Подобие радиационных полей основывается на том, что у источников одинаковой конструкции отношение характеристик радиационных полей не зависит от геометрии измерения.
При поверке методом подобия устанавливают соответствие показаний радиометра значениям плотности потока нейтронов, определенным как произведение показаний радиометра по исходной шкале на отношение полных потоков нейтронов, применяемых при поверке источников.
Для создания моделирующего поля используют:
наборы однотипных образцовых изотопных источников с известными полными потоками и отношением полных потоков нейтронов;
наборы источников разных типов с известным отношением полных потоков (или потоков нейтронов), для которых определены для поверяемых радиометров переходные коэффициенты;
наборы однотипных образцовых изотопных источников нейтронов и нейтронный источник на основе ядерно-физической установки с монитором.
При поверке методом подобия с использованием наборов источников изменения плотности потока нейтронов в поверяемом диапазоне производятся изменением расстояния между детектором и источником, а также заменой источников.
Образцовые источники нейтронов следует выбирать исходя из пределов плотности потока нейтронов, измеряемой радиометром,
с учетом возможных изменений расстояния от источника до детектора.
При помощи выбранных образцовых источников поверяют один или несколько исходных поддиапазонов радиометра с удобным для поверки конечным значением плотности потока нейтронов.
Остальные поддиапазоны радиометра, рассчитанные на измерение больших или меньших плотностей потока, чем исходные, поверяют методом подобия. При этом источники, создающие моделирующее поле, допускается располагать на любом расстоянии от детектора поверяемого радиометра при условии, что погрешность воспроизведения плотности потока нейтронов, в зависимости от устанавливаемого расстояния между детектором и источником, не превышает ±2%.
Примечание. Использование малых расстояний между источниками и детектором позволяет создавать с помощью источников с малым полным потоком нейтронов высокие плотности потока нейтронов в. месте расположения детектора.
В том случае, когда метод подобия применяют для поверки поддиапазонов с предельными значениями, большими, чем у исходного поддиапазона, из набора источников с известным отношением должен быть выбран источник с минимальным полным потоком и изменением геометрии источник—детектор, выбрано такое расстояние, при котором показания радиометра соответствовали бы одной из трех точек поддиапазона (0,3; 0,5 или 0,8 предельного значения поверяемого поддиапазона).
Меняя источники с известным отношением полного потока, поверяют поддиапазоны с большими предельными значениями. Если показания радиометра от источника с минимальным полным потоком Qmin при выбранном расстоянии (і=0,3; 0,5; 0,8) равны N( на поверенном диапазоне, то для другого источника с полным потоком Q показания должны быть
д
Nn=Ni
-£—Ке ’
Vinin
г
<?'
Omln
КЕ и т. п.,
В том случае, когда метод подобия применяют для поверки поддиапазонов с предельными значениями, меньшими, чем у исходного, из набора источников с известным отношением полных
потоков должен быть выбран источник с максимальным полным потоком и повторены операции, указанные в п. 5.3.1.6.
При использовании нейтронного источника на основе ядерно- физической установки с монитором исходные поддиапазоны поверяют при помощи набора образцовых изотопных источников. Затем наибольшее из исходных значений воспроизводят при помощи ядерно-физической установки, после чего при помощи этой установки и монитора поверяют поддиапазоны с большими значениями плотности потока нейтронов путем задания по монитору больших значений плотностей потоков в известное число раз по отношению к исходному.
Отклонение проверяемых точек диапазона измерений не должно превышать по абсолютной величине значений, указанных в паспорте на радиометр.
Определение основной погрешности радиометров
Основную погрешность радиометра определяют не менее чем в трех точках диапазона измерения при 0,3; 0,5 и 0,8 максимального его значения.
Число, время измерений (или постоянная времени) в этих точках и энергия нейтронного излучения, при которых измеряют основную погрешность, указаны в НТД на радиометр конкретного типа.
Отклонение полученных значений основной погрешности не должно превышать по абсолютной величине значений, указанных в паспорте на радиометр.
Систематическую составляющую основной погрешности радиометра определяют для каждой из заданных точек измерения. В каждой из этих точек должно быть выполнено не менее трех измерений. Среднее арифметическое значение измерений в точке А определяют из измеренных значений Ад по формуле
п
. (10)
Неисключенную систематическую составляющую основной погрешности 0га, обусловленную радиометром, определяют по формуле
Єл=Л-Л0, (11)
где Ло — номинальное значение образцовой меры (прибора, источника согласно свидетельству).
Основную погрешность поверяемого радиометра в точке для нормального распределения результатов измерения с доверительной вероятностью 0,95 находят по формуле
(12)
где К — коэффициент, зависящий от соотношения случайных и неисключенных составляющих систематических погрешностей, определяемый по формуле (13);
5г — оценка среднего квадратического отклонения случайных и неисключенных остатков систематических погрешностей, определяемая по формуле (14)
2 (Nt— Л)2
(13)
2 (Nt— Л)2
п(п—1) +
(,4>
где — неисключенные составляющие систематических погрешностей образцовой меры i = 1, и др. і = 2, 3 ... и;
t — коэффициент распределения Стьюдента, его значения табулированы для определенных доверительных вероятностей и числа измерений по ГОСТ 11.004—74, 8.207— 76;
So —случайная погрешность образцовой меры;
St — средние квадратические отклонения случайных погрешностей результата измерения, обусловленных точностью измерения расстояния между детектором и источником с учетом эффективного центра детектора; точностью измерения фона нейтронов, рассеянных от стен, вычитаемого при определении кадмиевой разности при поверке по тепловым нейтронам; отношения выходов образцового и моделирующего источников при использовании метода подобия и др.
Пример определения основной погрешности радиометра при поверке приведен в справочном приложении 2.
Примечания:
т
При т<4, если не выполняется неравенство 2 |0Я, то в формуле i=2
(13) вместо членов 1,1 берут коэффициент по ГОСТ 8.207—76, где т — число членов, составляющих систематическую погрешность.
Соответствие предела допускаемой погрешности для радиометра бо указаниям паспорта на радиометр устанавливают при поверке, исходя из следующего:
б0 устанавливают для 3 значений диапазона измерений радиометра, равных 0,1—0,3; 0,5 и 0,8 конечного значения диапазона.
Для заданного числа и времени (или постоянной времени поддиапазона) измерений для каждой из этих точек определяют:
Д — основная погрешность по п. 5.4;0,2 Д— производственно-эксплуатационный запас при первичной поверке, равный 0,2 основной погрешности;
До — нестабильность показаний прибора по ГОСТ 17355—71 за наиболыпее- время между подрегулировками прибора.
Результаты поверки должны удовлетворять следующему соотношению:
60-(|/ АЧАо4 0,2Д)> 0Л. (15)
Радиометры, не прошедшие поверку по пределу допускаемой погрешности, разрешается подвергнуть дополнительным испытаниям с удвоенным числом измерений в каждой точке на соответствие основной погрешности Д, значение которой пересчитано с новым коэффициентом Стьюдента t.
Допускается определение доверительного интервала основной погрешности приводить для других значений доверительной вероятности, значения которой следует указывать в свидетельстве по поверке.
Определение собственного фона радиометров ,
Собственный фон . радиометров определяют при естественном фоне нейтронов, величина которого по быстрым и медленным нейтронам составляет 40—70 нейтр./(с-м2), с погрешностью около ±30%.
Предварительно в соответствии с НТД на радиометр конкретного типа устанавливают и проверяют заданную чувствительность радиометра одним из методов, приведенных в п. 5.3. Затем измеряют суммарный эффект, обусловленный собственным фоном прибора и естественным нейтронным фоном. Суммарную величину собственного фона прибора и естественного нейтронного фона, число измерений и время измерений (.или измерительный поддиапазон и его постоянная времени) устанавливают в НТД на радиометр. Измеряемый эффект, обусловленный собственным фоном прибора и естественным фоном, не должен превышать наименьшей измеряемой прибором величины плотности потока или полного потока нейтронов.
Если эти требования не удовлетворяются, то в НТД на прибор должна быть приведена методика таких измерений с указанием последовательности измерения фона и эффекта, числа и времени измерений. При этом допускается измерять собственный фон прибора, при окружающем нейтронном фоне до 5 раз превышающем естественный нейтронный фон. В этом случае величина окружающего нейтронного фона должна быть измерена при помощи всеволнового образцового радиометра, аттестованного по величине собственного фона.
Допускается для радиометров с блоками детектирования, помещенными в защиту, уровень собственного фона прибора задавать по суммарному эффекту, обусловленному собственным фоном прибора, естественным нейтронным фоном и дополнительным фоном от источника нейтронов, расположенного вне блока детектирования прибора. Величина суммарного эффекта не должна превышать в этом случае 3-кратного значения физической величины, минимально измеряемой прибором.
Анизотропию и чувствительность к фоновому гамма-из- .лучению радиометра определяют при поверке периодически в соответствии с требованиями ГОСТ 17355—71.
Определение нестабильности показаний радиометра — по ГОСТ 17355—71.
Определение зависимости показаний радиометра от энергии нейтронов
Радиометры, разброс показаний которых в зависимости •от энергии нейтронов в рабочем энергетическом диапазоне превышают величину основной погрешности более чем в 1,5 раза, допускается поверять при серийном выпуске выборочно не менее чем в трех точках рабочего энергетического диапазона. Радиометры по этому параметру проверяют по согласованию с метрологической 'Организацией.
Зависимость показаний приборов от энергии регистрируемого излучения измеряют в соответствии с требованиями ГОСТ 17355—71 не менее чем при трех энергиях нейтронов, соответствующих минимальному среднему и максимальному значениям энергетического диапазона.
При измерениях допускается использовать изотопные источники нейтронов, электростатические генераторы нейтронов и нейтронные генераторы с образцовым радиометром.
Измерения выполняют одним из методов, приведенных в пп. 5.3.1.1—5.3.1.5 стандарта. При этом допускается для радиометров, у которых амплитуда регистрируемых сигналов пропорциональна энергии нейтронов, первичную поверку чувствительности в зависимости от энергии проводить на нескольких экземплярах приборов из установочной партии на электростатическом генераторе и фотонейтронных источниках, а при других поверках радиометров проводить контроль за сохранностью заданной чувствительности при помощи замедляющих фильтров разных толщин с изотопными источниками. В НТД на радиометр в этом случае должны быть приведены размеры и состав фильтров, методика проведения измерений, чувствительности радиометра при разных уровнях дискриминации регистрируемых сигналов как для электростатических и нейтронных генераторов, так и для поверочных установок с фильтрами и изотопными источниками.
Радиометры с блоками детектирования, чувствительными к гамма-излучению и к образующимся при взаимодействии с нейтронами заряженным частицам, для которых известны отношения эффективностей при разных энергиях, допускается поверять по гамма-излучению с разной энергией. В НТД на радиометр должна быть приведена методика поверки и переходные коэффициенты для чувствительности к гамма-излучению и нейтронам в зависимости от их энергии.
ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ
Результаты поверки должны быть занесены в протокол, поверки (см. справочное приложение 2), на основании записей которого выдают свидетельство по поверке.
При оформлении результатов поверки радиометров в каналах реактора в свидетельстве следует указывать по какому значению плотности потока нейтронов (невозмущенному, возмущенному присутствием детектора) проводилась поверка. Во втором случае необходимо вводить поправку, учитывающую возмущение- нейтронного поля детектором.
При оформлении результатов поверки, проведенной методом подобия с применением набора однотипных источников, должны быть указаны исходный поддиапазон, состав набора и тип источников; при использовании в наборе источников разных типов — дополнительно значения переходных коэффициентов.
Положительные результаты поверки оформляют выдачей свидетельства о государственной или ведомственной поверке по форме, приведенной в обязательном приложении 3.