Radiometr alfa i neutronowy KRAN-1 AN

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=138&p=1

Ten radziecki radiometr może mierzyć, w zależności od podłączonej sondy, aktywność powierzchniową alfa lub gęstość strumienia neutronów w szerokim spektrum energii - od termicznych aż do prędkich. Zakres pomiarowy przedstawia się następująco:

• aktywność alfa: 2,5-25 000 rozp./min/cm2
• gęstość strumienia neutronów prędkich: 10-100 000 neutr./cm2/s
• gęstość strumienia neutronów pośrednich: 2,5-25 000 neutr./cm2/s
• gęstość strumienia neutronów termicznych: 2,5-25 000 neutr./cm2/s

Każdy pomiar przeprowadzano osobną sondą, znajdującą się w zestawie radiometru.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=138&p=1

Istniała też uboższa wersja miernika, oznaczona KRAN-1A, która nie miała w zestawie sondy do pomiaru aktywności alfa.

.

Wynik podawany jest na mikroamperomierzu o dwóch podziałkach:

• czerwonej 10-100 co 10, tylko do pomiaru strumienia neutronów prędkich
• czarnej 2,5-25 co 2,5 do wszystkich innych pomiarów

Podziałki te współpracują z mnożnikami przełącznika zakresów: x1000, x100, x10 i x1, czas uśredniania wyniku wynosi odpowiednio 15, 15 , 60 i 120 s.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=138&p=1

Obudowa jest wykonana z emaliowanego aluminium. Swym zewnętrznym kształtem nieco przypomina rentgenoradiometry serii DP-5, podobieństwo jest jednak tylko pozorne:

• gniazdo do podłączania sondy umieszczono pod kątem na górnym panelu, a nie z boku skrzynki
• gniazdo słuchawek również przeniesiono z boku obudowy na górny panel
• oświetlenie jest włączane przełącznikiem dźwigienkowym, a nie przyciskiem monostabilnym
• pokrętło zakresów jest z lewej strony, nie ma szyldu z farbą okresowego świecenia

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=138&p=1

Wszystkie sondy do radiometru KRAN-1 są sondami scyntylacyjnymi, czyli promieniowanie wywołuje błyski światła w specjalnej substancji, zwanej scyntylatorem, które następnie są wzmacniane przez fotopowielacz (w tym przypadku FEU-35). Komplet sond przedstawia się następująco - na zdjęciu od lewej:

• sonda do pomiaru neutronów prędkich ze zdjętą obudową układu elektronicznego
• sonda do pomiaru neutronów pośrednich wraz ze zdjętym kulistym moderatorem
• sonda do pomiaru neutronów termicznych
• (niestety brak sondy do pomiaru aktywności alfa, która przypominała SSA-1P)

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=138&p=1

Przyjrzyjmy się więc poszczególnym sondom osobno. Sonda do pomiarów skażeń alfa ma scyntylator w postaci cienkiej (6-8 mg/cm2) warstwy siarczku cynku aktywowanego srebrem, naniesionej na dysk ze szkła organicznego o powierzchni 100 cm2. Sprzężenie z fotopowielaczem zapewnia stożkowy światłowód, analogicznie do wspomnianej SSA-1P:

https://cloud.mail.ru/public/5Psf/4dUnuoD2g

Sonda do pomiaru neutronów termicznych wykorzystuje scyntylator TN-13 (na zdjęciu z prawej)  osadzony w metalowym dysku. Ma on postać tabletki ze szkła organicznego o średnich 13 mm i grubości 3 mm z zatopionymi w nim ziarnami (800 mikronów) mieszanki siarczku cynku aktywowanego srebrem oraz tlenku boru III (B2O3). Detekcja przebiega w wyniku reakcji boru z neutronami cieplnymi, w czasie której powstaje cząstka alfa, wykrywana następnie przez ZnS(Ag):

Sonda w przekroju prezentuje się następująco:

Sonda do pomiaru neutronów pośrednich wyposażona jest w kulisty moderator, wypełniony szkłem organicznym, który spowalnia te neutrony do prędkości cieplnej. Obudowa moderatora pokryta jest 1 mm warstwą kadmu, który pochłania neutrony termiczne, umożliwiając selektywny pomiar tylko neutronów o energiach pośrednich.

https://cloud.mail.ru/public/5Psf/4dUnuoD2g

Scyntylator TN10, działający na tej samej zasadzie co w/w TN-13, umieszczony jest na końcu trzpienia, znajdującego się w geometrycznym środku kulistego moderatora. W trzpieniu znajduje się światłowód, zapewniający połączenie optyczne scyntylatora z fotopowielaczem. To samo rozwiązanie zastosowano w sondach neutronowych SSNT produkcji ZZUJ "Polon".

Sonda do pomiaru neutronów prędkich stosuje inne rozwiązanie niż w/w sondy neutronowe. Detektorem jest dysk ze szkła organicznego o średnicy 80 mm i grubości 5 mm, zawierający drobne ziarna ZnS(Ag). Jądra wodoru, zawartego w szkle organicznym, otrzymują energię od zderzeń z prędkimi neutronami, a następnie wytracają ją w scyntylatorze, powodując błyski.

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=138&p=1

Układ elektroniczny wszystkich sond sondy scyntylacyjnych zawiera wbudowany przedwzmacniacz, aby uniknąć zakłóceń przy przesyłaniu słabego sygnału kablem do pulpitu pomiarowego.  Podobną praktykę stosowano w innych miernikach scyntylacyjnych z sondą zewnętrzną, zarówno przenośnych, m.in. SRP-2, SRP-68 czy DRGZ-3, jak również w sondach do radiometrów stacjonarnych (SSU, SSA-1P, SSNT).

Wszystkie sondy są odporne na promieniowanie gamma do określonego, dość wysokiego poziomu mocy dawki, zależnej od zakresu pomiarowego: 

• alfa, neutrony powolne i pośrednie
• x1 - 200 mR/h (2 mSv/h)
• x10 - 1/R/h (10 mSv/h)
• x100 i x1000 - 2 R/h (20 mSv/h)
• neutrony prędkie
• x1 i x10 - 200 mR/h (2 mSv/h)
• x100 i x1000 - 1/R/h (10 mSv/h)

Zasilanie radiometru KRAN-1 może odbywać się z następujących źródeł:

• sieci prądu zmiennego 127 lub 220 V
• zestawu 4 akumulatorów srebrowo-cynkowych typu SCS-5, starczających na 35 godzin pracy
• baterii 11,5-PMCG-U-1,3

http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=2&topic=138&p=1

KRAN-1 charakteryzuje się bardzo wytrzymałą, hermetyczną obudową, przeznaczoną do pracy w trudnych warunkach środowiskowych, m.in. w kopalniach. Przyrząd nie występuje na polskim rynku, a i na wschodnich portalach aukcyjnych nie pojawia się zbyt często. Wątek na forum RHBZ jest jak dotąd jedynym miejscem, gdzie spotkałem się z tym miernikiem. Tym niemniej sygnalizuję jego istnienie, gdyby ktoś miał z nim styczność, proszę o kontakt.

Oryginalną instrukcję po rosyjsku można pobrać TUTAJ.