[go: up one dir, main page]

RU2571885C1 - Self-contained mobile device for detecting hazardous substances concealed underwater - Google Patents

Self-contained mobile device for detecting hazardous substances concealed underwater Download PDF

Info

Publication number
RU2571885C1
RU2571885C1 RU2014125507/28A RU2014125507A RU2571885C1 RU 2571885 C1 RU2571885 C1 RU 2571885C1 RU 2014125507/28 A RU2014125507/28 A RU 2014125507/28A RU 2014125507 A RU2014125507 A RU 2014125507A RU 2571885 C1 RU2571885 C1 RU 2571885C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
torpedo
neutron
block
unit
operator
Prior art date
Application number
RU2014125507/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Быстрицкий
Сергей Валентинович Силантьев
Евгений Валерьевич Зубарев
Юрий Николаевич Рогов
Андрей Вячелславович Рогачёв
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии"
Priority to RU2014125507/28A priority Critical patent/RU2571885C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571885C1 publication Critical patent/RU2571885C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device for detecting hazardous substances concealed underwater comprises an inspection module which holds a source of labelled monochromatic neutrons and accompanying monochromatic α-particles, an α-particle detector, enclosed in a vacuum chamber, a γ-radiation detector and a recording electronic system, wherein the device is in the form of a self-contained module with zero buoyancy which can be moved by an operator; a torpedo-like unit equipped with an arched handle, the unit acting as a sealed container underwater work, which holds a source of labelled monochromatic neutrons, arranged such that the axis of the central labelled neutron beam coincides with the longitudinal axis of the torpedo-like unit, a power source and a recording electronic system; two γ-radiation detectors are mounted on the front part of the torpedo-like unit, the detectors being arranged symmetrically about the centre axis of the labelled neutron beam and at a distance from the housing of the torpedo-like unit which is sufficient to protect scintillation crystals of the γ-radiation detectors by a water layer from a direct stream of neutrons emitted by a neutron generator in a solid angle of 4π; an operator interface monitor and a control panel are placed outside the torpedo-like unit, usually at the handle; an indicating light for presence/absence of neutron radiation generated by the neutron generator is mounted outside the torpedo-like unit.
EFFECT: high reliability of detecting hazardous substances and radioactive substances.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области определения состава скрытых опасных веществ (ОВ), в том числе радиоактивных веществ (РВ) с использованием радиационных методов на основе измерения интенсивности вторичной эмиссии гамма-квантов, возникающих под действием нейтронов, в частности, для неразрушающего дистанционного контроля объектов, находящихся под водой.The invention relates to the field of determining the composition of hidden hazardous substances (OM), including radioactive substances (RS) using radiation methods based on measuring the intensity of the secondary emission of gamma rays generated by neutrons, in particular for non-destructive remote control of objects located under the water.

Известно устройство для обнаружения и идентификации скрытых опасных веществ (ОВ) - патент РФ №2503955, содержащее источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, заключенные в вакуумную камеру, детектор γ-излучения и регистрирующую электронику, включающую блок электроники сбора данных, пульт управления, блок программ приема и обработки данных, интерфейс пользователя и источники питания, устройство выполнено в виде двух переносных модулей - рабочего модуля и модуля управления, соединенных кабелями Ethernet-соединения и питания, имеющих длину, обеспечивающую безопасную работу оператора, при этом в досмотровом модуле размещены источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, детектор γ-излучения и регистрирующая электроника; в модуле управления размещены пульт управления, блок программ приема и обработки данных, интерфейс пользователя и источник питания; при этом детектор γ-излучения размещен под углом близким к 45° относительно направления потока меченых монохроматических нейтронов, перпендикулярно передней плоскости модуля, и снабжен защитой от потока монохроматических нейтронов; в качестве детектора α-частиц используется многоэлементный кремниевый детектор, спектроскопический канал детектора γ-излучения снабжен системой термокоррекции, состоящей из термодатчика, закрепленного на кристалле детектора γ-излучения, в тепловом контакте с ним, амплитудно-цифрового преобразователя и одноплатного миникомпьютера, при этом термодатчик соединен линией связи и линией питания с амплитудно-цифровым преобразователем, который соединен системной шиной с одноплатным миникомпьютером, подключенным к системе питания устройства и к модулю управления; устройство содержит модуль намотки соединительных кабелей Ethernet и питания; рабочий модуль размещен в герметичном полимерном контейнере для подводных работ, выполненном с возможностью вакуумирования, снабженном соответствующими водонепроницаемыми разъемами для подвода кабелей Ethernet и питания, к стенке герметичного корпуса контейнера по направлению потока меченых монохроматических нейтронов крепится с помощью фланца водонепроницаемый патрубок, ось которого совпадает с направлением центрального пучка меченых монохроматических нейтронов; при этом патрубок выполнен в виде сильфона с возможностью продольных деформаций, а размер его поперечного сечения выбран исходя из условия пропускания всего потока меченых монохроматических нейтронов; контейнер для подводных работ снабжен опорами, а также системой его затопления.A device for detecting and identifying hidden dangerous substances (S) is known - RF patent No. 2503955, containing a source of labeled monochromatic neutrons and their accompanying monochromatic α-particles, an α-particle detector enclosed in a vacuum chamber, a γ-radiation detector and recording electronics, including a data acquisition electronics unit, a control panel, a data reception and processing program unit, a user interface and power sources, the device is made in the form of two portable modules - a working module and a control module, Connections cables Ethernet-connection and power supply having a length that ensures the safe operation of the operator, the in Inspection module has labeled source of monochromatic neutrons and associated monochromatic α-particles, α-particle detector, γ-ray detector and readout electronics; the control module contains a control panel, a block of data reception and processing programs, a user interface and a power source; wherein the γ-radiation detector is placed at an angle close to 45 ° relative to the direction of the flux of labeled monochromatic neutrons, perpendicular to the front plane of the module, and is protected from the flux of monochromatic neutrons; a multi-element silicon detector is used as the α-particle detector, the spectroscopic channel of the γ-radiation detector is equipped with a thermal correction system consisting of a thermal sensor mounted on the crystal of the γ-radiation detector, in thermal contact with it, an amplitude-to-digital converter and a single-board minicomputer, while the temperature sensor connected by a communication line and a power line with an amplitude-to-digital converter, which is connected by a system bus to a single-board minicomputer connected to the device’s power system Islands and to the control module; the device includes a winding module connecting Ethernet cables and power; the working module is placed in a sealed polymer container for underwater operation, made with the possibility of evacuation, equipped with appropriate waterproof connectors for the supply of Ethernet cables and power, to the wall of the sealed container case in the direction of flow of labeled monochromatic neutrons, a waterproof pipe is mounted with a flange, the axis of which coincides with the direction a central beam of labeled monochromatic neutrons; the nozzle is made in the form of a bellows with the possibility of longitudinal deformations, and the size of its cross section is selected based on the condition of transmission of the entire flux of labeled monochromatic neutrons; the container for underwater operations is equipped with supports, as well as a flooding system.

Общими существенными признаками предлагаемого технического решения, совпадающими с существенными признаками прототипа являются следующие - устройство для обнаружения и идентификации скрытых опасных веществ, содержащее досмотровый модуль, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, заключенные в вакуумную камеру, детектор γ-излучения и регистрирующую электронику, включающую блок электроники сбора данных, пульт управления, блок программ приема и обработки данных, интерфейс пользователя и источники питания; в качестве детектора α-частиц используется многоэлементный кремниевый детектор, спектроскопический канал детектора γ-излучения снабжен системой термокоррекции, состоящей из термодатчика, закрепленного на кристалле детектора γ-излучения, в тепловом контакте с ним, амплитудно-цифрового преобразователя и одноплатного миникомпьютера, при этом термодатчик соединен линией связи и линией питания с амплитудно-цифровым преобразователем, который соединен системной шиной с одноплатным миникомпьютером, подключенным к системе питания устройства и к пульту управления; досмотровый модуль размещен в герметичном контейнере для подводных работ, выполненном с возможностью вакуумирования, снабженном соответствующими водонепроницаемыми разъемами для кабелей Ethernet и питания.Common essential features of the proposed technical solution that coincide with the essential features of the prototype are the following - a device for the detection and identification of hidden hazardous substances, containing an inspection module, which houses a source of labeled monochromatic neutrons and their accompanying monochromatic α-particles, an α-particle detector, concluded in a vacuum chamber, a γ-radiation detector and recording electronics, including a data acquisition electronics unit, a control panel, a reception program unit and data processing, user interface and power supplies; a multi-element silicon detector is used as the α-particle detector, the spectroscopic channel of the γ-radiation detector is equipped with a thermal correction system consisting of a thermal sensor mounted on the crystal of the γ-radiation detector, in thermal contact with it, an amplitude-to-digital converter and a single-board minicomputer, while the temperature sensor connected by a communication line and a power line with an amplitude-to-digital converter, which is connected by a system bus to a single-board minicomputer connected to the device’s power system Islands and to the control panel; the inspection module is housed in an airtight container for underwater work, made with the possibility of evacuation, equipped with appropriate waterproof connectors for Ethernet and power cables.

Известная конструкция-прототип является громоздкой и требует наличия механизма для ее подъема/погружения; позволяет обнаруживать ОВ и РВ только в стационарном состоянии, после фиксации устройства над объектом досмотра; процесс перемещения достаточно долгий, что требует существенных затрат времени на обследование скрытого объекта; не обеспечивает точность наведения пучка меченых нейтронов на определенную, требуемую область обследования скрытого объекта; устройство не позволяет обследовать объекты, находящиеся не на дне водоемов - на вертикальных и наклонных поверхностях объектов досмотра.The known prototype structure is cumbersome and requires a mechanism for its lifting / immersion; Allows detecting explosives and explosives only in a stationary state, after fixing the device over the object of inspection; the process of moving is long enough, which requires a significant investment of time on the examination of a hidden object; It does not provide accuracy of pointing the beam of tagged neutrons to a specific, required area of inspection of a hidden object; the device does not allow to examine objects located not at the bottom of water bodies - on the vertical and inclined surfaces of the objects of inspection.

Предлагаемая конструкция устройства предназначена для решения следующих задач; создание мобильного, автономного и достаточно простого в эксплуатации устройства, не требующего как специальной техники для подъема его и погружения, так и большого количества обслуживающего персонала; существенное ускорение проведения работ по досмотру "подозрительных" объектов под водой с достаточно высокой достоверностью обнаружения ОВ и РВ, расположенных на поверхностях любой формы, в т.ч. на дне водоемов и днищах кораблей, на подводной части опор мостов и т.п.; упрощение процедуры наведение меченого пучка нейтронов на область объекта досмотра с сохранением требуемой точности данной процедуры.The proposed device design is designed to solve the following problems; the creation of a mobile, autonomous and fairly easy to operate device that does not require either special equipment for lifting and diving, or a large number of staff; Significantly accelerated inspection of "suspicious" objects under water with a sufficiently high reliability of detection of organic matter and radioactive substances located on surfaces of any shape, including at the bottom of ponds and bottoms of ships, on the underwater part of bridge supports, etc .; simplification of the procedure for pointing a labeled neutron beam to the area of the object of inspection while maintaining the required accuracy of this procedure.

Для решения данных задач устройство для обнаружения и идентификации под водой скрытых опасных веществ, содержащее досмотровый модуль, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, заключенные в вакуумную камеру, детектор γ-излучения и регистрирующую электронику, включающую блок электроники сбора данных, пульт управления, блок программ приема и обработки данных, интерфейс пользователя и источники питания; в качестве детектора α-частиц используется многоэлементный кремниевый детектор, спектроскопический канал детектора γ-излучения снабжен системой термокоррекции, состоящей из термодатчика, закрепленного на кристалле детектора γ-излучения, в тепловом контакте с ним, амплитудно-цифрового преобразователя и одноплатного миникомпьютера, при этом термодатчик соединен линией связи и линией питания с амплитудно-цифровым преобразователем, который соединен системной шиной с одноплатным миникомпьютером, подключенным к системе питания устройства и к пульту управления; досмотровый модуль размещен в герметичном контейнере для подводных работ, выполненном с возможностью вакуумирования, снабженном соответствующими водонепроницаемыми разъемами для кабелей Ethernet и питания, согласно изобретению выполнено в виде автономного модуля с нулевой плавучестью, с возможностью его перемещения оператором; содержит снабженный дугообразной ручкой торпедообразный блок, выполняющий функции герметичного контейнера для подводных работ, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов, расположенный таким образом, что ось центрального меченого пучка нейтронов совпадает с продольной осью торпедообразного блока, источник питания, регистрирующая электроника, включающая блок электроники сбора данных; к торпедообразному блоку в передней его части прикреплены два γ-детектора, расположенные симметрично относительно центральной оси меченого пучка нейтронов и на расстоянии от корпуса торпедообразного блока, достаточном для обеспечения защиты слоем воды сцинтилляционных кристаллов γ-детекторов от прямого потока нейтронов, испущенных нейтронным генератором в телесный угол 4π; монитор интерфейса оператора и пульт управления расположены снаружи торпедообразного блока (как правило, на самой ручке); длина дугообразной ручки выбрана исходя из условия, что толщина слоя воды между телом оператора, держащегося за ручку, и задней частью торпедообразного блока была достаточной для обеспечения безопасных, в плане радиации (согласно нормам НРБ - 99), условий работы оператора (не меньше 400 мм); на торпедообразном блоке снаружи установлена световая индикация наличия-отсутствия нейтронного излучения, генерируемого нейтронным генератором; пульт управления выполнен в виде установленных на торпедообразном блоке снаружи (то же, как правило, на ручке) кнопок включения-выключения нейтронного генератора, начала-окончания измерения и включения-выключения питания.To solve these problems, a device for detecting and identifying hidden dangerous substances under water, containing an inspection module, which houses a source of labeled monochromatic neutrons and their accompanying monochromatic α-particles, an α-particle detector enclosed in a vacuum chamber, a γ-radiation detector, and recording electronics, including a data acquisition electronics block, a control panel, a block of data reception and processing programs, a user interface and power sources; a multi-element silicon detector is used as the α-particle detector, the spectroscopic channel of the γ-radiation detector is equipped with a thermal correction system consisting of a thermal sensor mounted on the crystal of the γ-radiation detector, in thermal contact with it, an amplitude-to-digital converter and a single-board minicomputer, while the temperature sensor connected by a communication line and a power line with an amplitude-to-digital converter, which is connected by a system bus to a single-board minicomputer connected to the device’s power system Islands and to the control panel; the inspection module is placed in an airtight container for underwater operations, made with the possibility of evacuation, equipped with appropriate waterproof connectors for Ethernet and power cables, according to the invention is made in the form of a stand-alone module with zero buoyancy, with the possibility of its movement by the operator; contains a torpedo-shaped unit equipped with an arcuate handle, which acts as a sealed container for underwater operations, in which a source of labeled monochromatic neutrons is located, located in such a way that the axis of the central labeled neutron beam coincides with the longitudinal axis of the torpedo-shaped unit, a power source that records electronics, including an electronic collection unit data; two gamma detectors are attached to the torpedo block in front of it, located symmetrically relative to the central axis of the labeled neutron beam and at a distance from the torpedo block body, sufficient to protect the scintillation crystals of the gamma detectors from the direct neutron flux emitted by the neutron generator into the body angle 4π; the operator interface monitor and the control panel are located outside the torpedo block (usually on the handle itself); the length of the arcuate handle is selected based on the condition that the thickness of the water layer between the body of the operator holding the handle and the rear of the torpedo block was sufficient to ensure safe, in terms of radiation (according to NRB-99 standards), operator conditions (not less than 400 mm ); on the torpedo-shaped block, outside there is a light indication of the presence-absence of neutron radiation generated by a neutron generator; the control panel is made in the form of buttons on-off of a neutron generator installed on a torpedo block outside (the same, as a rule, on a handle), on-off measurement and on-off power.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения от известного, принятого за прототип, являются следующие - устройство выполнено в виде автономного модуля с нулевой плавучестью, с возможностью его перемещения оператором; содержит снабженный дугообразной ручкой торпедообразный блок, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов, расположенный таким образом, что ось центрального меченого пучка нейтронов совпадает с продольной осью торпедообразного блока, источник питания, регистрирующая электроника, включающая блок электроники сбора данных; к торпедообразному блоку в передней его части прикреплены два γ-детектора, расположенные симметрично относительно центральной оси меченого пучка нейтронов и на расстоянии от корпуса торпедообразного блока, достаточном для обеспечения защиты слоем воды сцинтилляционных кристаллов γ-детекторов от прямого потока нейтронов, испущенных нейтронным генератором в телесный угол 4π; монитор интерфейса оператора и пульт управления расположены снаружи торпедообразного блока (как правило, на самой ручке); длина дугообразной ручки выбрана исходя из условия, что толщина слоя воды между телом оператора, держащегося за ручку, и задней частью торпедообразного блока была достаточной для обеспечения безопасных, в плане радиации, условий работы оператора; на торпедообразном блоке снаружи установлена световая индикация наличия-отсутствия нейтронного излучения, генерируемого нейтронным генератором; пульт управления выполнен в виде установленных на торпедообразном блоке снаружи кнопок включения-выключения нейтронного генератора, начала-окончания измерения и включения-выключения питания.Distinctive features of the proposed technical solution from the well-known adopted for the prototype are the following - the device is made in the form of an autonomous module with zero buoyancy, with the ability to move it by the operator; contains a torpedo-shaped unit equipped with an arcuate handle, in which a source of labeled monochromatic neutrons is located, located in such a way that the axis of the central labeled neutron beam coincides with the longitudinal axis of the torpedo-shaped unit, a power source that records electronics, including a data acquisition electronics unit; two gamma detectors are attached to the torpedo block in front of it, located symmetrically relative to the central axis of the labeled neutron beam and at a distance from the torpedo block body, sufficient to protect the scintillation crystals of the gamma detectors from the direct neutron flux emitted by the neutron generator into the body angle 4π; the operator interface monitor and the control panel are located outside the torpedo block (usually on the handle itself); the length of the arcuate handle is selected based on the condition that the thickness of the water layer between the body of the operator holding the handle and the rear of the torpedo block was sufficient to ensure safe, in terms of radiation, working conditions of the operator; on the torpedo-shaped block, outside there is a light indication of the presence-absence of neutron radiation generated by a neutron generator; the control panel is made in the form of buttons on-off of a neutron generator installed on a torpedo block outside, on-off measurement and on-off power.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными из прототипа достигаются следующие технические результаты:Due to the presence of these distinctive features in conjunction with the known from the prototype, the following technical results are achieved:

- устройство является мобильным, автономным и может быть погружено в воду, как с берега, так и с любого плавсредства;- the device is mobile, autonomous and can be immersed in water, both from the shore and from any watercraft;

- обеспечивается свободное ручное перемещение модуля в водной среде в любом направлении (корпус модуля водонепроницаем и изготовлен из пластика, либо из прочного легкого сплава, и имеет обтекаемую (торпедообразную) форму для уменьшения сопротивления водной среды при его перемещении);- free manual movement of the module in the aquatic environment in any direction is ensured (the module case is waterproof and made of plastic or of durable light alloy, and has a streamlined (torpedo) shape to reduce the resistance of the aquatic environment when moving it);

- позволяет осуществлять надежную фиксацию устройства под водой вблизи объекта досмотра, расположенного на поверхности любой ориентации;- allows for reliable fixation of the device under water near the object of inspection located on the surface of any orientation;

- обеспечивает высокую достоверность обнаружения скрытых опасных и радиоактивных веществ за счет увеличения статистики набора событий, зарегистрированных двумя гамма-детекторами;- provides high reliability of the detection of hidden dangerous and radioactive substances by increasing the statistics of a set of events recorded by two gamma-detectors;

- обеспечивает простое и точное наведение пучка меченых нейтронов на объект досмотра под водой;- provides a simple and accurate guidance of a beam of tagged neutrons to the object of inspection under water;

- обеспечивает необходимую защиту гамма-детекторов от прямого попадания нейтронов испущенных портативным нейтронным генератором;- provides the necessary protection for gamma detectors from direct neutrons emitted by a portable neutron generator;

- обеспечивает необходимую радиационную защиту оператора при включенном источнике нейтронов (расстояние в воде между источником нейтронов и местом расположения оператора-аквалангиста должно быть не меньше 400 мм, что соответствует по условиям радиационной безопасности работе персонала, относящегося к группе Б);- provides the necessary radiation protection for the operator with the neutron source turned on (the distance in the water between the neutron source and the location of the scuba diver operator must be at least 400 mm, which corresponds to the work of personnel belonging to group B according to radiation safety conditions);

- обеспечивает оперативный вывод информации о скрытом веществе объекта досмотра на монитор оператора, укрепленный на задней панели модуля перед глазами оператора (в случае обнаружения опасного вещества в объекте досмотра, на мониторе появляется красный квадрат, свидетельствующий о наличии взрывчатого, либо сильнодействующего отравляющего вещества);- provides quick output of information about the hidden substance of the object of inspection to the operator’s monitor mounted on the rear panel of the module in front of the operator’s eyes (in case of detection of a dangerous substance in the object of inspection, a red square appears on the monitor indicating the presence of an explosive or potent poisonous substance);

- совмещает пульт управления модулем и интерфейс монитор оператора;- combines the module control panel and the operator monitor interface;

- обеспечивает обнаружение ОВ и РВ на объекты, находящиеся не на дне водоемов - на вертикальных и наклонных поверхностях, в т.ч. на дне водоемов и днищах кораблей, на подводной части опор мостов и т.п.;- provides detection of OM and RS on objects that are not at the bottom of water bodies - on vertical and inclined surfaces, including at the bottom of ponds and bottoms of ships, on the underwater part of bridge supports, etc .;

- световая индикация (свидетельствующая о наличии, либо отсутствии нейтронного излучения, генерируемого нейтронным генератором), установленная на торпедообразном блоке снаружи, является необходимым требованием для обеспечения безопасных условий работы оператора-водолаза при досмотре "подозрительного" объекта под водой;- a light indication (indicating the presence or absence of neutron radiation generated by a neutron generator) mounted on a torpedo block outside is a necessary requirement to ensure safe working conditions for a diver operator when inspecting a "suspicious" object underwater;

- расположение кнопок включения-выключения нейтронного генератора, начала-окончания измерения и включения-выключения питания создает удобство при достаточно частом повторении указанных процедур.- the location of the on-off buttons of the neutron generator, the start-end of the measurement and the on-off power creates convenience with a fairly frequent repetition of these procedures.

Предлагаемое техническое решение поясняется фиг. 1, 2.The proposed technical solution is illustrated in FIG. 12.

На фиг. 1 изображено устройство с оператором.In FIG. 1 shows a device with an operator.

На фиг. 2 изображены укрупнено поперечный и продольный горизонтальный разрезы устройства.In FIG. 2 shows an enlarged transverse and longitudinal horizontal sections of the device.

Изображенное на фиг. 1, 2 устройство выполнено в виде автономного модуля с нулевой плавучестью, с возможностью его перемещения оператором и содержит снабженный дугообразной ручкой 2 торпедообразный блок 1, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов - нейтронный генератор 3 с встроенным детектором α-частиц (на фиг. не изображен), расположенный таким образом, что ось центрального меченого пучка нейтронов 4 совпадает с продольной осью торпедообразного блока 1, блок управления 7 нейтронным генератором 3, front-end электроника альфа-детектора 15, источник питания 5 (рассчитанный на напряжение 24 В) регистрирующей электроники, гамма- и альфа-детекторов, блок регистрирующей электроники сбора данных 6, блок преобразования 16 с напряжения 24 В на напряжения питания нейтронного генератора, регистрирующей электроники, альфа- и гамма-детекторов; к торпедообразному блоку 1 в передней его части прикреплены два γ-детектора 8, расположенные симметрично относительно центральной оси меченого пучка нейтронов 4 и на расстоянии от корпуса 17 торпедообразного блока 1, достаточном для обеспечения защиты слоем воды сцинтилляционных кристаллов γ-детекторов 8 от прямого потока нейтронов, испущенных нейтронным генератором 3 в телесный угол 4π. Монитор интерфейса 9 оператора, световой индикатор 13 наличия нейтронного излучения, а также кнопки 10 - включения/выключения питания, 11 - начала/окончания измерений, включение/выключение - 12 нейтронного генератора 3 расположены снаружи торпедообразного блока 1 на дугообразной ручке 2 (могут быть расположены и на самом корпусе 17 или на консоли к нему, но на ручке 2 удобнее), длина которой выбрана исходя из условия, что толщина слоя воды между телом оператора, держащегося за ручку 2, и задней частью торпедообразного блока 1 была достаточной для обеспечения безопасных, в плане радиации, условий работы оператора.Depicted in FIG. 1, 2, the device is made in the form of an autonomous module with zero buoyancy, with the possibility of its movement by the operator and contains a torpedo block 1 equipped with an arcuate handle 2, in which a source of labeled monochromatic neutrons is placed - a neutron generator 3 with a built-in α-particle detector (in FIG. shown), located in such a way that the axis of the central labeled neutron beam 4 coincides with the longitudinal axis of the torpedo block 1, the control unit 7 of the neutron generator 3, the front-end electronics of the alpha detector 15, power supply 5 (calculated for a voltage of 24 V) of recording electronics, gamma and alpha detectors, a block of recording electronics for collecting data 6, a conversion unit 16 from 24 V to the supply voltage of a neutron generator, recording electronics, alpha and gamma detectors; two gamma detectors 8 are attached to the torpedo block 1 in its front part, located symmetrically with respect to the central axis of the labeled neutron beam 4 and at a distance from the housing 17 of the torpedo block 1, sufficient to protect the scintillation crystals of the γ detectors 8 from a direct neutron flux emitted by neutron generator 3 at a solid angle of 4π. The monitor of the operator’s interface 9, the indicator light 13 for the presence of neutron radiation, and the buttons 10 for turning on / off the power, 11 for starting / ending measurements, turning on / off the 12 neutron generator 3 are located outside the torpedo block 1 on the arcuate handle 2 (can be located and on the housing 17 itself or on the console to it, but on the handle 2 is more convenient), the length of which is selected based on the condition that the thickness of the water layer between the body of the operator holding the handle 2 and the rear of the torpedo block 1 was sufficient for Cookies of safe, in terms of radiation, operator’s working conditions.

Для большего удобства работы в части дистанцирования нейтронного генератора 3 от объекта для обеспечения неповреждения нейтронного генератора 3 в передней части корпуса 17 торпедообразного блока 3 может быть расположена или воздушная полость внутри самого блока 1, или снаружи закрепленная заполненная воздухом полость - рупор, в т.ч. гофрохобот, или просто какой-либо амортизатор 14, как на данных рисунках.For greater convenience, in terms of distance of the neutron generator 3 from the object to ensure that the neutron generator 3 is not damaged, either an air cavity inside the block 1 itself or an external cavity filled with air - a horn, including a horn, can be located in front of the housing 17 of the torpedo block 3 . corrugated trunk, or just some kind of shock absorber 14, as in these figures.

Вышеописанное устройство работает следующим образом:The above device operates as follows:

Перед погружением устройства в воду необходимо произвести внешний его осмотр. Затем, с помощью кнопки 10 производится включение питания регистрирующей электроники 6 и гамма-детекторов 8 (при этом нейтронный генератор 3 находится в выключенном состоянии). Используя стандартные калибровочные источники гамма-излучения (Cs-137, Со-60) производится калибровка гамма-детекторов 8 путем измерения соответствующих гамма-спектров (измерение производится путем нажатия кнопки 11 начала/окончания измерения. После набора требуемой статистики производится выключение набора статистики с помощью кнопки 11. В случае совпадения значений параметров измеренных распределений гамма-квантов с ожидаемыми значениями, процедура калибровки считается завершенной и производится отключение питания кнопкой 10. После этого можно переходить к погружению созданного устройства в водоем. Водолаз-оператор погружается вместе с торпедообразным блоком 1 в водоем на требуемую глубину. Затем водолаз, взявшись за дугообразную ручку 2, приближается к "подозрительному" объекту досмотра и останавливается от него на расстоянии ~30 см. После этого водолаз измеряет радиационную обстановку в области расположения "подозрительного" объекта. Для этого оператор включает питание регистрирующей электроники и гамма-детекторов нажатием кнопки 10. Далее, спустя 10-15 секунд оператор включает набор статистики путем нажатия кнопки 11 "начало-окончание измерения". Набор требуемой статистики для корректного анализа экспериментальных данных осуществляется в течение 15-30 секунд в зависимости от активности РВ, находящегося в объекте досмотра. В случае наличия активности в объекте досмотра на уровне 3.5 мккюри на мониторе 9 оператора появляется индикация, свидетельствующая о превышении уровня радиации над допустимым. В случае отсутствия радиоактивности в объекте досмотра водолаз-оператор приближается к "подозрительному" объекту досмотра и производит прикосновение к нему передней части торпедообразного блока 1 посредством амортизатора 14. Затем через 10-15 секунд оператор 10 включает нейтронный генератор нажатием кнопки 12, при этом включается световой индикатор 13, что свидетельствует о наличии нейтронного излучения, Далее, спустя 15-20 секунд оператор включает набор статистики путем нажатия кнопки 11 "начало-окончание измерения". При этом сканирование объекта досмотра производится следующим образом: через 10-15 секунд оператор 10 включает нейтронный генератор нажатием кнопки 12, при этом включается световой индикатор 13, что свидетельствует о наличии нейтронного излучения, далее, спустя 15-20 секунд, оператор включает набор статистики путем нажатия кнопки 11 "начало-окончание измерения". Набор требуемой статистики для корректного анализа экспериментальных данных осуществляется в течение 3-10 минут, в зависимости от массы ОВ, находящегося в объекте досмотра. При этом сканирование объекта досмотра следующим образом:Before immersing the device in water, it is necessary to carry out an external inspection. Then, using the button 10, the power of the recording electronics 6 and gamma detectors 8 is turned on (while the neutron generator 3 is in the off state). Using standard calibration sources of gamma radiation (Cs-137, Co-60), the gamma-detectors 8 are calibrated by measuring the corresponding gamma spectra (the measurement is performed by pressing the measurement start / end button 11. After a set of required statistics, the statistics are turned off using buttons 11. If the values of the parameters of the measured gamma-ray distributions coincide with the expected values, the calibration procedure is considered completed and the power is turned off by button 10. After that You can proceed to immersion of the created device in the pond. The diver-operator plunges with the torpedo-shaped block 1 into the pond to the required depth. Then the diver, holding the curved handle 2, approaches the “suspicious” object of inspection and stops from it at a distance of ~ 30 cm After that, the diver measures the radiation situation in the area of the “suspicious” object. Determines whether the collection of statistics by pressing the button 11, "beginning-end of measurement." A set of required statistics for the correct analysis of experimental data is carried out within 15-30 seconds, depending on the activity of the explosives located in the object of inspection. If there is activity in the object of inspection at the level of 3.5 microcurie, an indication appears on the operator’s monitor 9, indicating that the radiation level is above the permissible level. In the absence of radioactivity in the object of inspection, the diver-operator approaches the “suspicious” object of inspection and touches the front of the torpedo block 1 by means of the shock absorber 14. Then, after 10-15 seconds, the operator 10 turns on the neutron generator by pressing button 12, and the light indicator 13, which indicates the presence of neutron radiation. Then, after 15-20 seconds, the operator turns on the statistics by pressing the button 11 "start-end measurement". In this case, the scan of the object of inspection is carried out as follows: after 10-15 seconds, the operator 10 turns on the neutron generator by pressing the button 12, the indicator light 13 is turned on, which indicates the presence of neutron radiation, then, after 15-20 seconds, the operator turns on the statistics by pressing the button 11 "start-end measurement". A set of required statistics for the correct analysis of experimental data is carried out within 3-10 minutes, depending on the mass of the OM located in the object of inspection. In this case, the scan of the object of inspection as follows:

a) если в результате работы программы по идентификации скрытого вещества получен ответ - в объекте досмотра ОП не обнаружено, то далее производится сканирование следующей рядом расположенной области объекта досмотра, и так такая процедура производится последовательно, пока весь объем объекта досмотра не будем просканирован;a) if an answer is received as a result of the work of the hidden substance identification program - no OP was found in the inspection site, then the next next area of the inspection site is scanned, and so this procedure is performed sequentially until the entire scope of the inspection site is scanned;

b) если же при сканировании по сценарию а) хотя бы в одной области объекта досмотра будет получен ответ - ОВ обнаружено, то данная информация по линии связи сообщается в спецслужбы по обезвреживанию опасных объектов, положение опасного объекта фиксируется и водолаз-оператор дожидается прибытия спецслужб.b) if, when scanning according to scenario a), an answer is received - at least in one area of the object of search, an OM is detected, this information is communicated through the communication line to the special services for the neutralization of dangerous objects, the position of the dangerous object is recorded and the diver operator waits for the arrival of special services.

Claims (1)

Устройство для обнаружения скрытых опасных веществ под водой, содержащее досмотровый модуль, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, заключенные в вакуумную камеру, детектор γ-излучения и регистрирующую электронику, включающую блок электроники сбора данных, пульт управления, блок программ приема и обработки данных, интерфейс пользователя и источники питания; в качестве детектора α-частиц используется многоэлементный кремниевый детектор, спектроскопический канал детектора γ-излучения снабжен системой термокоррекции, состоящей из термодатчика, закрепленного на кристалле детектора γ-излучения, в тепловом контакте с ним, амплитудно-цифрового преобразователя и одноплатного мини-компьютера, при этом термодатчик соединен линией связи и линией питания с амплитудно-цифровым преобразователем, который соединен системной шиной с одноплатным мини-компьютером, подключенным к системе питания устройства и к модулю управления; досмотровый модуль размещен в герметичном контейнере для подводных работ, выполненном с возможностью вакуумирования, снабженном соответствующими водонепроницаемыми разъемами для кабелей Ethernet и питания, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде автономного модуля с нулевой плавучестью, с возможностью его перемещения оператором; содержит снабженный дугообразной ручкой торпедообразный блок, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов, расположенный таким образом, что ось центрального меченого пучка нейтронов совпадает с продольной осью торпедообразного блока, источник питания, регистрирующая электроника, включающая блок электроники сбора данных; к торпедообразному блоку в передней его части прикреплены два γ-детектора, расположенные симметрично относительно центральной оси меченого пучка нейтронов и на расстоянии от корпуса торпедообразного блока, достаточном для обеспечения защиты слоем воды сцинтилляционных кристаллов γ-детекторов от прямого потока нейтронов, испущенных нейтронным генератором в телесный угол 4π; монитор интерфейса оператора расположены снаружи торпедообразного блока; длина дугообразной ручки выбрана исходя из условия, что толщина слоя воды между телом оператора, держащегося за ручку, и задней частью торпедообразного блока была достаточной для обеспечения безопасных, в плане радиации, условий работы оператора; на торпедообразном блоке снаружи установлена световая индикация наличия-отсутствия нейтронного излучения, генерируемого нейтронным генератором; пульт управления выполнен в виде установленных на торпедообразном блоке снаружи кнопок включения-выключения нейтронного генератора, начала-окончания измерения и включения-выключения питания. A device for detecting hidden dangerous substances under water, containing an inspection module, which houses a source of labeled monochromatic neutrons and their accompanying monochromatic α-particles, an α-particle detector enclosed in a vacuum chamber, a γ-radiation detector and recording electronics, including a collection electronics data, control panel, block of programs for receiving and processing data, user interface and power sources; a multi-element silicon detector is used as the α-particle detector, the spectroscopic channel of the γ-radiation detector is equipped with a thermal correction system consisting of a temperature sensor mounted on the crystal of the γ-radiation detector, in thermal contact with it, an amplitude-to-digital converter and a single-board mini-computer, when In this case, the temperature sensor is connected by a communication line and a power line with an amplitude-to-digital converter, which is connected by a system bus to a single-board mini-computer connected to the device’s power system Twa and to the control module; the inspection module is placed in an airtight container for underwater operations, made with the possibility of evacuation, equipped with appropriate waterproof connectors for Ethernet and power cables, characterized in that the device is made in the form of a stand-alone module with zero buoyancy, with the possibility of its movement by the operator; contains a torpedo-shaped unit equipped with an arcuate handle, in which a source of labeled monochromatic neutrons is located, located in such a way that the axis of the central labeled neutron beam coincides with the longitudinal axis of the torpedo-shaped unit, a power source that records electronics, including a data acquisition electronics unit; two gamma detectors are attached to the torpedo block in front of it, located symmetrically relative to the central axis of the labeled neutron beam and at a distance from the torpedo block body, sufficient to protect the scintillation crystals of the gamma detectors from the direct neutron flux emitted by the neutron generator into the body angle 4π; the operator interface monitor is located outside the torpedo block; the length of the arcuate handle is selected based on the condition that the thickness of the water layer between the body of the operator holding the handle and the rear of the torpedo block was sufficient to ensure safe, in terms of radiation, working conditions of the operator; on the torpedo-shaped block, outside there is a light indication of the presence-absence of neutron radiation generated by a neutron generator; the control panel is made in the form of buttons on-off of a neutron generator installed on a torpedo block outside, on-off measurement and on-off power.
RU2014125507/28A 2014-06-25 2014-06-25 Self-contained mobile device for detecting hazardous substances concealed underwater RU2571885C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125507/28A RU2571885C1 (en) 2014-06-25 2014-06-25 Self-contained mobile device for detecting hazardous substances concealed underwater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125507/28A RU2571885C1 (en) 2014-06-25 2014-06-25 Self-contained mobile device for detecting hazardous substances concealed underwater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2571885C1 true RU2571885C1 (en) 2015-12-27

Family

ID=55023385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014125507/28A RU2571885C1 (en) 2014-06-25 2014-06-25 Self-contained mobile device for detecting hazardous substances concealed underwater

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571885C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648105C1 (en) * 2017-02-09 2018-03-22 Общество с ограниченной ответственностью "Диамант" Separator and method of dry concentration of diamond-containing ore
CN109406548A (en) * 2018-12-12 2019-03-01 北京中百源国际科技创新研究有限公司 A kind of neutron detection device for Water quality detection

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2475958A (en) * 2009-12-02 2011-06-08 Iut Inst Fuer Umwelttechnologien Gmbh Identification of explosives by means of rapid neutron bombardment and gamma-radiation detection as a function of time
RU2457469C1 (en) * 2011-06-23 2012-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии" Mobile device for identifying concealed substances (versions)
RU123957U1 (en) * 2012-08-27 2013-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Детекторы взрывчатки и наркотиков" DEVICE FOR DETECTION AND IDENTIFICATION OF HIDDEN HAZARDOUS SUBSTANCES UNDER WATER (OPTIONS)
RU2503955C1 (en) * 2012-07-27 2014-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Детекторы взрывчатки и наркотиков" Device to detect and identify hidden hazardous substances under water

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2475958A (en) * 2009-12-02 2011-06-08 Iut Inst Fuer Umwelttechnologien Gmbh Identification of explosives by means of rapid neutron bombardment and gamma-radiation detection as a function of time
RU2457469C1 (en) * 2011-06-23 2012-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии" Mobile device for identifying concealed substances (versions)
RU2503955C1 (en) * 2012-07-27 2014-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Детекторы взрывчатки и наркотиков" Device to detect and identify hidden hazardous substances under water
RU123957U1 (en) * 2012-08-27 2013-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Детекторы взрывчатки и наркотиков" DEVICE FOR DETECTION AND IDENTIFICATION OF HIDDEN HAZARDOUS SUBSTANCES UNDER WATER (OPTIONS)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648105C1 (en) * 2017-02-09 2018-03-22 Общество с ограниченной ответственностью "Диамант" Separator and method of dry concentration of diamond-containing ore
WO2018147757A1 (en) * 2017-02-09 2018-08-16 Общество с ограниченной ответственностью "Диамант" Separator and method for the dry beneficiation of diamond ore
CN109406548A (en) * 2018-12-12 2019-03-01 北京中百源国际科技创新研究有限公司 A kind of neutron detection device for Water quality detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3181739U (en) Towed underwater radioactivity measurement system
US20220244198A1 (en) Scanning Method And Apparatus Comprising A Buoyancy Material For Scanning An Underwater Pipeline Or A Process Vessel
RU2380690C1 (en) Portable device for identifying concealed substances
KR101908894B1 (en) Floating Type Apparatus For Detecting Radiation In Real Time
RU80004U1 (en) DEVICE FOR IDENTIFICATION OF HIDDEN SUBSTANCES
RU2571885C1 (en) Self-contained mobile device for detecting hazardous substances concealed underwater
NO165466B (en) PROCEDURE AND PIPES FOR AA DETERMINE THE WHOLE OF THE COVER MATERIAL OVER A PIPE PIPE.
Lee et al. Real-time wireless marine radioactivity monitoring system using a SiPM-based mobile gamma spectroscopy mounted on an unmanned marine vehicle
JP2015141043A (en) Radioactive substance distribution measuring apparatus and radioactive substance distribution measuring method
RU149006U1 (en) MOBILE STAND-ALONE DEVICE FOR DETECTING HIDDEN HAZARDOUS SUBSTANCES UNDER WATER
JP6580675B2 (en) Apparatus and method for non-invasive detection of toxic substances in aquatic environment
US9146202B2 (en) Neutron backscatter instrument
RU101204U1 (en) STATION FOR REMOTE MONITORING OF UNDERWATER RADIATION SITUATIONS
JP3192317U (en) Radiation detection data transmission system
US10551513B1 (en) Cylindrical directional detector without collimator
RU2503955C1 (en) Device to detect and identify hidden hazardous substances under water
JP2008058113A (en) Radiation detector
RU123957U1 (en) DEVICE FOR DETECTION AND IDENTIFICATION OF HIDDEN HAZARDOUS SUBSTANCES UNDER WATER (OPTIONS)
Zhou et al. A CdZnTe-based high-resolution gamma spectrometer for in-situ measurement in the marine environment
RU123956U1 (en) DEVICE FOR DETECTION AND IDENTIFICATION OF HIDDEN HAZARDOUS SUBSTANCES UNDER WATER
CA2951424A1 (en) Underwater gamma and neutron detection
JP6562342B2 (en) Radioactive material collection device and radioactive material analysis method
CN211123311U (en) Detection device for underwater suspected explosion source
JP2018141696A (en) Radioactivity detection device and radioactivity measurement device
CN207148004U (en) Seabed integrated neutron activation analysis system in situ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160626

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170324