доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАЕ
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Associate Member of Russian Academy of Natural Sciences
доктор физико-математических наук, профессор
Dr. Sci. (Phys. and Math.), Professor
инженер
Ingineer
старший преподаватель
Senior Lecturer
В работе представлены теоретические и экспериментальные данные, определяющие влияние акустического возмущения на показания γ-детектора (КГС) с рабочим телом (газ ксенон высокого давления), работающим в поле ионизирующего излучения. С этой целью рассматривается цепочка событий: акустическая волна падает на поверхность КГС, проходит и производит возмущение в газе, которое формирует неравномерность распределения давления в рабочей среде. Воздействие ионизирующего излучения приводит к образованию в газе положительных ионов, подвижность которых оказывается значительно ниже подвижности свободных электронов, являющихся основными носителями в КГС. Эксперименты проводились с использованием беспилотного дозиметрического комплекса БДК с носителем в виде (БПЛА типа вертолета), на который навешивают дозиметрическое оборудование, применяемое для радиационного контроля окружающей среды в условиях ее радиоактивного загрязнения. Теоретические результаты, полученные при решении волнового уравнения прохождения звуковой волны в ксеноне, заполняющем КГС, представлены в виде возмущенной плотности ксенона, в которой возникают носители заряда, обусловленные воздействием ионизирующего излучения, в распределении которых также наблюдается возмущение, вызванное воздействием акустической волны. Полученные данные позволили рассчитать радиальное распределение плотности тока в различные моменты времени периода гармонических акустических колебаний. Экспериментальные данные продемонстрировали зависимость уменьшения и уширения пика полного поглощения в измеряемых спектрах гамма-излучения в зависимости от акустической нагрузки, а также частотные характеристики акустической нагрузки и их амплитудные значения в различных режимах работы БПЛА. Результаты исследований определяют рекомендации, которые целесообразно учитывать при использовании БПЛА в качестве носителей дозиметрического оборудования при радиационном контроле окружающей среды.
The paper presents theoretical and experimental data determining the effect of acoustic perturbation on the readings of a γ-detector (CGS) with a working medium (high-pressure xenon gas) operating in the field of ionizing radiation. For this purpose, a chain of events is considered: an acoustic wave falls on the surface of the CGS, passes through and produces a perturbation in the gas which forms a non-uniformity of pressure distribution in the working medium. Exposure to ionising radiation leads to the formation of positive ions in the gas, the mobility of which is much lower than the mobility of free electrons, which are the main carriers in CGS. The experiments are carried out using an unmanned dosimetric complex BDK with a carrier in the form of (helicopter-type UAV) on which dosimetric equipment used for radiation control of the environment in conditions of its radioactive contamination is attached. Theoretical results obtained by solving the wave equation of sound wave passage in xenon filling the CGS are presented in the form of xenon density. The obtained data allowes us to obtain the radial distribution of the current density at different moments of the harmonic acoustic oscillation period. Experimental data demonstrated frequency characteristics of acoustic load and their amplitude values in different modes of UAV operation. The results of the research determine the recommendations that should be taken into account when using UAVs as carriers of dosimetric equipment in radiation monitoring of the environment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.