Концентрометр РКП-305 «КАРАТ»

Для начала немного небольшая оговора. Существует модификация данного прибора - это РКП-305М, и его более старшая модель РКП-306 .

Концентрометр РКП-305 «КАРАТ» предназначен для прямых (т.е. без последующего расчета) измерений концентраций ПРН: урана, тория и калия на поверхности и в шпурах. Прибор позволяет измерять концентрации урана и тория от 1 до 499 10^-4 %, калия — до 49,9 %. Интервалы времени измерений экспозиции составляют с наземным блоком детектирования 60 с, со шпуровым — 120 с.

Энергетическое разрешение прибора по гамма-линии цезия-137 должно быть не хуже 12% для БДН и 16% для БДШ.

Потребляемый прибором ток при напряжении источника питания 17,5 В — не более 0,06 А. Один комплект батарей (7 шт. типа 3336 или 19 шт. А343, или две батареи 11,5 ПМЦГ-У-120 плюс батарея 3336) обеспечивает непрерывную работу прибора в течение 30 ч.

Общая масса прибора вместе с питанием составляет около 10 кг.

Прибор состоит из следующих основных блоков: БДН, БДШ и измерительного пульта; в комплект входит также устройство определения порогов (УОП), предназначенное для контроля и настройки прибора. БДН содержит сцинтилляционный кристалл Nal (TI) размером 80 х 80 мм и фотоэлектронный умножитель ФЭУ-110, БДШ — кристалл размером 25 х 80 мм (30 х 70 мм) и фотоэлектронный умножитель ФЭУ-85. Под монокристаллами в обоих БД расположены реперы — цинк-65. БД содержит также преобразователи напряжения и согласующие усилители. БДН и БДШ снабжены съемными ручками. БДН по желанию радиометриста может жестко крепиться к пульту с помощью специального кронштейна, что создает единую упаковку, удобную для транспортирования.

Измерительный пульт (рис. 1) состоит из кожуха с лицевой панелью верхней и нижней крышками, электронных узлов и элементов управления. В нижней части кожуха расположен отсек электрического питания, в которой устанавливаются кассеты с гальваническими элементами. На лицевую панель ПИ выведены четыре кнопки управления ПУСК, К, Р, Т, переменный резистор коррекции усиления КОРРЕКЦИЯ, тумблер ВКЛ, измерительный прибор, разъем для подключения блоков детектирования и окно для индикаторных ламп, закрытое шторкой на шарнирах.

Работа прибора основана на тех же физических явлениях и процессах, которые используют в спектрометре СП-4, с той принципиальной разницей, что обработка информации и расчеты концентраций ПРН происходят в самом приборе с помощью счетно-решающего устройства. Кроме того, концентрации ПРН выводятся на цифровой индикатор, расположенный на лицевой панели ПИ.

В БДН и БДШ световые вспышки, возникающие в сцинтилляционном кристалле при прохождении гамма-квантов, преобразуются в электрические импульсы с амплитудой, пропорциональной энергии гамма-квантов. После усиления импульсов проводится анализ и разделение с помощью анализаторов импульсов по пяти энергетическим каналам: первому, второму и третьему измерительным каналам, соответствующим гамма-линиям калия, урана и. тория, а также по двум вспомогательным каналам системы автоматической регулировки усиления (АРУ). Система АРУ управляет высоковольтным преобразователем питания ФЭУ и служит для стабилизации энергетической шкалы.

Выходные импульсы анализатора, нормированные по длительности и амплитуде, поступают в устройство обработки информации (УОИ), предназначенное для вычисления величин концентраций ПРН. С выхода УОИ импульсы, соответствующие единицам концентраций ПРН, подаются на устройство вывода, где регистрируются с помощью световых знаков.


Работу с прибором начинают с установки батарей питания. Для этого отворачивают винты нижней крышки кожуха ПИ, освобождают кассету для гальванических элементов батарей и устанавливают бата-реи в соответствии с указанным положением полярности. Затем с помощью разъема соединяют кассету с батареями с ПИ, вставляют кассету в ПИ, закрепляют нижнюю крышку ПИ винтами, кабель БДН или БДШ подсоединяют к ПИ с помощью разъема.

После этого контролируют правильность установки батарей. Для этого, не включая тумблер ВКЛ, нажимают кнопку ПУСК и не отпуская ее проверяют, находится ли стрелка индикатора в правой части шкалы. Для проверки напряжения питания включают прибор тумблером ВКЛ, нажимают кнопку ПУСК и, не отпуская ее, убеждаются, что стрелка прибора находится правее красной риски на шкале индикатора. Отпустив кнопку ПУСК, проверяют ход экспозиции измерения. Стрелка индикаторного прибора должна совершать колебательные движения с периодом 1 с: в течение первой половины экспозиции 30 с— для БДН и 60 с — для БДШ — в правой части шкалы; в течение третьей четверти экспозиции — в средней части шкалы; в течение последней четверти экспозиции — в левой части шкалы.

По окончании экспозиции стрелка индикатора должна остановиться в пределах зеленого сектора шкалы.

Важным элементом контроля работы прибора является проверка включения входа системы АРУ в режим слежения. Для этого, одновременно нажимая кнопки ПУСК и К, снимают по световому табло показания скоростей счета в «нижнем» канале системы АРУ (N_Zn^H) b сравнивают их с величинами, указанными в «Инструкции по настройке прибора» (N_Zn⁰). Аналогично проверяют скорости счета в «верхнем» канале системы АРУ (N_Zn^B) путем одновременного нажатия кнопок ПУСК и Р. При отклонении полученных значений от указанных в инструкции более, чем на 20 %, медленным вращением ручки КОРРЕКЦИЯ добиваются совпадения показаний.

Вследствие естественного распада репера цинк-65 (период полураспада 245 дней) величина N_Zn будет уменьшаться: через 4 мес. отношение N_Zn^H /
N_Zn ⁽⁰⁾ будет составлять 0,7; через 8 мес. 5; через 26 мес. — 0,1.

При достижении предельной степени распада системы АРУ до величины, указанной в инструкции, прилагаемой к прибору, радионуклид необходимо заменить.

Для этого радиометристу следует:
- разъединить БДН с ПИ;
- отвинтить два винта крепления БДН к кожуху и извлечь БДН из кожуха;
- перевернуть БДН ручкой вниз и, надавливая на репер через отверстие нижнего опорного кольца, отвинтить восемь винтов крепления нижнего опорного кольца и извлечь его из боковых полуцилиндров;
- удерживая детектор и ФЭУ в неизменном положении, снять с детектора старый репер и установить на его место новый; ,
- поставить на прежнее место опорное кольцо и завинтить восемь винтов крепления опорного кольца;
- установить БДН в кожух и завинтить два винта его крепления.

Для замены репера в БДШ необходимо:
- вывинтить и извлечь БДШ из внешнего кожуха;
- установить БДШ детектором вверх, вывинтить четыре крепежных винта их экрана детектора и снять экран, удерживая детектор на ФЭУ;
- снять с детектора старый репер и установить новый;
- произвести сборку БДШ в обратной последовательности.

В случае необходимости аналогично заменяют монокристалл и ФЭУ. Особое внимание при этом обращают на обеспечение оптического контакта между ФЭУ и кристаллом с помощью силиконовой вазелиновой смазки.

После очередной замены репера определяют новое значение средней скорости счета в каналах АРУ (N_Zn⁽⁰⁾). Для этого необходимо:
- ручку КОРРЕКЦИЯ повернуть по часовой стрелке до упора;
- нажать одновременно кнопки ПУСК и К и ручкой КОРРЕКЦИЯ добиться максимальных значений скорости счета импульсов N^ZnH
- отпустить кнопки ПУСК и К (после окончания экспозиции стрелка индикатора должна остановиться в пределах зеленого сектора);
- плавным поворотом ручки КОРРЕКЦИЯ установить стрелку индикатора в середину зеленого сектора;
- при нажатых кнопках ПУСК и К зафиксировать не менее 10 значений скорости счета импульсов N^ZnH;
- аналогично зафиксировать, нажимая кнопки ПУСК и Р, значения N^ZnB . Среднее значение этих скоростей счета N_ср записывают в инструкцию к прибору.

Основные неисправности концентрометра связаны с работой блока питания и выходом из строя блока детектирования. Нарушение контактов и обрывы в цепи питания легко определяют по отсутствию показаний гальванометра и световых индикаторов; о разряде батарей свидетельствуют низкие показания гальванометра - менее 10—12. Резкое изменение чувствительности прибора говорит, в первую очередь, о выходе из строя монокристалла или ФЭУ, или о нарушении оптического контакта между ними. Замену монокристалла и ФЭУ производят стационарных условиях.