swBPH i hwBPH uređaji

Hardverski BPH uređaj

Jonizaciona komora generiše impuls čija je širina obrnuto srazmerna jačini doze gama zračenja. Osnovni zadatak BPH uređaja je da obavi pretvaranje širine impulsa u naponski signal u opsegu 1V-6V.Za donju granicu mernog opsega (1.16 µSv/h, 11.6 µSv/h) jonizaciona komora generiše impuls čija je širina 200 s. Za gornju granicu mernog opsega (116 mSv/h, 1160 µSv/h) jonizaciona komora generiše impuls čija je širina 2 ms. Navedene širine impulsa BPH uređaj konvertuje u naposnke signale 1V i 6 V. Na osnovu izmerene vrednosti napona i na osnovu kalibracione krive može se izračunati jačina doze gama zračenja u fizičke jedinice.

Ako je jačina doze gama zračenja manja od donje granice mernog opsega, jonizaciona komora će generisati impuls odgovarajuće širine. Međutim, BPH uređaj za sve impulse čija je šrina veća od 200 s generiše naponski signal od 1V. Zbog toga merni sistem ne može da se koristi za merenje jačina doza zračenja ispod definisane donje granice mernog opsega jonizacionih komora.

Na slici su prikazane jačine doza izmerenih u zgradi reaktora RA u vremenskom periodu od 10 minuta. Merni podaci se prikupljaju svake sekunde. Za jonizacionu komoru IC1 koja je smeštena u telu reaktora (bela linija) merni sistem pokazuje jačinu doze gama zračenja od približno 10 µSv/h iako je stvarni intenzitet doze približno 1 µSv/h.

Dakle, opisana greška u merenju je posledica nemogućnosti BPH uređaja da prepozna impulse čija je širina veća od 200 s. Intenziteti doza predstavljeni zelenom i svetloplavom linijom odgovaraju stvarnim jačinama doza u prostoriji 141, u kojoj se vrši prepakivanje istrošenog nuklearnog goriva.

Može se uočiti da su varijacje izmerenih jačina doza ±1 µSv/h od srednje vrednosti, a koje su posledica uticaja elektromagnetnih smetnji na BPH uređaj.

Jačine doze gama zračenja registrovane hardverskim BPH uređajem

Softverski BPH uređaj

Program za emulaciju BPH uređaja je baziran na mogućnosti da jonizacione komore mogu da generišu impulse odgovarajuće širine i za jačine doza koje su ispod definisanih donjih granica mernog područja. Na ovaj način je u potpunosti zaobiđen BPH uređaj i znatno je poboljšana tačnost merenja, jer elektromagnetne smetnje ne mogu da utiču na tačnost izračunavanja širine impulsa. Amplituda impulsa se može menjati i po nekoliko volti i te promene neće uticati na tačnost merenja, jer širina impulsa nosi korisnu informaciju. Na slici su prikazane jačine doza izmerenih u zgradi reaktora RA u vremenskom periodu od 10 minuta. Analizom grafika uočava se da jačina doze u telu reaktora, izmerena jonizacionom komorom IC#1, neznatno varira oko vrednosti 0.8 µSv/h (bela linija). Isti intenzitet doze izmeren preko BPH uređaja neznatno varira oko vrednosti 10 µSv/h, što predstavlja apsolutnu grešku merenja od približno 9 µSv/h.

Korisnički ekran programa za emulaciju BPH uređaja

Jačine doza u prostoriji 141 izmerene pomoću jonizacionih komora IC#3 i IC#4 za oba sistema se neznatno razlikuju (zelena i svetloplava boja). Isto važi i za jačinu doze u telu reaktora izmerene pomoću jonizacione komore IC2. Pored poboljšanja tačnosti merenja jačine doza gama zračenja u zgradi reaktora RA, povećana je i pouzdanost merenja, jer se analogni signali sa osam jonizacionih komora i osam signala sa tri BPH uređaja mere pomoću dva nezavisna analogna interfejsa.

Jačine doze gama zračenja registrovane softverskim BPH uređajem

Na donjim slikama su prikazane jačine doza gama zračenja izmerene u telu reaktora za vreme sečenja gorivnih kanala. Može se uočiti značajna razlika u izmerenim vrednostima za jačine doza većih od 50 mSv/h. Za ove vrednosti hardverski BPH uređaj daje bolje vrednosti. Softverski BPH uređaj ne može da meri jačine doza većih od 50 mSv/h zbog toga što je brzina odabiranja signala jonizacionih komora 50 S/s. Ova brzina odabiranja se može povećati, ali je potrebno da se postojeći računarski modul RA zameni procesorom sa dva i više jezgara. Tada će se više programa izvršavati paralelno i može se ostvariti nekoliko puta veća brzina uzorkovanja analognih signala. Maksimalna jačina doze izmerena softverskim uređajem je proporcionalna brzini uzorkovanja signala jonizacionih komora.

Jačine doze gama zračenja registrovane hardverskim BPH uređajem

Jačine doze gama zračenja registrovane softverskim BPH uređajem

Na donjoj slici su prikazani rezultati merenja ostvareni softverskim BPH uređajem, hardverskim BPH uređajem i instrumentom Inspector 1000. Jačine doza gama zračenja su merene u zgradi rekatora RA na mestima gde su postavljene jonizacine komore. Može se uočiti dobro slaganje pokazivanja instrumenta Inspector 1000 sa softverskim BPH uređajem.

Poređene rezultata merenja ostvarenih swBPH i hwBPH uređajaima

Više informacija o ovoj temi možete pročitati u radu "EMULACIJA UREĐAJA BPH-04P", ETRAN 2009.