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核应急航空监测技术
文章来源 : 军民结合推进司 发布时间:2014年12月09日
  【技术开发单位】中国核工业集团公司航测遥感中心

  【技术简介】核应急航空监测技术起源于早期铀矿勘探,是在就地测量技术的基础上逐渐发展成为一项成熟的用于核事故应急的高新技术,即是把航空伽玛能谱仪安装在飞机上对核应急区域的放射性污染状况进行快速、有效监测,进而确定放射性核素种类,实时圈定放射性污染的范围和水平,对辐射危害的程度和水平提供准确及时的信息,为应急决策提供技术支持。该项技术具有快速、经济、准确、高效、连续测量和实时显示的特点,在进行大面积的环境放射性水平调查、快速放射性污染监测和突发核事件的监测中拥有其他方法无可替代的技术优势,是突发核事故后对广大区域的辐射状况进行快速测量唯一有效的技术手段。

  目前,中心现有航空高纯锗(HPGe)伽玛能谱仪测量系统一套、703-I型核应急航空监测系统一套、航空监测数据实时传输系统一套,是军民两用的核应急航空监测专用设备,另外建成了用于实验、校准的各种放射源、模型标准装置、实验装置等。

  核应急航空监测系统根据情形的需要,可以把703-I型核应急航空监测系统和(或)航空高纯锗(HPGe)伽玛能谱仪测量系统、航空监测数据实时传输系统安装在固定翼飞机或直升机上,设定一定的飞行高度,采用同心圆飞行方式、追踪飞行方式或扫描式飞行方式进行空中检测。通过测量,可以获得来自空中和地面的辐射信息,采用数据处理软件进行处理,可以快速分析得出来自空中和地面辐射状况信息情况。同时,能将数据实时传输给接收地面站,迅速给相关部门提供技术支持。

  【技术特点】

  (1)探测技术:拥有国际先进水平的大体积航空NaI(Tl)伽玛能谱仪系统和我国首套代表世界最先进水平高分辨率的电制冷航空高纯锗(HPGe)伽玛能谱仪系统,在辐射环境航空监测领域代表了我国最先进水平。

  (2)校准、数据处理和分析技术:建有全国最大、种类最全的航空放射性测量模型标准装置,其中5个标准装置在亚洲唯一、世界前三位,属国家行业最高计量标准。编制起草了《航空伽玛能谱测量规范》(EJ/T 1032-2005);在校准技术、数据处理和分析技术方面具有独特的技术优势。

  (3)定位技术:采用GPS全球定位系统,航空测量定位技术已达到分米级。

  (4)数据通信传输技术:已建成核应急航空监测数据实时传输系统,能够将空中监测的数据实时传输到地面站,并能通过卫星传输至指挥中心。

  (5)设备快速安装技术:航空高纯锗(HPGe)伽玛能谱仪系统和航空NaI(Tl)伽玛能谱仪测量系统可以在短时间内(不大于1小时)安装到飞机上。

  【技术指标】

  航空NaI(Tl)伽玛能谱仪测量系统:
  (1)航空NaI(Tl)晶体探测器体积:下测NaI(Tl)晶体体积为50341cm3,上测NaI(Tl)晶体体积为12585cm3;
  (2) 测量能谱为256/512道;
  (3) 对137Cs 0.662MeV伽玛射线峰,航空伽玛能谱测量系统的系统分辨率(FWHM)优于12%;
  (4) 航空伽玛能谱测量系统对232Th的2.62MeV能量峰的峰位漂移不超过±1%;
  (5) 航空伽玛能谱测量系统能谱线性>0.999(能量线性范围0.05 MeV ~3.0MeV);
  (6) 航测高度100m时,137Cs探测限低于2000Bq/m2;
  (7) 采用GPS导航定位系统,平面静态定位精度小于1.0m;
  (8) 航空伽玛能谱数据采样间隔为1秒。
  航空高纯锗(HPGe)伽玛能谱仪测量系统:
  (1)探测器由3个航空高纯锗晶体组成,单个晶体直径81.4mm,长度81.5mm;
  (2) 测量能谱为16k道;
  (3) 测量能量范围在0 MeV ~3.2MeV;
  (4) 实验室条件下,对1332.5keV γ射线的能量分辨率优于2.5%;能谱线性>0.999(能量线性范围0.04 MeV~3.2MeV );探测效率大于380%;
  (5) 每分钟对137Cs(661.6keV)的γ射线全能峰探测下限(LLD)不大于20nCi,最小可探测活度(MDA)不大于60nCi;
  (6) 采用GPS导航定位系统,平面静态定位精度小于1.0m;
  (7) 航空伽玛能谱数据采样间隔可根据测量要求设置。

  【技术水平】国际先进

  【可应用领域和范围】辐射环境航空监测(核电站辐射环境调查、核设施退役环境治理及其它区域辐射环境调查)、核事故应急航空监测、反核恐、失控放射源搜寻、矿产勘查等领域。

  【专利状态】已取得专利1项

  【技术状态】批量生产、成熟应用阶段

  【合作方式】合作开发  技术服务

  【投入需求】500万元

  【转化周期】1个月

  【预期效益】该技术在核事故应急航空监测、核电站选址、辐射环境本底调查、矿产勘查、核设施、退役环境治理、反核恐、失控放射源搜寻等领域进行技术服务,不仅可以降低成本,减少经济损失,而且能够产生巨大的经济效益和社会效益,这对促进国民经济发展,在核电建设、环境保护乃至国家安全等方面,都具有现实的意义和作用。

  【联系方式】全旭东0311-85862631/13613300766


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