность

Пол-

ная

В пике пол-

ного погло-

щения

Спектро-

метрический

Нейтронное

(низкоэнерге-тическое) и рентгеновское

Счетный

Нейтронное

Примечание. Знак "+" означает, что параметр обязательно включают в НТД на конкретные блоки детектирования, за исключением параметра "отношение пик/долина", включаемого в НТД по требованию заказчика, если этот параметр есть в ТУ на применяемый детектор. Знак "-" означает, что параметр не включают в НТД на конкретные блоки.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.3. Время установления рабочего режима блоков - по ГОСТ 27451-87.

1.4. Время непрерывной работы - по ГОСТ 27451-87.

1.3, 1.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.5. Требования к конструкции

1.5.1. Размеры и геометрическая форма цилиндрических, цилиндро-призматических, коническо-цилиндрических, ступенчато-цилиндрических, сферическо-цилиндрических, комбинированных, цилиндро-призматических и комбинированных ступенчато-цилиндрических блоков детектирования - по ГОСТ 16839-71 и ГОСТ 18166-72.

Примечание. Для блоков детектирования, не предназначенных для серийного производства, по согласованию между заказчиком и разработчиком могут быть установлены другие геометрические формы и размеры.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.5.2. Блоки должны иметь степень защиты от поражения электрическим током IP40 по ГОСТ 14254-80*.

1.5.3. Конструктивное исполнение блоков, при необходимости, должно обеспечивать возможность быстрого и легкого проведения дезактивации.

1.6. Требования к устойчивости и прочности при внешних механических воздействиях

1.6.1. Блоки должны быть устойчивыми и прочными к воздействию синусоидальных вибраций в соответствии с требованиями ГОСТ 27451-87.

(Измененная редакция, Изм. N 2)

1.6.2. Блоки, подвергаемые в условиях эксплуатации механическим ударам, должны быть устойчивыми и прочными к ударному воздействию по ГОСТ 27451-87.

1.6.3. Блоки в упаковке должны выдерживать воздействие удара при свободном падении по ГОСТ 27451-87.

1.6.4. Блоки в упаковке должны выдерживать периодические удары по ГОСТ 27451-87.

1.6.2-1.6.4. (Измененная редакция, Изм. N 2).

1.6.5. В условиях транспортирования блоки должны выдерживать воздействие механических нагрузок по ГОСТ 27451-87.

(Измененная редакция, Изм. N 2)

1.7. Требования к устойчивости при внешних климатических воздействиях

1.7.1. Блоки должны быть устойчивыми к воздействию температуры, влажности и атмосферного давления по ГОСТ 27451-87.

1.7.2. В условиях транспортирования блоки должны выдерживать воздействие повышенной (пониженной) температуры, повышенной влажности по ГОСТ 27451-87.

1.7.1, 1.7.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).

1.8. Требования к надежности - по ГОСТ 27451-87.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.8.1, 1.8.2. (Исключены, Изм. N 2).

1.9. Требования к комплектности

1.9.1. Комплект блоков должен включать:

а) блок детектирования;

б) запасные части и принадлежности;

в) эксплуатационную документацию по ГОСТ 2.601-68*.

1.10. Требования к маркировке, упаковке, транспортированию и хранению - по ГОСТ 27451-87.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.10.1-1.10.4. (Исключены, Изм. N 2).

1.11. Требования безопасности - по ГОСТ 27451-87.

(Введен дополнительно, Изм. N 2).

2. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

2.1. Общие положения

2.1.1. При проведении испытаний следует применять аппаратуру и приборы, прошедшие очередную аттестацию в соответствии с техническими условиями на них.

2.1.2. Основные параметры (п.1.2), указанные в таблице, и характеристики измеряют в нормальных условиях по ГОСТ 27451-87, если в НТД на конкретные блоки не указано иное.

(Измененная редакция, Изм. N 2)

2.1.3. Все измерения проводят после установления рабочего режима.

2.1.4. Все испытания проводят при внешнем гамма-фоне не более 1,8·10

А·кг

(25 мкР·ч

), если в НТД на конкретные блоки не указано иное.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2. Измерение амплитудного разрешения

2.2.1. Общие положения

2.2.1.1. Блоки до момента измерения подвергают облучению соответствующим радионуклидом в течение времени не менее, чем время установления рабочего режима.

2.2.1.2. Измерения проводят при закрытом блоке, если светозащищенность его не обеспечена конструкцией.

2.2.1.3. Скорость счета импульсов при определении спектра в интегральном режиме измерения не должна превышать 3·10

Это требование обеспечивается:

а) выбором соответствующего расстояния между источником излучения и входным окном блока - при измерении гамма- и рентгеновского излучений;

б) выбором соответствующей активности источника излучения при измерении альфа-, бета-, рентгеновского и нейтронного излучений.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2.1.4. Амплитудный спектр импульсов измеряют в течение времени, за которое в канале, соответствующем максимуму пика полного поглощения или краю комптоновского поглощения, будет зарегистрировано не менее 3·10

импульсов.

2.2.1.5. Источники альфа- и бета- излучений устанавливают на расстоянии не более 5 мм от входного окна блока, если в НТД на конкретные блоки не указано иное.

2.2.1.6. Значение напряженности магнитного поля вблизи блока не должно превышать 16 А·м

2.2.2. Аппаратура

2.2.2.1. Характеристики применяемой аппаратуры должны соответствовать следующим требованиям:

а) блок обработки данных:

интегральная нелинейность ±1,5%,

дифференциальная нелинейность ±3%,

погрешность времени измерения ±0,01%,

амплитуда импульса на входе не более 10 В,

б) источники питания:

низкого напряжения ±12 В ±0,01 В или ±15 В ±0,01 В,

высокого напряжения (от 600 до 2000 или 2500 В) ±1%,

нестабильность высокого напряжения ±0,05%.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2.2.2. Источники излучения - по ГОСТ 27451-87, если в НТД на конкретные блоки не указаны иные.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.3. Проведение измерений

Рабочее напряжение блока детектирования и усиление усилителя блока обработки данных выбирают такими, чтобы положение максимума кривой распределения амплитуд измеряемых импульсов лежало в интервале между 75 и 90% максимального уровня многоканального анализатора импульсов. При этом рабочее напряжение источника высокого напряжения должно обеспечивать оптимальное значение амплитудного разрешения

Затем набирают дифференциальный спектр амплитуд импульсов в области, соответствующей энергии выбранного излучения.

По полученному спектру определяют ширину кривой распределения амплитуд импульсов на ее полувысоте

и положение максимума кривой распределения

2.2.4. Обработка результатов измерений

Значение

в процентах определяют по формуле

. (1)

Значение

в единицах энергии, фДж (кэВ), определяют по формуле

. (2)

2.3. Измерение отношения между пиком и долиной для гамма-излучения нуклида кобальт-60

2.3.1. Общие положения - по п.2.2.1.

2.3.2. Аппаратура и источник излучения

2.3.2.1. Аппаратура - по п.2.2.2.

2.3.2.2. Источник излучения - образцовый спектрометрический источник гамма-излучения (ОСГИ) кобальт-60.

2.3.3. Проведение измерений

С помощью спектрометрического блока обработки данных (многоканального анализатора импульсов) измеряют дифференциальный спектр. Затем определяют число импульсов

, соответствующее энергии 213 фДж (1,33 МэВ), и минимальное число импульсов

, зарегистрированное между фотопиками, соответствующими энергиям 213 фДж (1,33 МэВ) и 186 фДж (1,16 МэВ).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.3.4. Обработка результатов

Отношение между пиком и долиной

пик/долина для нуклида кобальт-60 определяют по формуле

. (3)

2.4. Измерение полной эффективности регистрации

2.4.1. Общие положения - по п.2.2.1.

2.4.2. Аппаратура - по п.2.2.2.

2.4.3. Проведение измерений

Измеряют число импульсов

, обусловленных контролируемым излучением, при определенной геометрии измерения "источник излучения - блок", которая должна быть указана в НТД на конкретный блок.

Если геометрия не указана, то источник излучения устанавливают на торцевом окне блока. Скорость счета

выбирают с таким расчетом, чтобы она была на порядок больше, чем скорость счета импульсов, обусловленных фоновым излучением.

Время измерения

выбирают таким, чтобы число зарегистрированных импульсов составляло примерно 10

. Источник излучения снимают с блока детектирования и при тех же условиях определяют число импульсов фона

2.4.4. Обработка результатов

Скорость счета импульсов

, обусловленных контролируемым излучением, вычисляют по формуле

. (4)

Полную эффективность регистрации

в процентах определяют как частное от деления скорости счета импульсов и числа частиц (квантов), испускаемых источником излучения

, (5)

где

- активность используемого источника, Бк;

- среднее число частиц, испускаемых при одном акте распада.

Для паспортных данных активности источника необходимо сделать поправку на изменение активности

в результате радиоактивного распада по формуле

, (6)

где

- активность источника на момент аттестации, Бк;

- постоянная распада;

- время, прошедшее между аттестацией источника и моментом измерения.

При указании значения полной эффективности

необходимо указать геометрию и условия измерений, например,

20% (точечный источник

Cs на расстоянии 50 мм от торцевого окна блока, уровень порога дискриминации

50 кэВ).

(Измененная редакция, Изм. N 2)

2.4а. Измерение эффективности регистрации в пике полного поглощения

2.4а.1. Общие положения - по п.2.2.1.

2.4а.2. Аппаратура - по п.2.2.2.

2.4а.3. Проведение измерений

Источник гамма-излучения известной активности, например из набора ОСГИ, располагают над блоком детектирования в заданной геометрии. С помощью многоканального анализатора импульсов проводят регистрацию гамма-спектра в режиме "живого" времени.

Определяют число импульсов, зарегистрированных в пике полного поглощения

соответствующей энергии. Указанные измерения повторяют три раза.

2.4а.4. Обработка результатов

Эффективность регистрации в пике полного поглощения

, в процентах для данного значения энергии рассчитывают по формуле

, (5а)

где

- активность источника на момент аттестации, Бк;

- время измерения спектра, с;

- среднее число частиц, испускаемых при одном акте распада;

- время, прошедшее между аттестацией источника и моментом измерения;

- постоянная распада.

2.4а.5. Среднюю эффективность регистрации в пике полного поглощения для данной геометрии

в процентах рассчитывают по формуле

(5в)

2.4а, 2.4a.1-2.4a5. (Введены дополнительно, Изм. N 2).

2.5. Измерение фона

2.5.1. Общие положения - по п.2.2.1.

2.5.2. Аппаратура - по п.2.2.2.

2.5.3. Проведение измерений

Измеряют число импульсов при отсутствии облучения вблизи блока.

Суммарное время измерения

вычисляют по формуле

. (7)

Время одного измерения

определяют из отношения

, (8)

где

- число измерений от 3 до 10;

, (9)

где

- скорость счета импульсов фона, соответствующая указанной в НТД на конкретные блоки.

По отдельным значениям числа импульсов

, измеряемым за время

, определяют скорость счета импульсов фона

, с

, по формуле

. (10)

2.5.4. Оценка результатов

Скорость счета импульсов считают удовлетворительной, если:

а)

- для

(11)

б)

- для

(12)

2.6. Измерение нестабильности

2.6.1. Общие положения - по п.2.2.1.

2.6.2. Аппаратура - по п.2.2.2.

2.6.3. Проведение измерений

Измерения проводят, учитывая соотношение максимальной допустимой погрешности измеряемой величины

, обусловленной нестабильностью параметров блока и блока обработки данных, к стандартному отклонению статистической погрешности

в двух случаях:

а) если

. (13)

Измерения проводят не менее 8 раз с интервалом времени 60 мин между отдельными измерениями и с результатами

(где

1, ..., 8); измеряемыми параметрами

могут быть: скорость счета импульсов, положение максимума кривой распределения, ток и др.

определяют по истечении времени установления рабочего режима.

Разность максимального и минимального полученных значений

определяют по формуле

. (14)

Блок считают выдержавшим испытание, если

; (15)

б) если

. (16)

Измерения проводят не менее 16 раз с интервалом 30 мин между отдельными измерениями, с результатами

; (где

1, ..., 16); измеряемыми параметрами

могут быть: число импульсов, скорость счета импульсов, ток и др.

определяют по истечении времени установления рабочего режима блока.

Блок считают выдержавшим испытание, если

, (17)

где

; (18)

- максимально допустимое среднее квадратическое отклонение, определяемое по формуле

. (19)

Это отношение основано на предположении, что погрешность, обусловленная нестабильностью параметров блока и блока обработки данных, имеет прямоугольное распределение плотности вероятности шириной не более 2

и статистическая погрешность рассматривается в интервале надежности 99%. Отношение действительно только для 16 измерений.

Примечание. Наиболее распространенные виды испытаний на нестабильность приведены в справочном приложении.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.7. Измерение чувствительности

2.7.1. Общие положения - по п.2.2.1.

2.7.2. Аппаратура - по п.2.2.2.

2.7.3. Проведение измерений - по п. 2.4.3.

2.7.4. Обработка результатов

Скорость счета сигнальных импульсов

, с

, соответствующих используемому источнику излучения, вычисляют по формуле

. (20)

Чувствительность

в значениях скорости счета импульсов на секунду измеряемой величины

(например суммарной активности, потока частиц или гамма-квантов, мощности дозы и т.п.) определяют по формуле

. (21)

2.7а. Измерение отношения альфа-бета или альфа-гамма излучений

2.7а.1. Общие положения - по п.2.2.1.

2.7а.2. Аппаратура - по п.2.2.2.

2.7а.3. Проведение измерений

Измеряют дифференциальные спектры альфа и бета (гамма)-излучений при номинальных рабочих условиях, при заданной ширине окна анализатора в области, соответствующей энергии измеряемого излучения. Рабочее напряжение блока детектирования и усиление усилителя блока обработки данных выбирают с таким расчетом, чтобы положение максимумов пиков находилось между 75 и 90% от максимума диапазона анализатора. Устанавливают положения максимумов пиков, соответствующих альфа- и бета (гамма)-излучениям.

Отношение альфа-бета (гамма)-излучений

вычисляют по формуле

где

- энергия альфа-излучения;

- энергия бета (гамма)-излучения.

2.7а-2.7а.3. (Введены дополнительно, Изм. N 1).

2.8, 2.8.1, 2.8.2. (Исключены, Изм. N 2).

2.9. Определение анизотропии чувствительности

Проведение измерений и обработка результатов - по ГОСТ 27451-87.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.10. Проверка функции преобразования

Проверку проводят по методике, изложенной в НТД на конкретные блоки.

2.11. Определение основной погрешности

Основную погрешность определяют по методике, изложенной в НТД на конкретные блоки.

2.11а. Определение интегральной нелинейности

Интегральную нелинейность определяют по НТД на конкретные блоки.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.12. Определение времени установления рабочего режима и времени непрерывной работы (пп.1.3; 1.4)

Подготовка к измерениям, проведение измерений и обработка результатов измерений - по ГОСТ 27451-87.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.13. Измерение протяженности и наклона плато (при необходимости)

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.13.1. Общие положения - по п.2.2.1

2.13.2. Аппаратура - по п.2.2.2 с применением нуклидов

Pu,

Am.

2.13.3. Проведение измерений

Блок подключают к входу усилителя и измеряют счетную характеристику. Регистрируемые скорости счета должны находиться в интервале значений, где потери скорости счета, вызванные значением времени разрешения блока, не должны превышать 1%.

Максимальную скорость счета при этом определяют по разрешаемому времени блока обработки данных по черт.1.

- максимальная скорость счета импульсов;

- разрешающее время блока обработки данных

Черт.1

Полученные значения наносят на график, построенный в соответствии с черт.2. В области плато вычерчивают прямую. Протяженность плато в вольтах определяют участком счетной характеристики, в пределах которого ход счетной характеристики совпадает с вычерченной прямой.

- скорость счета;

- напряжение фотоумножителя

Черт.2

2.13.4. Обработка результатов

Наклон плато

в процентах, умноженных на вольт в минус первой степени, определяют по формуле

, (22)

где

- протяженность плато, В;

- скорость счета в начале плато, с

;

- скорость счета в конце плато, с

2.14. Проверка конструкции

2.14.1. Размеры, геометрическую форму проверяют сличением с рабочими чертежами с помощью измерительных средств, обеспечивающих требуемую точность измерения.

2.14.2. Проверка степени защиты (п.1.5.2) - по ГОСТ 14254-80.

2.14.3. Проверку дезактивации проводят по методике, изложенной в НТД на конкретные блоки.

2.15. Испытания на устойчивость и прочность при воздействии синусоидальных вибраций, ударных нагрузок, соответствующих рабочим условиям (пп.1.6.1, 1.6.2), - по

ГОСТ 27451-87.

2.16*. Испытание блока в упаковке на воздействие удара при свободном падении (п.1.6.3) и на воздействие периодических ударов - (п.1.6.4) - по ГОСТ 25978-83.

2.15, 2.16. (Измененная редакция, Изм. N 2).

2.17. Испытание на воздействие механических нагрузок в условиях транспортирования (п.1.6.5) - по ГОСТ 27451-87.

2.18. Испытание блока на воздействие температуры, влажности и атмосферного давления (п.1.7.1) - по ГОСТ 27451-87.

2.19. Испытание на воздействие повышенной (пониженной) температуры и повышенной влажности в условиях транспортирования (п.1.7.2) - по ГОСТ 27451-87.

2.17-2.19. (Измененная редакция, Изм. N 2)

2.20. Проверка показателей надежности

2.20.1. Соответствие требованиям к надежности блоков детектирования (п.1.8) проверяют расчетным путем.

2.21. Проверка комплектности

2.21.1. Комплектность (п.1.9) проверяют сличением с данными, приведенными в НТД на конкретные блоки.

2.22. Проверка маркировки

2.22.1. Место маркировки (п.1.10) и содержание ее проверяют сличением с чертежами и данными, приведенными в НТД на конкретные блоки.

2.22.2. Надписи и обозначения, нанесенные на блок, пятикратно протирают хлопчатобумажной тканью, смоченной в воде, спирте, бензине, и средствами дезактивации последовательно в соответствии с указаниями, установленными в НТД на конкретные блоки.

Маркировку считают выдержавшей проверку, если нет повреждений надписи и обозначений.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ НА НЕСТАБИЛЬНОСТЬ

Наиболее распространенные виды испытаний на нестабильность:

а) измерение нестабильности суммарного усиления при дифференциальном режиме обработки данных.

Метод используют при измерении нестабильности суммарного усиления по изменению положения максимума кривой распределения при дифференциальном режиме обработки данных, если энергетическое разрешение лучше чем 40%.

Рабочие условия (высоковольтное напряжение и усиление усилителя) подбирают с таким расчетом, чтобы положение максимума кривой распределения находилось между 70 и 90% максимального диапазона анализатора.

Определяют положения максимума кривой распределения по отдельным измерениям и обозначают их

Блок считают выдержавшим испытание на нестабильность при соблюдении условия

[неравенство (15) для величины

где

- максимальное допустимое относительное изменение суммарного усиления, %;

б) измерение нестабильности суммарного усиления при интегральном режиме обработки данных.

Метод используют при измерении нестабильности суммарного усиления по изменению скорости счета импульсов в максимуме кривой распределения при интегральном режиме обработки данных, если энергетическое распределение более 40%.

Рабочие условия (высоковольтное напряжение и усиление усилителя) подбирают с таким расчетом, чтобы положение максимума кривой распределения находились между 70 и 90% максимального диапазона анализатора.

Измеряют скорость счета импульсов

в интервале

где

- положение максимума кривой распределения;

определяют по формуле

где

- максимальное значение энергетического разрешения, указанное в сопроводительной документации на конкретный блок.

Измеряют скорость счета импульсов при интегральном режиме обработки данных

1, ... при уровне дискриминации, установленном таким образом, чтобы для первого измерения было соблюдено условие

Продолжительность измерения

выбирают таким образом, чтобы было соблюдено неравенство

Блок считают выдержавшим испытание при соблюдении условия [неравенство (15) для величины

Коэффициент

определяют по таблице


, %	, %
6	3,95
7	4,37
8	4,82
9	5,30
10	5,79
11	6,28
12	6,76
14	7,77
16	8,77
18	9,80
20	10,87
25	13,39
30	16,13
40	21,43

в) измерение нестабильности суммарного усиления при режиме широкого канала или интегральном режиме обработки данных.

Метод используют при измерении нестабильности суммарного усиления по измерению скорости счета импульсов в пределах избранного интервала энергии при режиме обработки данных.

Измеряют скорость счета импульсов

1, …

. Время измерения

выбирают с таким расчетом, чтобы

Блок считают выдержавшим испытания на нестабильность при соблюдении условия

где

- изменение скорости счета импульсов, соответствующее максимальному допустимому изменению суммарного усиления.