способ градуировки авиационного гамма-спектрометра

Формула изобретения

1. СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ АВИАЦИОННОГО ГАММА-СПЕКТРОМЕТРА, включающий измерение скорости счета в пике полного поглощения фотопике изотропным или анизотропным относительно его рабочей оси детектором градуируемого гамма-спектрометра, размещенным на заданном расстоянии над источником гамма-излучения заданной энергии и известной активности, с последующим определением чувствительности спектрометра, отличающийся тем, что градуировку осуществляют в лабораторных условиях, в качестве источника используют точечный источник гамма-излучения, угол полуобзора детектора делят на ряд сопряженных углов, величины которых затем устанавливают экспериментально, в середине каждого из сопряженных углов последовательно размещают точечный источник гамма-излучения, на расстоянии от центра детектора, заданном из условия не превышения величиной плоского угла, под которым виден детектор из точки положения точечного источника гамма-излучения, величины данного сопряженного угла, измеряют скорость счета в фотопике для каждого положения точечного источника гамма-излучения, рассчитывают фотоэффективность детектора для каждого сопряженного угла, как отношение скорости счета в фотопике при положении точечного источника гамма-излучения в середине этого угла к плотности потока гамма-квантов от точечного источника гамма-излучения на данном заданном расстоянии, вычисляют для каждого сопряженного угла плотность потока нерассеянных гамма-квантов той же энергии для рабочей высоты съемки при условиях плоского источника гамма-излучения с единичным содержанием радионуклида и заданным распределением активности по его глубине, затем, перемножая значения плотности потока нерассеянных гамма-квантов от плоского источника гамма-излучения и фотоэффективности детектора для каждого из сопряженных углов, получают скорость счета в каждом сопряженном угле на единицу содержания радионуклеида в этом источнике, суммируя полученные значения, находят величину чувствительности спектрометра в полном угле полуобзора детектора для рабочей высоты съемки, найденную величину чувствительности проверяют, выполняя указанные действия при уменьшенных величинах сопряженных углов, при совпадении величины чувствительности с предыдущим ее значением принимают ее за истиную величину и измерения прекращают, при несовпадении выполняют измерения при дальнейшем уменьшении величины сопряженных углов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при градуировке с анизотропным относительно его рабочей оси детектором последний в процессе измерения скорости счета в фотопике при каждом положении точечного источника гамма-излучения вращают вокруг его рабочей оси со скоростью, кратной целому числу оборотов за время одного измерения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике градуировки средств измерения радиоактивных объектов окружающей среды, а точнее гамма-спектрометров, предназначенных для определения содержания искусственных или естественных радиоактивных элементов в почвогрунтах или на их поверхности методом авиационной, автомобильной или пешеходной гамма-спектральной съемки местности, и может быть использовано при контроле за радиоактивным загрязнением местности в результате ядерного взрыва, радиационной аварии на АЭС или других объектах ядерно-топливного цикла, а также при поиске радиоактивных руд.

В задачу градуировки авиационного гамма-спектрометра входит определение чувствительности установки к содержанию радионуклида в плоском источнике при заданной высоте съемки. Чувствительность выражается в отсчетах за единицу времени в пике полного поглощения (далее-фотопике) на единицу измеряемой величины запаса, поверхностной или удельной активности радионуклида в источнике.

Известен способ градуировки авиационных гамма-спектрометров над природными градуировочными площадками с известным содержанием радионуклидов на них [1] В качестве градуировочных площадок используют ровные горизонтальные участки местности с однородными ландшафтом и равномерным загрязнением. Содержание радионуклидов на площадках определяют путем лабораторных анализов специально отобранных проб почв или методом наземной гамма-спектральной съемки с помощью отградуированного ранее спектрометра. Градуировку производят в полете по результатам измерений над площадками.

Недостатком такого способа градуировки является трудоемкость поиска и опробования градуировочных площадок. Не в каждом регионе страны можно найти участки местности с достаточно высоким содержанием радионуклидов, удовлетворяющие требованиям градуировки. Кроме того, для подавляющего большинства искусственных радионуклидов, за исключением долгоживущего цезия-137, таких площадок в естественных условиях попросту нет. Между тем для осуществления оперативного контроля за загрязнением местности выпадениями от ядерных взрывов или от выбросов предприятий атомной энергетики и промышленности необходимо иметь аэрогамма- спеткрометры, отградурованные по чувствительности ко всем потенциальным загрязнителям природной среды до того, как они попадут в нее в результате ядерного взрыва или радиационной аварии.

В качестве прототипа выбран способ градуировки авиационного гамма-спектрометра с помощью искусственной модели поверхностного радиоактивного загрязнения [2] Моделирование проводилось путем равномерного размещения на ровном горизонтальном участке местности даметром 500 м большого количества точечных источников гамма-излучения (от 148 до 1000 источников). Были созданы три модельные площадки. На одной из них были размещены 1000 точечных источников кобальта-60 общей активностью 2 10¹¹ Бк (5,3 Ки), на другой 192 источника сурьмы-124 активностью 1,8 10¹¹ Бк (4,8 Ки), на третьей 148 источников хрома-51 активностью 3,3 10¹¹ Бк (9,0 Ки). Градуировка проводилась с вертолета в полете над каждой моделью на высотах от 5 до 250 м и на земле.

Недостатками способа являются его высокая стоимость и трудоемкость, связанные с приобретением, хранением и транспортировкой большого количества радиоактивных источников высокой активности, с созданием из них градуировочного полигона, с временным отчуждением участка местности площадью около 8 га на одну модельную площадку, а также с необходимостью использования для градуировки летательного аппарата. Кроме того, работа с большим количеством радиоактивных источников представляет реальную опасность для здоровья персонала. Например, мощность дозы гамма-излучения, создаваемая точечным источником кобальта-60 активностью 2 10⁸ Бк (5,3 мКи) на расстоянии 1 м от него, составляет 1,8 10^-6 Кл/кг (6,8 мР/ч).

Еще один недостаток этого и упомянутого выше способов заключается в невозможности использования для анизотроп- ных детекторов результата градуировки, полученного на одной высоте, для определения чувствительности спектрометра на других высотах. Это связано с изменением углового распределения нерассеянных гамма-квантов, поступающих на детектор от плоского источника бесконечных (в радиационном смысле) размеров, в зависимости от массы поглотителя между источником и детектором, или, что то же,в зависимости от высоты съемки и заглубления активности в источнике [1]

Поясним вышеизложенное. Плотность потока нерассеянных моноэнергетических гамма-квантов над плоским изотропным источником в виде радиоактивной пленки бесконечных размеров задается выражением из [1]

I E₁(h) где поверхностная активность радионуклида в источнике, Бк/м² или Ки/км².

выход гамма-квантов на распад;

Е₁ интегральная показательная функция первого порядка;

коэффициент ослабления воздухом моноэнергетического гамма-излучения, м^-1 или м²/кг;

h высота над источником, м или кг/м².

Количество импульсов N в фотопике, регистрируемое спектрометром на таким источником за единицу времени, связано с плотностью потока гамма-квантов на этой высоте выражением

N I, (2) где коэффициент пропорциональности между скоростью счета в фотопике и плотностью потока гамма-квантов заданной энергии, назовем его фотоэффективностью спектрометра. Фотоэффективность выражается в количестве отсчетов в фотопике на единицу плотности потока за единицу времени.

У спектрометра с изотропным детектором фотоэффективность на различных высотах будет постоянной. Поэтому, определив экспериментально чувствительность спектрометра на одной высоте и вычислив плотность потока на этой высоте, можно из формулы (2) найти значение фотоэффективности и использовать его для вычисления чувствительности спектрометра на любой высоте над плоским источником. В случае анизотропного детектора, у которого чувствительность зависит от угла падения на него гамма-квантов, фотоэффективность спектрометра в полном угле полуобзора на различных высотах будет разной. Это связано, как уже упоминалось, с изменением с высотой распределения гамма-квантов по углу полуобзора детектора. Так, на высоте 1 м над пленочным источником на сферу с единичным поперечным сечением в пределах угла полуобзора от 0 до 45^о поступает 8,5% общего количества нерассеянных гамма-квантов, падающих на нее, а в пределах угла от 45 до 90^о 91,5% На высоте 50 м доли квантов в этих углах составят 34 и 66% а на высоте 100 м 52 и 48% Поэтому спектрометры с анизотропными детекторами необходимо градуировать на всех рабочих высотах авиационной съемки. По той же причине градуировка, выполненная над моделью пленочного источника, не может быть использована для определения удельного загрязнения других плоских источников, отличных от пленочного, например источников с экспоненциальным или произвольным распределением радиоактивностии по глубине, источников в виде излучающе-поглощающего полупространства или в виде равномерного радиоактивного слоя, т.е. источников, наиболее широко распространенных в реальных условиях.

Кроме того, недостатком такого способа является погрешность градуировки, связанная с конечным размером площадки, моделирующей бесконечный плоский источник излучения, и погрешность из-за неравномерного распределения активности по площадке вследствие неравенства активностей каждого источника. Отношение интенсивности нерассеянного гамма-излучения кобальта-60 над центром плоского изотропного источника в виде диска диаметром 500 м к интенсивности над бесконечным плоским источником на высотах 50, 150 и 250 м составляет 0,92, 0,76 и 0,62 соответственно. Что касается неравенства активностей точечных источников, то по данным каталога В/О "Изотоп", допустимые отклонения значений активности от номинала составляют 60% для источников с кобальтом-60 и 20% для источников с цезием-137.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ градуировки, заключается в том, чтобы с помощью одного точечного источника гамма-излучения определить чувствительность спектрометра к плотности потока моноэнергетических гамма-квантов в ограниченных углах полуобзора, или его фотоэффективность в этих углах, а затем на основании полученных данных определить чувствительность спектрометра к содержанию радионуклида на местности для любой высоты детектора над ее поверхностью при любом известном распределении радионуклидов по глубине почвогрунтов и при этом учесть влияние изменения угловой направленности нерассеянных гамма-квантов ниа скорость счета спектрометра в фотопике в зависимости от высоты съемки и характера заглубления активности в источнике, а также устранить отмеченные выше недостатки известных способов градуировки.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе градуировки авиационного гамма-сректрометра, включающем измерение скорости счета в пике полного поглощения (фотопике) детектором данного спектрометра, находящимся на выбранной высоте над источником гамма-излучения заданной энергии и известной активности, в качестве упомянутого источника используют один точечный источник гамма-излучения, а угол полуобзора детектора, изотропного относительно его рабочей оси, делят на ряд сопряженных углов, величины которых затем уточняют экспериментально, в середине каждого из них последовательно устанавливают точечный источник на таком расстоянии от центра детектора, чтобы плоский угол, под которым виден детектор из точки положения источника, был не больше данного сопряженного угла, измеряют скорость счета в фотопике для каждого положения источника, рассчитывают фотоэффективность детектора в каждом угле как отношение скорости счета в нем к плотности потока гамма-квантов выбранной энергии от точечного источника в точке положения центра детектора. По известным формулам вычисляют плотность потока нерассеянных гамма-квантов той же энергии на высоте съемки, поступающих на детектор от плоского источника в пределах каждого сопряженного угла полуобзора при единичном содержании радионуклида в этом источнике и заданном распределении активности по его глубине. Перемножая значения плотности потока от плоского источника и фотоэффективности детектора для каждого угла, получают скорость счета спектрометра в каждом сопряженном угле полуобзора на единицу содержания радионуклида в этом источнике. Суммируя полученные значения, находят численное значение чувствительности спектрометра в полном угле полуобзора при заданных условиях съемки. Найденное значение чувствительности уточняют, выполняя указанные выше действия при уменьшенных (например, вдвое) величинах сопряженных углов, затем углы снова уменьшают и так до тех пор, пока последнее вычисленное значение чувствительности не совпадает с предыдущим в пределах погрешности измерений.

В том случае, когда детектор анизотропен относительно его рабочей оси, детектор в процессе измерения скорости счета в фотопике вращают вокруг этой оси со скоростью, кратной целому числу оборотов за время одного измерения, для каждого положения точечного источника.

Технический результат при осуществлении предлагаемого способа заключается в учете влияния изменения угловой направленности нерассеянных гамма-квантов, поступающих на детектор от плоского источника, на скорость счета спектрометра в фотопике в зависимости от высоты съемки и от заглубления активности в источнике. Этот новый технический результат не является известным эффектом какого-либо одного из перечисленных признаков, а есть результат их новой совокупности.

Покажем на примере пленочного источника осуществимость изобретения. Зависимость фотоэффективности спектрометра от высоты съемки можно уменьшить, если полный угол полуобзора детектора разделить на ряд (n) сопряженных углов и в пределах каждого из них определить среднюю фотоэффективность При этом каждому углу полуобзора будет соответствовать на поверхности источника излучающее кольцо с внутренним и внешним радиусами, равными h tg_i-1 и htg_i, а вся исследуемая поверхность пленочного источника будет разделена на n сопряженных концентрических колец. Здесь _i-1 и _i углы полуобзора, ограничивающие угол _i, равный разности этих углов (_i=_i-_i-1). Они отсчитываются от рабочей оси детектора, _o 0^о. Под рабочей осью детектора, находящегося в рабочем положении (во время съемки), подразумевается линия, проходящая через центр детектора перпендикулярно земной поверхности.

Гамма-кванты, поступающие от i-го кольца в пределах _i угла, будут регистрироваться детектором с соответствующей фотоэффективностью _i. Этим квантам будет соответствовать скорость счета N_i в фотопике, равная произведению плотности потока нерассеянных гамма-квантов от i-го кольца на фотоэффективность детектора в _i угле:

N_{i i} E₁(h/cos_i-1)-E₁(h/cos_i)

(3)

Скорость счета в фотопике в полном угле полуобзора на заданной высоте над пленочным источником бесконечных размеров можно вычислить, суммируя скорости счета от каждого кольца по формуле

N_i E₁(h/cos_i-1)-E₁(h/cos_i)

(4)

Углы _i можно выбрать достаточно малыми, такими, чтобы в пределах этих углов фотоэффективность детектора в зависимости от угла педения на него квантов менялась незначительно, например чтобы фотоэффективность в середине сопряженного угла не отличалась от фотоэффективности на его границах на величину, превышающую заданную погрешность градуировки. Кроме того, перераспределение гамма-квантов по направлениям с высотой в пределах малых углов будет меньше, чем для полного угла полуобзора. Если в малых углах отсутствует заметное перераспределение квантов с высотой, то в таких углах не будет существенно изменяться с высотой и фотоэффективность регистрации гамма-квантов, поступающих на детектор от пленочного источника. Таким образом, можно выбрать такие углы _i, в пределах которых фотоэффективность детектора будет постоянной для любой высоты над плоским пленочным источником в пределах требуемой точности градуировки.

В формуле (4) устанавливается однозначная связь между скоростью счета N в фотопике и поверхностной активностью радионуклида в пленочном источнике при известных значениях _i для любой высоты детектора над источником. Значения интегральной показательной функции Е₁ вычисляются на ЭВМ с большой точностью для любых значений аргумента.

Выражение в правой части формулы (4), на которое домножается поверхностная активность радионуклида, есть коэффициент пропорциональности между ско- ростью счета в фотопике на высоте съемки и поверхностной активностью радионуклида в источнике. Обозначим его через k. Его размерность с^-1/(Бк/м²). Численно он равен скорости счета в фотопике на заданной высоте над пленочным источником с единичной поверхностной активностью радионуклида в нем ( 1). Коэффициент k характеризует чувствительность спектрометра на высоте съемки и является искомой величиной градуировки. Таким образом, градуировка авиационного гамма-спектрометра по чувствительности к содержанию радионуклида на местности сводится к определению его чувствительности к плотности потока нерассеянных гамма-квантов заданной энергии, или фотоэффективности, в ограничен- ных сопряженных углах полуобзора.

Значения _i могут быть определены в лаборатории с помощью одного точечного источника изложенным выше способом.

Количество сопряженных углов и величину каждого из них выбирают с учетом формы детектора, условий его экранировки или коллимации, а также требуемой точности градуировки. Если нет никаких априорных данных о зависимости фотоэффективности детектора от угла падения на него гамма-квантов, можно разделить полный угол полуобзора на равные сопряженные углы.

Для получения достоверной зависимости фотоэффективности детектора от угла падения гамма-квантов детектор следовало бы облучать широким параллельным пучком гамма-квантов, направляемым на него под разными углами. Для создания такого пучка точечный источник надо было бы устанавливать на значительном расстоянии от детектора. В этом случае потребовался бы источник высокой активности. В данном способе расстояние между источником и центром детектора выбирают исходя из двух уcловий. Первое угол, под которым виден детектор из местоположения источника, должен быть не больше элементарного сопряженного угла. Тогда угловая направленность квантов, поступающих на детектор от источника, будет изменяться в пределах, не превышающих величину этого элементарного угла, и геометрические условия облучения детектора от точечного источника будут занимать промежуточное положение между условиями его облучения широким параллельным пучком и условиями облучения от соответствующего концентрического кольца. В противном случае зависимость фотоэффективности детектора от угла падения гамма-квантов будет сглажена. Второе условие расстояние между источником и центром детектора должно быть достаточно большим, таким, чтобы ошибка в определении положения центра детектора не вызывала бы значительной погрешности при вычислении плотности потока нерассеянных гамма-квантов от точечного источника в детекторе, скажем, не превышала бы некоторую заданную величину, например, 1-5%

Плотность потока нерассеянных гамма-квантов в однородной среде от изотропного точечного источника, испускающего моноэнергетические гамма-кванты, задается выражением

I где A активность источника, Бк;

r расстояние от точки наблюдения до источника.

Фотоэффективность детектора в каждом сопряженном угле находят как частное от деления скорости счета в фотопике в этом угле на плотность потока в детекторе, вычисляемую по формуле (5) при r равном расстоянию между точечным источником и центром детектора.

Полученные таким способом значения фотоэффективности можно использовать для вычисления чувствительности авиационного гамма-спектрометра к содержанию радионуклидов также и в объемных плоских источниках с различным характером распределения радиоактивности по их глубине, поскольку изменение угловой направленности нерассеянных квантов с высотой от заглубленных источников выражено слабее, чем для пленочного источника [1]

К числу таких заглубленных источников могут быть отнесены источники в виде равномерного излучающе-поглощающего полупространства или слоя, источники с экспоненциальным распределением активности по глубине, поскольку реально наблюдающиеся распределения радионуклидов по глубине в почвах естественного залегания часто с достаточной степенью точности можно аппроксимировать экспонентой, а также источники с произвольным распределением активности по глубине.

Исходные формулы для расчета плотности потока нерассеянных гамма-квантов от объемных плоских источников приведены в [1]

При произвольном распределении радиоактивности по глубине почвы скорость счета в фотопике над таким источником может быть вычислена как сумма вкладов от тонких слоев, на которые делят источник. Удельная активность радионуклида в каждом слое будет выражаться средним значением, постоянным для слоя.

На фиг. 1 схеиматично изображены датчик гамма-спектрометра, включающий детектор гамма-излучения с кристаллом 1, защитный экран-коллиматор 2 с поддоном 3 и точечный источник 4 гамма-излучения. На фиг.2 приведена зависимость фотоэффективности детектора от угла падения на него гамма-квантов.

Приведем пример конкретного выполнения градуировки по предлагаемому способу. Градуировали авиационный гамма-спектрометр, у которого в качестве детектора использовался сцинтиблок с кристаллом NaJ(Tl) диаметром 150 мм и высотой 100 мм. Энергетическое разрешение детектора составляло 8% по гамма-издучению цезия-137. Детектор с кристаллом 1 размещался в стальном экране-коллиматоре 2, угол раствора которого составлял 110^о, толщина стенок 50-60 мм. Снизу экран-коллиматор 2 был закрыт поддоном 3 из дюраля толщиной 3 мм. Этот поддон защищал детектор от загрязнения и от воздействия неблагоприятных погодных условий во время съемки. Положение детектора относительно экрана-коллиматора при градуировке в точности соответствовало его положению при работе. Точечный источник 4 гамма-излучения типа Ц2-8 с изотопом цезия-137 активностью 5,25 10⁶ Бк (0,142 мКи) представлял собой стальной цилиндр диаметром 6 мм и высотой 10 мм, диаметр активной части 4,5 мм, высота 6,3 мм. Градуировка выполнялась с помощью приспособления, состоящего из диска с нанесенными на него градусными делениями и двух взаимно перпендикулярных реек, соединенных между собой. Конец одной рейки был насажен на ось в центре диска, к концу другой рейки крепился точечный источник 4. Центр диска совмещали с центром кристалла 1. С помощью такого приспособления источник 4 можно перемещать по окружности в плоскости, проходящей через рабочую ось детектора, и устанавливать под различными углами к этой оси на заданном расстоянии от центра кристалла. Предельный угол полуобзора, равный 90^о, делили на 18 сопряженных углов по 5^о каждый. Точечный источник 4 последовательно устанавливали в середине каждого угла на неизменном расстоянии от центра кристалла 1, равном 2 м. Для кристалла с размерами 150х100 мм это расстояние удовлетворяет двум условиям, сформулированным выше. Угол _i, под которым виден кристалл 1 детектора из каждой точки положения источника 4, не превышал 5^о. Погрешность определения положения центра кристалла не превышала 10 мм, в этом случае погрешность определения плотности потока не превышала 1% Последовательные положения источника 4 относительно кристалла 1 отмечены крестиками. В каждом положении источника измеряли скорость счета в фотопике. Время экспозиции составляло 100 с, скорость счета в центральном угле составила 887 с^-1.

Плотность потока нерассеянных гамма-квантов в центре детектора вычисляли по формуле (5). Фотоэффективность детектора в каждом угле находили как частное от деления скорости счета в этом угле на плотность потока в центре кристалла детектора. Значение фотоэффективности в центральном угле, примыкающем к рабочей оси кристалла, составило 1,02 10^-2 с^-1/ (квант/м²).

На фиг. 2 представлена зависимость относительной фотоэффективности детектора от угла падения на него гамма-квантов. Данные отнормированы по значению фотоэффективности для центрального угла. Из графика фиг.2 видно, что с увеличением угла между направлением квантов и рабочей осью детектора фотоэффективность детектора уменьшается. Наблюдаемый спад фотоэффективности связан с формой кристалла 1 и с экранированием кристалла сначала поддоном 3, а затем и экраном-коллиматором 2. В угле полуобзора от 0 до 55^о относительная фотоэффективность детектора в середине сопряженых углов отличается от ее значения на границах этих углов не более чем на 1-2% Поэтому можно утверждать, что фотоэффективность регистрации гамма-квантов от плоского источника в этих углах будет величиной постоянной для любых высот в пределах указанной точности. Во второй части угла полуобзора от 55 до 90^о кривая фотоэффективности резко спадает. Здесь значения фотоэффективности в середине и на границах сопряженных углов отличаются на 10% в верхней части кривой, в начале спада, и в 2-3 раза в ее нижней части, в конце спада. В этой части угла полуобзора устойчивость с высотой значений фотоэффективности регистрации гамма-квантов от плоского источника будет обеспечиваться за счет того, что перераспределение квантов по направлениям в малых углах невелико. Кроме того, вклад скорости счета от сопряженных углов, расположенных в секторе от 70 до 90^о, в общую скорость счета в полном угле полуобзора будет невелик ввиду низкой фотоэффективности детектора в этом секторе из-за ослабления гамма-квантов экраном-коллима- тором.

По формуле (4) рассчитывали скорость счета в фотопике на заданной высоте детектора над пленочным источником с единичной поверхностной активностью радионуклида в нем для всего угла полуобзора и получали численное значение чувствительности спектрометра на этой высоте. Значения чувствительности спектрометра для высот 1, 25, 50, 75 и 100 м над пленочным источником приведены в таблице (обозначены через k₁).

Для проверки правильности выбора величин сопряженных углов была выполнена дополнительная градуировка этого спектрометра при уменьшенных вдвое значениях этих услов. Значения чувствительности k₂, полученные при углах, равных 2,5^о, также приведены в таблице. Как видно из таблицы, значения чувствительности в обох случаях совпали с точностью до десятых долей процента. Следовательно, результат, полученный при углах, равных 2,5^о, можно признать окончательным и дальнейшее уменьшение величин сопряженных углов лишенном смысла. В таблице также приведены значения чувствительности k_п, полученные при градуировке этого спектрометра с вертолета над градуировочной площадкой, и отношения k₂/k_п. При сравнении результатов градуировок, выполненных в лаборатории и на площадке, необходимо учитывать, что погрешность определения средней плотности загрязнения почвы цезием-137 на градуировочной площадке составляла 12% при доверительной вероятности 0,95. Кроме того, к моменту градуировки цезий-137 на площадке был уже заглублен в почву. Характер заглубления был близок к экспоненциальному с параметром заглубления, равным примерно 0,3 м/кг (3 см/г). Над источником с таким заглублением радиоактивности имеет место заметное ослабление плотности потока нерассеянного гамма-излучения цезия-137 по сравнению с пленочным источником, равное 0,77 на высоте 1 м. 0,94 на высоте 50 м и 0,95 на высоте 100 м [1] Учитывая сказанное, результаты градуировки над площадкой хорошо согласуются с данными, полученными предлагаемым способом. Следует отметить, что определение средней плотности зарязнения на градуировочной площадке с погрешностью менее 10% в реальных условиях является задачей трудновыполнимой из-за неравномерного (пятнистого) загрязнения местности радиоактивными выпадениями из атмосферы.

Этим способом был отградуирован по цезию-137 также спектрометр с полупроводниковым детектором гамма-излучения типа GEM-20180 с кристаллом их высокочистого германия диаметром 60 мм и высотой 40 мм. Энергетическое разрешение детектора по кобальту-60 составляло 1,8 кэВ. Детектор размещался в аналогичном экране- коллиматоре. В такой геометрии он широко использовался при выполнении авиационной гамма-спектральной съемки в районах со сложным изотопным составом в первые годы после аварии на Чернобыльской АЭС. Чувствительность спектрометра на высотах 1, 50 и 100 м составила 0,14, 0,063 и 0,032 с^-1/(Бк/м²). Результаты градуировок, выполненных в лаборатории и на градуировочной площадке, также хорошо совпали.

Использование предлагаемого способа градуировки авационного гамма-спектрометра обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:

а) возможность замены искусственной модели поверхностного радиоактивного загрязнения, состоящей из множества точечных источников гамма-излучения, одним точечным источником значительно меньшей активности;

б) возможность использования результатов градуировки, полученных при фиксированном (несколько метров) расстоянии между источником и детектором, для любых высот детектора над исследуемой поверхностью;

в) возможность использования результатов градуировки для источников с любым известным распределением активности по их глубине;

г) возможность выполнения градуировки аэрогамма-спектрометра без летательного аппарата;

д) возможность выполнения градуировки до начала летных (полевых) работ практически для любого гамма-излучающего радионуклида потенциального загрязнителя окружающей среды, что имеет большое значение при оперативном обследовании радиоактивного загрязнения местности в результате радиационной аварии.