201161. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés ismeretlen összetételű és/vagy több komponensű, főként hasadási termékekkel kontaminált terepszakaszok sugárszintjének légi felderítésére
1 HU 20116) B A légi sugárfelderítés ismert eljárásainál további jelentős hibaforrás a háttérsugárzás, amely ebben az esetben lényegében a repülőeszköz felületi szennyeződésére vezethető vissza. Ez az érték - különösen csapadékos időben - a kihullási csóván történő átrepülést követően több nagyságrenddel is meghaladhatja a föld felületéről eredő, mérni kívánt dózisteljesítményt. Ezért a hátteret általában néhányszor 10 kilogramm tömegű ólom árnyékolással csökkentik. Az irányfüggő detektoros, illetve különféle kompenzációs eljárások ezen a téren nem vezettek eredményre, mert a sugárzás-detektálás statisztikus ingadozása miatt szignifikancia korlátokba ütköznek. A légi sugárfelderítés napjainkban használatos eljárásai - az ismert előnyök mellett - rendelkeznek bizonyos, jelentős hátrányokkal is. A legfontosabb fogyatékosságuk abban rejlik, hogy olyan átlagos, egyetlen rögzített Kh magassági gyengítési együttható függvénnyel dolgoznak, amely egyedül és kizárólag a kalibráció referencia feltételei mellett érvényes. így az nem képes a felderítés során folyamatosan követni és korrekcióba venni a legfontosabb két tényező - nevezetesen a terepet borító radioaktív izotópok gamma-energiája és a meteorológiai viszonyok - változásának a mérés bizonytalanságára gyakorolt hatását. Ezek az ingadozások a (3) egyenlet A és B paraméterének lényeges változásán keresztül befolyásolják a mérési eredményt. A változás folyamatos követésére viszont az eljárások nem adnak lehetőséget. A probléma jelentőségét jól tükrözi az alábbi egyszerű példa. A korábban ismertetett határértékeken belül átlagértékként elfogadva A=2 esetén vizsgáljuk a B paraméter lehetséges szélső-, illetve középértékeinél a hiba várható értékét (lásd 2. táblázat). A légi sugárfelderítés várható hibája, ha a B paraméter a mérsékelt égövi viszonyok mellett előforduló szélső értékek között változik. 2. táblázat A mérési Kh értéke, ha A=2, és: magasság B=0,0068 B=0.01 B=0,0I19 Hiba (%) H(m) 50 3 3.4 3,65 7-12 100 4 5,4 6,57 20-30 200 8 14,8 21.6 40-50 300 15 40,1 71 177-267 400 30 109,2 233 210-360 500 60 196,8 806 300-500 600 118 806 2523 300-700 A mérési bizonytalanság ilyen magas értéke csakis a körülmények kényszerítő hatására viselhető el. Az ismert eljárásokkal és berendezésekkel ugyanis a külső tényezőknek az A és B paraméterre gyakorolt hatását csak oly módon lehetne korrekcióba venni, ha a légi sugárfelderítés során folyamatosan mérni lehetne a talajt borító radioaktív izotópok gammaenergiáját közvetlenül a föld felszínén, illetve a közbenső levegőréteg hőmérsékletét, páratartalmát és nyomását. Ezek figyelembevételével lehetne a Kh magassági gyengítési együttható-függvény aktuális értékét pontosan előállítani. A technika mai állása mellett ez ugyan elvileg megoldható feladat, azonban a gyakorlatban erre nem találunk példát. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amelynél az ismeretlen radioizotópokkal kontaminált terepen a sugárszint (az egy méteres magasságban mérhető dózisteljesítmény) meghatározása a légi .sugárfelderítés során a mérési eredmény bizonytalanságát alapvetően meghatározó két tényező- a sugárforrások gamma-energiái és a meteorológiai viszonyok - változásának folyamatos és automatikus korrekcióba vételével történik. A légi sugárfelderítésnél ily módon a Kh magassági gyengítési együtthatónak a (2) egyenlettel jellemzett függvényében az A és B paraméter aktuális értéke folyamatosan és automatikusan képezhető. A feladat megoldására ismeretlen összetételű és/vagy több komponensű, főként hasadási termékekkel kontaminált terepszakaszok sugárszintjének légi felderítésére olyan eljárást dolgoztunk ki, amelynek során a találmány szerint az elnyelt dózisteljesítményt a repülőeszközön egymástól előnyösen legalább 10 %-kal eltérő, ismert magasságban elhelyezett, legalább két dózisteljesítménymérővel egyidejűleg folyamatosan mérjük, ezen dózisteljesítmény mérők által mért adatok logaritmusát és a gyengítési együtthatónak (Kh) a kalibráció alkalmával a mérési magasság függvényében tapasztalt változási törvényszerűségének Iinearizált alakját felhasználva folyamatosan ellenőrizzük a kalibráció érvényességét, a sugárszintnek az addig használatos gyengítési együtthatóval (Kh) számított értékére vonatkoztatott legalább 15 %-os megváltozása esetén a kalibrációt az új értékkel korrigáljuk, a sugárszint értékét pedig a kalibráció alkalmával meghatározott és a felderítés során ily módon folyamatosan ellenőrzött és adott esetben korrigált magassági gyengítési együttható (Kh) és az adott magasság(ok)ban mért elnyelt dózisteljesítmény mérési adat(ok) sorozataként állítjuk elő. Az eljárás foganatosítására olyan berendezést hoztunk létre, amelynek legalább két dózisteljesítmény mérője van, amelyeknek kimenetei egy-egy számláló bemenetére vannak kötve, a fedélzeti magasságmérő feszültség-frekvencia konverteren keresztül harmadik számláló bemenetére van kötve, ahol a számlálók mikroszámítógéppel kétoldali kapcsolatban vannak, a mikroszámítógép további bemeneteire üzemmód váltó, valamint kézi beállító egység van kapcsolva, míg a mikroszámítógép kimenete kijelzőre van vezetve. A találmány tárgyát a továbbiakban rajzokon bemutatott példát alapján ismertetjük. A rajzon az v 1. ábra a légi sugárfelderítéssel történő sugárszint meghatározására szolgáló berendezés tömbvázlatát, a 2. ábra számláló boák blokkvázlatát, a 3. ábra nyolc-bites számláló blokkot ismertet. Az eljárást a gyakorlatban modellkísérletekkel ellenőriztük. Laboratóriumi körülmények között ismert béta-sugárzó izotópok felhasználásával gyakorlatilag végtelen kiterjedésűnek tekinthető kontaminált síkfelületeket állítottunk elő. A mérésekhez sugárzásdetektorként Si(Li) félvezető detektort alkalmazva az 1 MeV-nál alacsonyabb maximális béta-energiájú izotópokkal detektálás szempontjából már néhányszor tíz centiméter átmérőjű kör is végtelen kiterjedésűnek minősült. A különböző energiájú izotópok, illetve a kevert, többkomponensű rendszerek vizsgálata során a síkfelülettől mért távolság függvényében értékelt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
