Thiết kế lắp ráp bộ đầu đo phóng xạ dải rộng

NGHIEN CUU • " A C £ C T h i e t k e , l a p r a p b p d a u d o p h o n g x a d a i r o n g (*) LIT TAM BAT MO DAU Hien nav quoe phong an ninh va cae nganh krnh te kv thuat su dung nhieu thiet bi luong phong xa cae nguon phong xa rat da dang, co nhung nguon hoat thap (uCt rnCn co nhung nguon hoat cao (- Cn va rat cao (hang chuc tham t n hang tram k C n \"1 vay veil cau mav cuong phong xa phai eo dai rong tu muc phong phong xa moi truong (uSv h) den nhung cuong phong xa gay suit heir luong rat cao (mSv h S\ h i tuong duong voi hang tram, hang nghm R h nuoc ngoai van de da duoc giai quy et kha hoan hao nhu dau GP1OOSL duoc su dung de lap rap max cuong phong xa nhu da neu o tren co giai t u " " l u S \ h den lOOSv h I l u R h toi TO.OOORh) nuoc ta chua lap rap cac dau co unh nang tuong tu chung ta da lap rap cac may phong xa dat rong nhung van chuyen doi tu muc cao sang muc thap hoac nguoc lai bang chuyen mach ben ngoai Xu huong la chuy en doi tu dong va duoc thuc hien tu mot dau bao gom mot ong dem muc thap \ a mot ong dem muc cao cao the chuan hoa xung \ a phan mem tu dong chuyen che lam viec cho ong dem muc thap muc cao va dua tin hieu chuan Phan lai chi la x u ly va hien tin cuong phong xa theo lieu luong hoac theo phong xa (**) NGUYEN T H I BAO M Y r KHONG N A M KHANG A i K h i eo buc xa bay v ao ong dem se ion hoa chat uong ong dem va sinh mot luong dien tich cac dien neh se bay ve cac cue cua d i u Dien tich duoc dua den mach hmh xung tao mot xung dien so xung dien dem duoc se dac trung cho lieu phong xa ma ong dem ghi nhan duoc Xung dien dua vao bo dem cua PIC v i dieu khien va duoc chuy en doi suit heu Ket qua suit heu duoc chi thi uen man hmh tinh the long Su dung ong dem Geiger- M u e l l e n (GM) CI5BG de suit lieu cao ong dem C B M - " de suat lieu thap Hai ong dem duoc nuoi bang nguon cao ap mot chieu (400V) De tien loi viec danh gia \ a chuan hoa cho bo phong xa giai rong chung toi ket hop thiet ke \ a lap rap them p h i n chi tin nhu vay co the tao mot bo phong xa giai rong hoan chinh co d i u giai rong va co ca p h i n chi thi de phuc vu cho viec chuan dau ma khong phai dung mot bo dem xung phong xa ben ngoai khac so khoi tren hinh 1: De tai KC 05 15 06-10 da thiet ke lap rap cong dau phong xa dai rong loai va duoc ky hieu la B M - I NGHIEN CUU CHE TAO PHAN CUNG CU A B O D O P H O N G X A D A I R O N G Thiet bi su dung d i u de buc xa mot ong dem suit lieu cao va mot ong dem suit heu thap Hai ong dem duoc nuoi bang bp cao the neng biet Hoat dong cua hai ong dem duoc dieu khien boi PIC v i dieu khien bang each tat bat nguon nuoi cua cac bo cao ap Hmh So kho: cua th:e" r: d: vch dau phong xa dai rong 1.1 Nguon cao dp Nguon cao ap thiet bi duoc thiet ke dua tren nguyen tac bien ddi DC-DC Bo tu dao dong L-C co t i n so dao dong co dinh \ a bien dao dong thuoc \ ao dien 22 TAP CHI CO KHI VIET NAM • > So 11 -Thang 11 nam2010 NGHIEN CUU • TRAO OOI ap tnch ve Dao dong nav duoc dua den bien the nhan ap he so nhan phu thuoc vao ti so giua cuon thu cap va cuon so cap cua bien the nhan ap Sau dien ap se duoc dua den mach chmh luu nhan ap tao cao ap Tu loi cao ap mot phan dien ap dupe trich ve de on ap Mach tao nguon cao ap 400V de nuoi dau So khoi cua bo cao ap dupe trinh bay hinh o Do map 0.1v/9v/20mA mo cua nguon cao ap khoang o Dong tieu thu cho bo nguon tir den 10mA/9V 1.2 B(> hinh xung Bp hinh xung dupe xay dung vdi muc dich tao dang xung sau khoi dau xung tin hieu du ldn va co dang T T L de dua vao loi dem cua khoi vi dieu khien Dang xung loi ra: T T L xung am rong xung vai chuc ps 1.3 Chip vi dieu khien Su dung chip vi dieu khien la PIC 16F877A vdi uu o Dp on dinh theo thdi gian 24h: 1% o Do on dinh theo nhiet tu 0-50°C: 0.1%/°C diem dong tieu thu thap bp dem co toe dem cao de dieu khien toan bo hoat dong cua thiet bi Chip vi dieu khien cd nhiem vu sau: DIEN AP TRICH VE CAO AP BO TU DAO DONG L-C BIEN THE NHAN AP MACHCHiNH LUX) NHAN AP NGUdN NUOI 9V Chon cac che dp do: Dem tong xung phong xa suat heu luong tong lieu lupng Dem xung dien (tuong ling vdi bite xa ma ong dem ghi nhan duoc) chuy en so dem manh suat lieu tuong ung Chi thi ket qua man hinh tinh the long Kiem tra lua chon ong dem tuong img vdi cudng I linh So khoi phan cao ap phong xa 1.4 S f f nguyen ly va lap rap So nguyen ly duoc trinh bay tren hinh [ linh Sir nguyen ly So 11 - Thang 11 nam 2010 NGHIEN CUU - TRAO OOI P H A N M E M D I E U K H I E N Chuong tnnh Phan mem cho chip vi dieu khien dupe viet ngon ngu C Toan bo cac thao t i c cua thiet bj duoc chia lam nhieu chuong tnnh cac chuong trinh dupe goi boi chuong trinh chinh Chuong trinh dupe trinh bay luu o hinh Khai tao chuong trinh "t cac thong so cua thi — , CPM Suat lieu Dem xung giay Dem xung giay I Dua so lieu vao bp dem va lay trung binh I Dua so lieu vao bo dem va lay trung binh I Chuyen sd lieu suat lieu I Chuyen so lieu CPM I I Chi thi ket qua len bang chi thi I linh 5: Liru chuong tnnh phan mem tren chip vi dieu khien Khoi tao chuong tnnh: Phan co nhiem vu cai dat cac thong so cua thiet bi nhu cac he so khop ham cua tung dau thoi gian che dp chon dau (dau suat lieu cao) 24 TAP CHI CQ KHI VIET NAM • > So 11 - Thang 11 nam 2010 NGHIEN CUU • TRAO DOI Lira chon dau do: T U Y vao ket suat lieu ma lira chon dau tuong ung (vdi suat lieu nho hon 0.7mSv/h chon dau CBM-20 vdi suat heu cao hon chon dau CI-3BG Chon che do: Thiet lap che do: Do suat lieu luong tong lieu luong va dem xung phong xa CHI THI KET QUA Ket qua duoc chi thi tren man hinh tinh the long 16x2 Lap rap va dieu chmh tai phong thi nghiem theo so nguy en ly va so mach in De bo dau giai rong chi thi diing lieu luong phong xa duoc can xay dung dudng chuan lieu luong phong xa mire cao va muc thap KET QUA XAY DUiNG DUONG CHUAN CHO DAU DO PHONG XA DAI RONG BM-10 De chuan cho bo dau phong xa dai rong phai su dung hai nguon chuan phong xa tao cac lieu luong chuan o nhung khoang each khac tinh tu tam nguon: lan luat xac dinh so dem tai cac vi tri cd suat heu luong da biet Sai so hoat cua cac nguon chuan la ± 15% Chuan bo vdi ong dem C I - B G : Su dung nguon gamma chuan Cs-137, Hoat do: 5.5G (03/1974) , Chu ky phan mot nua: T = 30.07 nam ] / Bang 1: Ket qua so dem so dem vdi ong dcin CI 3BG So TT Khoang each (cm) 20 Suat lieu chuan (uSv/h) So dem thiet bj ghi nhan 157.5 11043 10978 50 25.2 2040 80 9.8 100 Do lech So dem trung binh trung binh (%) 11058 11125 11067 11054.2 0.32 2059 2083 2079 2032 2058.6 0,88 928 874 860 923 890 895 2.73 6.3 586 583 584 607 562 584.4 1,66 120 4.4 440 425 424 415 399 420.6 2.59 150 2.8 287 302 255 289 303 287.2 4.51 200 1.6 145 158 146 157 162 153.6 4.22 Xav dung dudng chuan giua so dem va suat lieu tuong img: 80 2000 4000 6000 8000 10000 2000 Hinh 6: Duong cong chuyen doi so dem suat heu cua ong dem CI-3BG TAP CHI CQ KHI VIET NAM *•* S6 11 - Thang 11 nam 2010 25 NGHIEN CUU • TRAO OOI Bang 2: Ket qua suat lieu vdi dong dem CI 3BG Suat lieu Suat lieu thiet bi ghi nhan (mGv) Suat lieu Do lech trung binh chuan (mGv) (%) So Khoang TT each (cm) 20 157.5 163.57 168.83 162.9 169 169,75 166.81 5.01 50 25.2 25.74 25.32 26.35 26.36 25.55 25.86 2.62 80 9.8 10.69 10.26 10.46 10.45 10.01 10.37 5.82 100 6.3 6.85 6.34 6.33 6.28 6.56 6.47 2.7 120 4.4 4.28 4.86 4.54 4.81 4.58 4.61 4.77 150 2.8 2.9 3.04 2.81 3.25 2.46 2.89 3.21 200 1.6 1.59 1,82 1.57 1.7 1.64 1.66 3.75 chuan (mSv h) D Chuan bo v d i ong dem C B M 20: Su dung nguon gamma chuan Cs-137 : Hoat do: 0.098Ci (03/1974) Bang : Ket qua so dem vdi ong dem CBM 20 STT So dem thiet bi ghi nhan Suat lieu Khoang chuan each (cm) (uSv/h) -i J So dem trung binh trung binh (%) 50 448.9 2269.4 2250.1 2234.2 2225.8 2244.88 0.66 80 175.5 996.4 978.8 1010 1012 999.3 1.1" 100 112.2 649.3 667.2 655.6 654 656.53 0.81 120 77,o 485.3 495.7 479.2 492.3 488.13 1.2 150 49.9 326.4 322.2 319 325.4 1.48 200 28 185.8 180.9 187.0 187.75 2.34 -\ 196,4 Xav dung duong chuan giua so dem va suat lieu tuong ung: 500 J 500 1000 1500 2000 Hinh Duong cong chuyen doi so dem suat lieu cua ong dem CBM-20 Nhap gia tn cua duong chuan vao thiet bi roi lai o cac \ j t n cd suat lieu khac 26 Do lech TAP CHI CQ KHI VIET NAM • So 11 - Thang 11 nam 2010 2500 NGHIEN CUU - TRAO OOI Bang 4: Ket qua suat lieu cua bo vdi ong dem CBM-20 STT Suat lieu Khoang each (cm) Suat lieu thiet bi ghi nhan (uGy) chuan (uSv/h) J) 1 50 448.9 446 448 SO 175.5 174 186 100 112.2 118 120 77.9 150 200 Suat lieu Do lech trung binh chuan (UGY) (%) 425 427 430.6 2.07 181 175 185 180.2 2.68 112 116 122 114 116.4 3.74 77.91 77.56 82.07 86.77 77.74 80.41 3.22 49.9 50.43 50.93 52.93 51.93 50.2 51.28 2.77 28 30.26 25.44 29.62 28.65 30.1 28.81 2.89 Nhu vay bo dau phong xa dai rong da duoc thiet ke lap rap hoan chinh K E T L U A N Do lech chuan thap dudng chuan da duoc xay dung tren co so moi tuong quan giua so va suat lieu luong phong xa tudng img cua nguon chuan - Dai do: O.OluSv/h den 5Sv/h - Dai nang luong : 150keV den MeV - Dien ap su dung: + 12VDC - Dong tieu thu: 5mA - Tin hieu loi ra: 5V - Sai so thong thudng: ± 20% - Sai so toi da: ± 33% - Kich thudc : - Khi thiet ke rieng khong kem theo bo chi thi: (R42 > D150 x C30)mm, kich thudc cd the thu nho duoc hon nua - Kem theo bo chi thi va vo: (R80 • D145 • C40)mm Vice lap rap kem theo bo chi thi de thuan tien cho vice chuan bo phong xa giai rong Vdi v ice ket hop ta cd mot may phong xa dai rong don gian, dupe trinh bay tai hinh i I liiih May phong xa su- dung bo phong xa dai rong Bo dau phong xa giai rong dupe su dung de lap rap cac may lieu lupng dung cho nhieu muc dich khac • T a i lieu t h a m khao: (.ieiger-Mueller I )electors- CP Series Canberra Catalog Ngm In Truong Son Pham Van I hep va CTV Thiet ke IC dem chuyen dung theo cong nghe CPLD diing cho cac ma\ phong xa Ky \ cu I loi thao Nghien ciru phong chong vu hat nhan sinh hoc hoa hoc (NBC) Trang tam KIIKi'-CNQS la Noi 9/21II16 I uu ram Bat va cac C I V loan thien cong nghe che tao mot so loai may phong xa the he moi Hao cao khoa hot tong ket de lai ap dung thu 2001- 2003 TAP CHI CO KHI VIET NAM *l* S6 11 - Thang 11 nam 2010