Техника - молодёжи 2000-03, страница 33

Г.Н. Алексаков объясняет устройство «Модели спутника с астроориентацией».

Алексей МОСКИНОВ

КОГДА

ПРОСТОЕ ГЕНИАЛЬНО

Говорят, все гениальное просто. Обратное верно не часто, но именно о таком случае рассказал профессор кафедры «Радиационная физика, биофизика и экология» МИФИ Николай Георгиевич Големинов.

— В радиоэкологической практике часто требуются надежные и информативные измерения радиоактивности. Их можно провести лишь спектрометрическими системами, содержащими линейный детектор излучения, усилители, амплитудные анализаторы и имеющими мощное программное обеспечение. Они наиболее надежны, информативны—и дорогостоящи.

Во всем мире стремятся удешевить подобные измерения. Но то, что делается за рубежом слишком дорого для использования в России. Вот, недавно, у моего коллеги сгорело несколько микросхем в амплитудном анализаторе. Посчитали стоимость ремонта — вышло 13 тыс. долл. Значит, у этого человека анализатор никогда не заработает.

Для нашей страны нужна очень дешевая спектрометрическая система, не уступающая лучшим образцам западных фирм «Canberra», «Ortec» и т.д. Эта задача успешно решена.

На кафедре «Радиационная физика, биофизика и экология» МИФИ создана такая система, включающая детекторы излучений, спектрометрические каналы, анализаторы и, опять же, программное обеспечение. То есть «радиометр-спектрометр альфа- и гамма-излучений», в принципе, позволяет решать задачи радиоэкологической практики Отличительная особенность — дешевизна. По индивидуальным заказам, в рамках научных разработок и научного поиска, он обходится от 200 до 500 долл. Цена приемлема, а если что-то произойдет, и прибор выйдет из строя (хотя такого ни разу не было) — его всегда

можно заменить и продолжить свои эксперименты.

Началось все с того, что лет 10 назад появилась необходимость защиты космических аппаратов от действия солнечных вспышек, галактических космических лучей и т.д., а сначала — замеров всего перечисленного в космическом полете. Эти измерители создавались у нас на кафедре совместно с ракетно-космической корпорацией «Энергия». К сожалению, финансирование было прекращено, и ядро спектрометрической системы пришлось конвертировать в наземный вариант. Получившийся радиометр-спектрометр АРС-3 показал достаточно хорошие результаты.

Мы выигрываем, поскольку не выходим за пределы разумного. Зачем для экологических измерений амплитудный анализатор с 100000 каналами, когда достаточно от 1024 до 4098, и большее расширение диапазона не нужно? В радиоэкологии всегда требуется сравнить результаты, полученные на более сложной и дорогой системе, стоящей сотни тысяч долларов, с данными устройств подешевле и попроще. Реально — ничего нового, по сравнению с нашим радиометром-спектрометром, вы не получаете.

Еще одно отличие — мы сознательно уходим от измерения в вакууме. Американские спектрометрические станции предполагают вакуумирование объема детекторной камеры. У нас такое тоже возможно, но мы стараемся этого не делать, чтобы облегчить работу исследователя, несмотря на то, что некоторые их данные искажаются потерями энергии в воздухе. Спектр деформируется, но его всегда можно восстановить — соответствующие расчетные методы развиты очень хорошо.

Кроме того, американские спектрометры работают интервально — зоны энергии от 3-4 до 6 эВ, от 6 до 9 и т.д. Часто эти интервалы не перекрываются, и в результате возникает парадоксальная ситуация: теряются самые интересные данные. Например, вот спектрограмма пробы с одного из наших предприятий, которая получалась по просьбе одной из авторитетных контор, независимо — на нашем радиометре-спектрометре, и на «Canberra». «Canberra» пропустила пик, который помечен знаком вопроса. На самом деле, это гадолиний-148, который говорит о многом в деятельности предприятий ядерного комплекса. A «Canberra» его не увидела потому, что ее возможности были ограничены.

Работа с АРС-3 идет и по сей день. Делаются усложнения, но — в программном обеспечении прибора, стоимость самой системы не меняется. Про

граммное обеспечение для АРС-3 полностью написано нами. Реализованный подход в корне отличается от существующего и несет в себе новый стандарт обработки спектрометрической информации. Широко привлекаются Excel 97, MathCad7.0 Pro и т.д., что позволяет исследователю пользоваться всем багажом современных наработок, удешевляет программный продукт и делает его общедоступным.

У нашего прибора высокая гибкость. Хотите — альфа-частицы померьте, хотите — гамма. Голь на выдумки хитра! Хочется свой прибор использовать в любых случаях, поэтому стараешься делать так, чтобы не было больших сложностей. В зарубежных приборах гибкость меньше. Если прибор для альфа-частиц, значит, только для альфа-частиц. Причем, от 5 до 12 МэВ, а если захотите померить осколки деления (60—70 МэВ) — результатов не получите. В этом отношении простые системы себя оправдывают.

Да, у американцев есть и малогабаритные анализаторы. Они имеют хождение у нас в стране, но цена за прибор ниже 3000 долл. не спускается. В них применяются прецизионные компоненты, а у нас — нет. По ценам рынка детали нашего прибора стоят сейчас около 240—250 руб. А у американцев — одна микросхема тянет на 1000 долл.

Последний эксперимент с АРС-3 — российско-германская экспедиция, же-

АРС-3 в руке Н.Г. Големинова. На дисплее компьютера — замеряемый спектр.

лезнодорожная поездка от Москвы до Хабаровска, где велись замеры аэрозольной активности воздуха. Прибор прошел государственную аттестацию в составе установки и разрешен для применения в интересах Министерства обороны (определение спектров осколков деления калифорния).

У нас разработаны радиометры-спек-трометры для определения излучения мониторов персональных компьютеров, измерения альфа-излучения с поверхностной плотностью активности порядка 0,001—0,0001 Бк/см³. Разрабатываются мониторы гамма-излучения, которые позволяют контролировать активность воздуха, которым мы с вами дышим, без осаждения на фильтр.

Окончание на с. 51—52.

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 3 2000 Заказ 576