Время измерения дозиметров-радиометров

Время измерения естественного фона радиации либо время  выявления радиоактивных аномалий является главнейшей характеристикой технических средств. В поисковом дозиметре современного образца, разработанном для быстрого определения и контроля радиоактивности, изменять время измерения устройства должен не пользователь вручную, а напротив, устройство должно самостоятельно в автоматическом режиме приспосабливаться и менять свое время измерения, зависимо от мощности ионизирующего излучения и не зависимо от вида излучения, будь то α, β или гамма.
В рамках от 20 до 40c и плотности потока (далее ПП) β — частиц от 40 до 80с дозиметры ЭКО-1, ЭКО-1M, МКГ-01 и MKC-151 имеют (см. Табл. 3) постоянное время каждого однократного или циклического измерения мощности дозы. На протяжении этого длительного промежутка времени измерения на экране устройств не передается какая-либо текущая цифровая информация о мощности и уровне изучаемого излучения радиации. Это значительно затрудняет применение этих устройств для быстрого поиска денежных знаков и участков с радиоактивным загрязнением (РЗ).
Помимо этого, время измерения мощности дозы и ПП β-частиц ЭКО-1, ЭКО-1M, МКГ-01 и MKC-151 приборов с ошибкой не больше основной величины погрешности в особенности на уровне фоновой радиации, значительно повышается (от 60c до 200c — для МЭД; от 120c до 400c — для ПП β- частиц) т.к. необходимо проведение трех-пяти разовых измерений с вычислением их среднеарифметического значения вручную.
В РЭ дозиметра ЭКО-M указано время измерения мощности  дозы:
20c — Мощность  дозы 0,1- 5 мкЗв/ч;
10c — Мощность  дозы 5-50 мкЗв/ч;
2c — Мощность дозы 50-1000 мкЗв/ч.
Пользователь  заблаговременно вводит, вручную выбирая в меню управления устройства из списка дискретных значений времени 60, 20, 10 или 2c переменную величину измерения времени мощности экспозиционной дозы в устройствах ЭКО-1M и МКГ-01.
Персонал должен быть высокой квалификации, чтобы вручную выбирать параметры измерения. На примере приведем стандартный возможный сценарий измерения на уровне натурального фона радиации: в дозиметре «ЭКО-1M»  (или МКГ-01).  Пользователь зафиксировал время измерения 10 секунд или что еще хуже – 2 секунды и начал приближать прибор к объекту измерения и устанавливает результат. В данной ситуации измеренный результат может в несколько раз отличаться от настоящего, ведь при определении ответа за основу берутся значения, установленые за очень короткий (для применяемого в ЭКО-1M алгоритма обработки) промежуток времени.
При поиске денежных знаков с РЗ, значительно замедляет работу кассового работника время измерения ПП β — частиц ЭКО-1M (из  РЭ) которое составляет предельно высокую установленную величину 50c. Для эффективности оценки ЭКО-1M нарисуем себе достоверную картину работы в банковских условиях. В инструкции Центрального Банка РФ от 4 декабря 2007 года №131-И отмечено, что обнаруженные ДЗРЗ в мешках или коробках крупного габарита проводится со всех сторон коробки тоже на расстоянии 3-5 мм от ее поверхности с шагом 10-20 см. Работник должен действовать, следуя данной Инструкции таким образом:
1.         Активировав кнопку «РЕЖИМ» запустите измерение. Прибор необходимо удерживать в точке на поверхности коробки, масса прибора 450 грамм. Появление результата необходимо ждать где-то 50 с. Потом в уме полученный результат сопоставляем с требованиями инструкции – 10 част/(см2*мин). Делаем вывод.
2.            Прибор перемещаем в другую точку на поверхности коробки. Операцию повторить по п.(1).
Нужно отметить, что во время измерения оператор не знает текущую величину ПП β – частиц, т.к. результат будет виден только по завершению выдержки. На коробке большого размера подобных точек может быть несколько 10-ов. Потребуется от 15-20 минут на одну коробку, а это абсолютно недопустимо в условиях поточной массовой проверки.
Этот же процесс проверки с дозиметрами MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA проходит намного эффективнее. Ввиду того, что данные дозиметры имеют способность оперативно определить совершенно несущественные (сопоставимые с фоном) изменения ПП β — частиц и непрерывно обновляют результат (ежесекундно), осмотр коробки (упаковки) большого размера можно осуществлять в реальном времени. Для этого нужно будет передвигать прибор медленно по поверхности со скоростью несколько см/сек. Повышение ПП на  10 част/(см2*мин)  будет безошибочно записано и моментально выведено на экран. Помимо этого,  превышение порога дозиметр может показывать в виде звуковой сигнализации. Ее можно установить на любом уровне, к примеру в согласовании с требованиями Инструкции ЦБ — 10 част/(см2*мин).
Если по звуковому сигналу обнаружилось событие, следует задержать прибор в сомнительной точке на некоторое время, дождаться пока статистическая ошибка понизится до необходимого уровня (к примеру до 20%) и записать результат. И напоследок, в дозиметрах MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA не нужно будет вручную устанавливать время измерения, это проходит автоматически. Из этого следует, что пользователю MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA не понадобится умственно напрягаться по выбору времени измерения и анализу чисел на индикаторе.
Появляется вопрос: почему дозиметры MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA имеют настолько быструю реакцию, если сравнивать их с обычными стандартными приборами. Суть в том, что стандартные приборы просто считают число импульсов от обнаружителя (детектора) за определенное время, а потом это количество делится на время и получается результат. Если работать с ПП β-частиц, сопоставимыми с уровнем фора (именно такие уровни на практике представляют предельный интерес) требуется время измерения где-то 50-100с, чтобы получить доступную погрешность. Когда разрабатывали MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA внимание в основном было направленно на работу на небольших ПП. После чего был разработан и протестирован на практике особый алгоритм статистической обработки, который безошибочно распознает самые малые изменения скорости счета. В подобном алгоритме используются статистические методы для небольшого количества событий (n<30). Предыстория событий сохраняется в программе приборов. Ежесекундно пересчитывается вероятность того, что уровень был изменен. Как только такая вероятность превысила порог достоверности, новый результат начинает формировать и отображаться снова. Это сразу же можно будет увидеть на индикаторе: изменяется результат, а погрешность резко увеличивается. Тут следует задержать прибор в точке подозрения, чтобы получить результат с необходимой погрешностью.
Отсюда следует, что в дозиметрах MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA границы времени измерения и его длительность выбираются динамически. Каждую секунду приборы проводят статистический анализ предыдущей истории с целью выявить изменения уровня излучения радиации. Когда подобное изменения точно выявлено, границы временного окна автоматически корректируются программой устройства так, чтобы величины, которые были до изменения, не входили в результат вычисления. Подобный алгоритм дает возможность максимально быстро получить нужный ответ, а пользователю не понадобится точно придерживаться временного интервала измерения.

ВЫВОДЫ

В дозиметрах-радиометрах MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA используется оригинальный математический алгоритм статистической обработки сигналов каждую секунду. Границы и длительность времени выбираются динамически. Цифровые показания на мониторе результатов измерения меряются ежесекундно. Их коэффициент вариации (статистическая погрешность) обеспечивает такие преимущества над подобными приборами:
1.         ПП β — частиц дозиметра-радиометра MKC-03CA и время измерения мощности  дозы на уровне нормального фона радиации составляет 20с. Это в 5-20 раз меньше, чем у других приборов в Таблице 3.
2.         Времена измерения МД и ПП β — частиц с основной погрешностью равно 15-25 процентов дозиметров MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и приборов ЭКО-1, ЭКО-1M, МКГ-01 и MKC-151 на уровне натурального фона радиации примерно равны. Невзирая на то, что чувствительность к излучению  радиации 137Сs  детектора β (1) (приборов MKC-01CA1M, MKC-02CA1)  почти в четыре раза меньше чувствительности СБТ-10A (приборов см. Табл. 3).
3.         При повышенном радиоактивном фоне (при величине МД больше 1-10 мкЗв/час или ПП β — частиц свыше 100-1000 част /(см2*мин) время измерения МД и ПП β – частиц MKC-01CA1M, MKC-02CA1 в 5-10 раз меньше, чем у ЭКО-1, ЭКО-1M, МКГ-01 и MKC-151.
4.         Время срабатывания и фиксирования показаний монитора при скачкообразном изменении (в 5-10 раз и больше) интенсивности излучения прибора MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA также в пять-десять раз меньше, чем у ЭКО-1, ЭКО-1M, МКГ-01 и MKC-151.
5.         Оператору хватит всего пары секунд наблюдения на мониторе MKC-01CA1M, MKC-02CA1 и MKC-03CA итогов измерения МД либо ПП β – частиц для оперативного мониторинга величины настоящего измеряемого уровня радиации, даже в условиях натурального радиационного фона.