Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля
В статье рассмотрены возможности увеличения допустимого срока службы источника излучения при использовании его в портативных приборах досмотрового контроля. Предлагается модель расчета показателей надежности на основе анализа физических процессов деградации объекта....
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
2011
|
| Назва видання: | Штучний інтелект |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60441 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля / Г.Л. Логунова // Штучний інтелект. — 2011. — № 4. — С. 299-302. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-60441 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-604412014-04-16T03:01:35Z Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля Логунова, Г.Л. Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений В статье рассмотрены возможности увеличения допустимого срока службы источника излучения при использовании его в портативных приборах досмотрового контроля. Предлагается модель расчета показателей надежности на основе анализа физических процессов деградации объекта. У статті розглядаються можливості збільшення припустимого терміну служби джерела випромінювання при використанні його в портативних приладах оглядового контролю. Пропонується модель розрахунку показників надійності на основі аналізу фізичних процесів деградації об’єкта. The article considers the possibility of increase of an allowable operating life of a gamma radiation source using it in portable inspection instruments. The model of reliability calculations based on the analysis of physical processes of degradation of object is offered. 2011 Article Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля / Г.Л. Логунова // Штучний інтелект. — 2011. — № 4. — С. 299-302. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1561-5359 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60441 621.039.84 ru Штучний інтелект Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений |
| spellingShingle |
Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений Логунова, Г.Л. Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля Штучний інтелект |
| description |
В статье рассмотрены возможности увеличения допустимого срока службы источника излучения при использовании его в портативных приборах досмотрового контроля. Предлагается модель расчета
показателей надежности на основе анализа физических процессов деградации объекта. |
| format |
Article |
| author |
Логунова, Г.Л. |
| author_facet |
Логунова, Г.Л. |
| author_sort |
Логунова, Г.Л. |
| title |
Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля |
| title_short |
Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля |
| title_full |
Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля |
| title_fullStr |
Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля |
| title_full_unstemmed |
Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля |
| title_sort |
моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля |
| publisher |
Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Интеллектуальные системы планирования, управления, моделирования и принятия решений |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60441 |
| citation_txt |
Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля / Г.Л. Логунова // Штучний інтелект. — 2011. — № 4. — С. 299-302. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Штучний інтелект |
| work_keys_str_mv |
AT logunovagl modelirovanieparametrovradioizotopnyhpriborovdosmotrovogokontrolâ |
| first_indexed |
2025-07-05T11:32:16Z |
| last_indexed |
2025-07-05T11:32:16Z |
| _version_ |
1836806450912952320 |
| fulltext |
«Штучний інтелект» 4’2011 299
5Л
УДК 621.039.84
Г.Л. Логунова
Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «ИСКРА»
МОНС Украины, г. Луганск
official@iskra.lugansk.ua
Моделирование параметров радиоизотопных
приборов досмотрового контроля
В статье рассмотрены возможности увеличения допустимого срока службы источника -излучения
при использовании его в портативных приборах досмотрового контроля. Предлагается модель расчета
показателей надежности на основе анализа физических процессов деградации объекта.
Введение
При осуществлении досмотрового контроля транспортных средств, для опера-
тивного обнаружения несанкционированных вложений внутри конструкций без их
вскрытия, в практике работы таможенных, пограничных и иных специальных служб
все чаще применяются портативные носимые радиоизотопные приборы. Принцип их
работы основан на регистрации аномального изменения плотности потока обратно –
рассеянного гамма излучения при сканировании вдоль поверхности контролируемого
объекта [1], [2].
Решение о наличии закладки в области сканирования принимается по критерию,
предусмотренному в алгоритме работы прибора при подсчете количества зарегистри-
рованных детектором импульсов. Факт обнаружения сопровождается звуковым
сигналом. Дополнительно на цифровом индикаторе отображается зарегистрированное
значение, которое является обобщенным показателем отражающих свойств контро-
лируемого объекта и не несет никаких признаков метрологически контролируемого
параметра.
Преимущества такой технологии связаны с возможностями ускорить процедуру
досмотра и производить контроль на крупногабаритных объектах, например, водных и
воздушных судах, по схеме с односторонним доступом, в тех условиях, когда невозможно
использование стационарной досмотровой аппаратуры.
Приборы рассматриваемого класса выпускаются в США – детекторы Merlin 133 [3]
и Buster K910B [4], России – детектор изменения плотности ДИП-А01М («Аспект»,
Дубна) [5], Беларуси – устройство поиска неоднородностей УПН-РМ1401М-П
(«Полимастер») [6]. В Украине, несмотря на осуществленную разработку детектора
скрытых пустот «РОСЬ 4М» (НИПКИ «Искра», Луганск) [7], его производство не
освоено.
Перспективы выхода на рынок и конкурентоспобность приборов могут быть
обеспечены за счет снижения стоимости и эксплуатационных расходов, при высоком
уровне технических показателей. Одной из составляющих конкурентоспособности
аппаратуры является ее надежность.
Целью настоящей работы является обоснование характеристик, определяющих
показатели надежности приборов досмотрового контроля с использованием источников
гамма-излучения и построение модели расчета надежности источника -излучения.
Логунова Г.Л.
«Искусственный интеллект» 4’2011 300
5Л
Постановка задачи. Показателем надежности, определяющим эксплуатационные
расходы, связанные с необходимостью периодической замены источника -излучения,
является срок службы источника -излучения. Ограничение срока службы источника
-излучения связано с уменьшением его активности с течением времени до минимально
допустимого значения. Необходимо определить допустимый срок службы источника
-излучения и выявить возможные пути его повышения.
Методика расчета срока службы источника -излучения.
Для оценки показателей надежности предлагается метод расчета, основанный
на применении математических моделей, описывающих процессы, приводящие к
отказам объекта. Метод расчета показателей надежности на основе анализа физических
процессов деградации объекта предусмотрен ДСТУ 2862-94. «Методи розрахунку
показників надійності. Загальні вимоги» [8].
Определяющим параметром, характеризующим состояние источника -излучения,
является его активность. Активность источника не является постоянной, она уменьшается
во времени в соответствии с периодом полураспада используемого в нем изотопа.
Состояние прибора считается работоспособным, если значения его параметров соответ-
ствуют установленным требованиям. Показателями функционирования в рассматри-
ваемом случае являются вероятность обнаружения закладки, толщина преграды, глубина
и скорость сканирования.
Критерием отказа является снижение активности до минимально допустимого
уровня
откtA , ниже которого использование источника является недопустимым в
связи с выходом технических параметров прибора за установленные пределы.
Процесс деградации, обусловливающий изменение определяющего параметра
(активности) описывается основным законом радиоактивного распада
tNNt exp0 , (1)
где tNN ,0 – число имеющихся радиоактивных ядер N на начальный момент
времени 0t и момент времени t , соответствующий времени наступления отказа; –
постоянная распада.
Постоянная распада связана с периодом полураспада
2
1Т соотношением
2
1
2ln
Т
. (2)
Исходя из (1) активность определяется величиной
tN
dt
dN
A exp0 . (3)
С учетом (2) и (3) значение активности
откtA на момент окончания срока
службы, соответствующий времени наступления отказа откt :
откot t
T
АА
отк
2
1
2ln
exp . (4)
Моделирование параметров радиоизотопных приборов досмотрового контроля
«Штучний інтелект» 4’2011 301
5Л
Решая уравнение (4), получим значение допустимого срока службы ИИИ
2ln
ln
0
2
1
A
A
Tt
откt
отк . (5)
Анализ полученного выражения (5) позволяет определить возможности
увеличения допустимого срока службы источника -излучения при использовании
его в портативных приборах досмотрового контроля.
Все существующие приборы такого класса [3-7], исходя из физики их работы,
оснащены источниками гамма-излучения с радионуклидом 133Ba. Таким образом,
повысить допустимый срок службы за счет использования ИИИ с более продолжитель-
ным периодом полураспада не представляется возможным. Это может быть достигнуто
либо путем повышения начальной активности, либо путем понижения минимально
допустимого уровня активности до величины, все еще обеспечивающей работу прибора.
Повышение допустимой начальной активности ограничено необходимостью
обеспечения требований радиационной защиты, основные принципы которой –
оправданности, непревышения и оптимизации лежат в основе «Норм радиационной
безопасности Украины (НРБУ-97)» [9] и «Основных санитарных правил обеспечения
радиационной безопасности Украины (ОСПУ-2005)» [10]. Согласно принципу опти-
мизации уровни индивидуальных доз и/или количество облучаемых лиц по отношению
к каждому источнику излучения должны быть настолько низкими, насколько это
может быть достигнуто с учетом экономических и социальных факторов.
Рассматриваемые приборы работают в режиме индикаторных приборов и не
обладают контролируемыми метрологическими характеристиками, что позволяет
использовать в них ИИИ активностью от 0,37×106 Бк до 1×106 Бк. Применение
источников с такой активностью позволяет обеспечить мощность эквивалентной
дозы на поверхности блока не более 1 мкЗв/час, а на расстоянии 0,1 м от поверхности
блока не более 0,2 мкЗв/час, что согласуются с требованиями ОСПУ-2005 и обеспечивает
выполнение принципа непревышения.
Понижение минимально допустимого уровня активности возможно за счет
совершенствования алгоритмов обработки информации и оптимизации параметров
измерительной схемы прибора.
Выводы
Предложенная на основе анализа физических процессов деградации объекта
модель расчета позволяет оценить допустимый срок службы источника -излучения
при использовании его в портативных приборах досмотрового контроля.
Увеличение продолжительности допустимого срока службы источника -
излучения и периода его замены возможно путем понижения минимально допустимого
уровня активности, для чего необходимы оптимизация параметров измерительной
схемы и совершенствование алгоритмов принятия решения.
Литература
1. Дубровкина М.В. Перспективы применения детектора скрытых пустот на основе эффекта обратного
рассеяния гамма-излучения при контроле транспортных средств / М.В. Дубровкина, А.В. Калюжный //
Сучасні інформаційні та інноваційні технології на транспорті МІNTT-2010 : збірка наукових праць
Міжнародної науково-практичної конференції. – Херсон : Видавництво Херсонського державного
морського інституту, 2010. – С. 27-31.
Логунова Г.Л.
«Искусственный интеллект» 4’2011 302
5Л
2. Калюжный А.В. Исследование методов контроля скрытых пустот различными способами / А.В. Ка-
люжный // Адаптивні системи автоматичного управління : міжвідомчий науково-технічний збірник. –
Днепропетровск : Системні технології, 2007. – Вып. 10 (30). – С. 54-62.
3. Merlin133-Contraband Detector-Density Meter Product Description [Электронный ресурс]. – Режим
доступа : http://www.roadside-access.com/merlin133-contraband-detector.html.
4. Buster K910B Contraband Detector Specifications [Электронный ресурс]. – Режим доступа :
http://www.sasrad.com/products/buster/specifications.php
5. Детектор изменения плотности (Детектор «контрабанды») ДИП-А01М [Электронный ресурс]. –
Режим доступа : http://aspect.dubna.ru/new/page. php?page=381.
6. Polimaster Устройство поиска неоднородностей УПН-РМ1401М-П (Детектор контрабанды) [Элект-
ронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.polimaster.ru/products/ contraband_detector/ pm1401t/.
7. НИПКИ «Искра». Детектор скрытых пустот «РОСЬ 4М». [Электронный ресурс]. – Режим доступа :
http://iskra.lugansk.ua/index.php?lang=ru&page=sci-tech-prod/contraband
8. ДСТУ 2862-94. Надійність техніки. Методи розрахунку показників надійності. Загальні вимоги.
Введ.: 01.01.96. – К. : Держстандарт України, 1995. – 38 c.
9. ДГН 6.6.1.-6.5.001-98 Норми радіаційної безпеки України (НРБУ-97): затверджено наказом МОЗ Ук-
раїни від 14.07.1997 р. № 208; введено в дію постановою Головного державного санітарного лікаря
України від 01.12.1997 р. № 62.
10. ДСП 6.177-2005-09-02. Основні санітарні правила забезпечення радіаційної безпеки України: за-
тверджено наказом МОЗ України від 02.02.2005 № 54; зареєстр. в Мін’юсті України 20.05.2005 р.
за № 552/10832.
Literatura
1. Dubrovkina M.V. Suchasnі іnformacіjnі ta іnnovacіjnі tehnologіi na transportі MІNTT-2010: Zbіrka nau-
kovyh prac’ Mіzhnarodnoi naukovo-praktichnoi konferencіi. Herson: Vidavnictvo Hersons’kogo derzhavnogo
mors'kogo іnstitutu. 2010. S. 27-31.
2. Kaljuzhnyj A.V. Adaptyvnі systemy avtomatychnogo upravlіnnja: Mіzhvіdomchij naukovo-tehnіchnij zbіrnyk.
Dnepropetrovsk: Systemnі tehnologіi. Vyp. 10 (30). 2007. S. 54-62.
3. Merlin133-Contraband Detector-Density Meter Product Description. http://www.roadside-access.com/
merlin133-contraband-detector.html
4. Buster K910B Contraband Detector Specifications. http://www.sasrad.com/products/buster/specifications.php
5. Detektor izmenenija plotnosti (Detektor “kontrabandy”) DIP-A01M http://aspect.dubna.ru/new/page.
php?page=381
6. Polimaster Ustrojstvo poiska neodnorodnostej UPN-RM1401M-P (Detektor kontrabandy) http://www.polimaster.
ru/products/ contraband_detector/ pm1401t/
7. NIPKI “Iskra”. Detektor skrytyh pustot “ROS’’ 4M”. http://iskra.lugansk.ua/index.php?lang=ru&page=
sci-tech-prod/contraband
8. DSTU 2862-94. Nadіjnіst’ tehnіky. Metody rozrahunku pokaznykіv nadіjnostі. Zagal’nі vymogy. Vved.:
01.01.96. K.: Derzhstandart Ukrainy. 1995. 38 s.
9. DGN 6.6.1.-6.5.001-98. Normy radіacіjnoi bezpeky Ukrainy (NRBU-97): zatverdzheno nakazom MOZ
Ukrainy vіd 14.07.1997 r. № 208; vvedeno v dіju postanovoju Golovnogo derzhavnogo sanіtarnogo
lіkarja Ukraine vіd 01.12.1997 r. № 62.
10. DSP 6.177-2005-09-02. Osnovnі sanіtarnі pravyla zabezpechennja radіacіjnoi bezpeki Ukrainy: zatver-
dzheno nakazom MOZ Ukraine vіd 02.02.2005. № 54; zarejestr. v Mіn’justі Ukrainy 20.05.2005 r. za
№ 552/10832.
Г.Л. Логунова
Моделювання параметрів радіоізотопних приладів оглядового контролю
У статті розглядаються можливості збільшення припустимого терміну служби джерела -випромінювання
при використанні його в портативних приладах оглядового контролю. Пропонується модель розрахунку
показників надійності на основі аналізу фізичних процесів деградації об’єкта.
G.L. Logunova
Modelling of Parameters of Radioisotope Portable Inspection Instruments
The article considers the possibility of increase of an allowable operating life of a gamma radiation source
using it in portable inspection instruments. The model of reliability calculations based on the analysis of
physical processes of degradation of object is offered.
Статья поступила в редакцию 15.06.2011.
|