طراحی و ساخت سیستم پایشگر پرتویی خودرو برای آشکارسازی مواد پرتوزا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 شرکت توسعه کاربرد پرتوهای ایران، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران، صندوق پستی: 836-14395

2 پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران ـ ایران، صندوق پستی 339-141551

چکیده

طراحی و ساخت سیستم پایش‌گر پرتویی برای کشف مواد و آلودگی‌­های رادیواکتیو، کنترل حمل و نقل مواد پرتوزا، بازرسی و شناسایی مواد پرتوزا در مبادی عبور و مرور با تأکید بر پایش‌گر داخل خودرو و بار کامیون در شرکت توسعه کاربرد پرتوهای ایران انجام شد. سامانه پایش‌گر پرتویی می­‌تواند به‌صورت دروازه‌ای در دو طرف ورودی کارخانجات، مراکز و تأسیسات هسته‌­ای، گمرک، فرودگاه­‌ها و مرز نصب شود و روشی نوین برای مقابله با خطرات ناشی از حمل غیر‌قانونی مواد رادیواکتیو محسوب می‌­شود. این سامانه به مقادیر بسیار کم آلودگی رادیواکتیو حساس است. این دستگاه شامل یک سری مدارات الکترونیکی و نگه­دارنده­‌های مکانیکی است و در آن از 4 آشکارساز سوسوزن پلاستیکی به‌عنوان سیستم پایش‌گر استفاده شده است. همین‌طور از تجهیزات دیگر این سامانه می­‌توان به دوربین عکس برداری از پلاک خودرو، قابلیت نصب راه­بند با کنترل خودکار، مرکز کنترل از راه دور، چراغ راهنما جهت اعلام وضعیت به راننده و علائم هشدار نوری و صوتی اشاره کرد. آزمون­‌های عملکردی با استفاده از چشمه­‌های Cs  با اکتیویته μCi 3 نشان داد که سامانه پایش‌گر توانایی تشخیص چشمه در داخل خودرو با حداقل اکتیویته μCi  3 در فاصله 100 سانتی‌متری را داشته و همچنین دقت خوبی در شناسایی همین چشمه در زمانی که با حداکثر سرعت 4/1 متر بر ثانیه حرکت می­‌کند، داراست.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and construction of a vehicle radiation portal monitor to detect radioactive materials

نویسندگان [English]

  • Mahdi Monshizadeh 1
  • Erfan Javadi 1
  • Mahdi Khosravani 1
  • Hossein Sayyar 1
  • Morteza Yahaghi 1
  • Ramin Roozedar 1
  • Aydin Ghalehasadi 1
  • Ali Taheri 2 1
  • Seyed Pezhman Shirmardi 2 1
1 Iran Radiation Application Development Company (IRAD Co.), Atomic Energy organization of Iran, Tehran, I. R. Iran, P.O. Box: 14395-836
2 Radiation Application Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, Tehran, Iran, P.O. Box: 14395-836
چکیده [English]

The design and construction of a radiation portal monitor for the detection of radioactive materials and pollution, the control of the transportation of radioactive materials, and the inspection and identification of radioactive materials in customs, with an emphasis on monitoring the inner space of vehicles and truckloads, was carried out in Iran's Radiation Application Development Company (IRAD Co.). The radiation portal monitor can be installed as a gate on both sides of the entrance of factories, nuclear facilities, customs, airports and borders, and it is considered a new way to deal with the dangers caused by radioactive materials. This system is sensitive to very low levels of radioactive contamination. It comprises electronic circuits, mechanical holders, and four plastic scintillation detectors as a monitoring system. Some of the equipment of this system include a camera for taking photos of the license plate, ability to install the automatic control barrier, the remote-control center, the indicator light to inform the driver of the situation, and the visual and audio warning signs. Functional tests using a 137Cs source with an activity of 3 µci showed that the radiation portal monitor could detect a source inside the car with a minimum activity of 3 µci at a range of 100 cm. This system is also very accurate in identifying the same source when it moves at a maximum speed of 1.4 m/s.

کلیدواژه‌ها [English]

  • radiation monitor
  • plastic scintillator
  • radioactive source
  • minimum detectable activity
  • gamma ray

مراجع

  1. R. Coogan, C. Marianno, W. Charlton. A strategic analysis of stationary radiation portal monitors and mobile detection systems in border monitoring. Nucl. Eng. Technol. 52 (3) (2020) 626-632.
  2. X. Sun, H. Hao, Z. Liu, F. Zhao, J. Song. Tracing global cobalt flow: 1995–2015.Resour. Conservation Recycl. 149 (2019) 45-55. 
  3. M. Esser, A. Borremans, A. Dubgorn, A. Shaban. Nuclear waste transportation: quality assurance and control. Transport. Res. Procedia54 (2021) 871-882.
  4. A. Taddei, F. Hediger, F. R. Neumann, S. M. Gasser. The function of nuclear architecture: a genetic approach.  Rev. Genet.38 (2004) 305-345.
  5. J. Ely, R. Kouzes. The use of energy windowing to discriminate SNM from NORM in radiation portal monitors. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 560 (2) (2006) 373-387.
  6. A. V. Dudkin. Radiation portal monitors: problems and development prospects. Adv. Mater. Res. 1084 (2015) 702-707.
  7. J. Bendahan. Review of active interrogation techniques. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 954 (2020) 161120.
  8. K. Jenkins, P. Johns, M. Demboski, E. Gordon, A. Kriss, J. Magana. Characterizing Relocatable Radiation Detectors for Evolving Nuclear Security Missions. J. Nucl. Mater. Management 49 (4) (2022) 46-63.
  9. B. T. Koo, H. C. Lee, K. Bae, Y. Kim, J. Jung, C. S. Park, C. H. Min. Development of a radionuclide identification algorithm based on a convolutional neural network for radiation portal monitoring system. Radiat. Phys. Chem.180 (2021) 10930.
  10. م. عسکری، ج. کوچک­پور، ع. طاهری. بررسی و مطالعه آشکارسازهای سوسوزن پلاستیکی برای به کارگیری در سیستم‌های کشف مواد پرتوزا. مجله علوم و فنون هسته‌­ای 100 (2) (1401) 125-132.
  11. م. عسکری، ج. کوچک­پور،ع. طاهری، ا. حسینی. ارزیابی عملکرد پایش‌گر پرتویی NSTRI-RPM-2020-1برای چشمه‌های پرتوزا در حال حرکت. بیست و هفتمین کنفرانس هسته‌ای ایران، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران، 1399.
  12. H. Sim, H. Choi, S. Baek, H. Seo, H. Choi, H. Kim, J. Jang. Effects of rainfall and temperature on background signal of radiation portal monitor. Radiat. Prot. Dosimetry199 (8-9) (2023) 710-715.
  13. P. E. Fehlau, G. S. Brunson. Coping with plastic scintillators in nuclear safeguards. IEEE Trans. Nucl. Sci.30 (1) (1983) 158-161.
  14. C. Lee, W. G. Shin. Validation of energy-weighted algorithm for radiation portal monitor using plastic scintillator. Appl. Radiat. Isotopes 107 (2016) 160-164.
  15. M. G. Paff, M. L. Ruch, A. Poitrasson-Riviere, A. Sagadevan, S. D. Clarke, S. Pozzi. Organic liquid scintillation detectors for on-the-fly neutron/gamma alarming and radionuclide identification in a pedestrian radiation portal monitor. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 789 (2015) 16-27.
  16. G. F. Knoll. Radiation Detection and Measurement. 1st ed., John Wiley & Sons, New York, 2010.
  17. V. A. Morozov, N. V. Morozova, P. Budzyński. Delayed electron emission in photomultiplier tubes. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment1053 (2023) 168323.
  18. M. Askari, J. Kochakpour, A. Taheri. Investigation of plastic scintillation detectors for detecting the radioactive materials.J. Nucl. Sci. Technol. (JonSat) 43 (2) (2022) 125-132.
  19. W. R. Leo. Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments: a How-to Approach. Springer Science & Business Media, Berlin, 2012.
  20. B. T. Chu. Stability of Systems Containing a Heat Source-the Rayleigh Criterion. National Advisory Committee for Aeronautics, 1956.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار