Способ радиационного контроля перемещающихся объектов и портальный радиационный монитор для его осуществления

Способ радиационного контроля перемещающихся объектов и портальный радиационный монитор для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области радиационного контроля и преимущественно может быть использовано для обнаружения радиоактивных материалов на основании регистрации испускаемого гамма-излучения при их несанкционированном перемещении через контрольно-пропускные пункты предприятий, организаций и служб.

Среди способов обнаружения радиоактивных материалов известен способ мониторирования перемещающихся объектов на предмет обнаружения делящихся ядерных материалов (RU 2150127 С1, 2000), который предусматривает задание требуемого уровня вероятности ложной тревоги, регистрацию и подсчет фоновых нейтронов, вычисление среднего за время экспозиции количества зарегистрированных фоновых нейтронов, регистрацию и подсчет нейтронов за время экспозиции при наличии объекта в зоне контроля, вычисление порогового значения для количества зарегистрированных нейтронов при наличии объекта в зоне контроля на основании требуемого уровня вероятности ложной тревоги, сравнение количества зарегистрированных нейтронов при наличии объекта в зоне контроля с вычисленным пороговым значением и формирование сигнала тревоги на основании результата сравнения. Однако способы обнаружения делящихся материалов, которые основаны на регистрации испускаемых этими материалами нейтронов и к которым относится данный известный способ, на практике дают возможность обнаруживать только некоторые виды редко используемых в промышленности делящихся материалов, обладающих достаточно значительной массой, но не позволяют обнаруживать подобные материалы, имеющие массу от единиц до десятков грамм.

Известны также способ выявления источников ионизирующего излучения движущегося объекта (RU 2094821 С1, 1997), способ радиационного контроля сырья и материалов в транспортных средствах (RU 2142145 С1, 1999), а также способ, осуществленный в устройстве для обнаружения радиоактивных материалов (RU 2129289 С1, 1999), которые основаны на регистрации гамма-излучения и в общей для них части предусматривают измерение потока фонового гамма-излучения, определение факта появления контролируемого объекта в зоне контроля с помощью датчика присутствия, например, в виде регистратора инфракрасного излучения, испускаемого контролируемым объектом, измерение потока гамма-излучения при расположении контролируемого объекта в зоне контроля, сравнение измеренного потока гамма-излучения с потоком фонового гамма-излучения и принятие решения о наличии на контролируемом предмете радиоактивных материалов при превышении измеренным потоком гамма-излучения потока фонового гамма-излучения. Использование в данных известных способах радиационного контроля регистрации гамма-излучения позволяет производить обнаружение делящихся материалов, которые имеют массу, равную десяткам грамм.

Указанные известные способы обеспечивают обнаружение радиоактивных материалов в случае, если контролируемый объект перемещается через зону контроля в соответствии с установленными правилами, но не позволяют обнаруживать перемещение через зону контроля радиоактивных материалов в случае умышленного нарушения контролируемым объектом указанных правил. Так, например, пропуск радиоактивных материалов при использовании данных способов может происходить в случае умышленного ускоренного передвижения контролируемого объекта через зону контроля или броска контейнера с радиоактивным материалом через зону контроля, что приводит к уменьшению времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля и вызывает уменьшение количества зарегистрированных гамма-квантов, которое в этом случае не превысит установленного для него порогового значения, заданного в соответствии с номинальным значением времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля. Кроме того, поскольку пороговое значение для количества гамма-квантов, зарегистрированных при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, устанавливается на основании количества предварительно зарегистрированных фоновых гамма-квантов, умышленное длительное нахождение контролируемого объекта с радиоактивным материалом или контейнера с радиоактивным материалом вблизи зоны контроля приводит к увеличению количества регистрируемых устройством фоновых гамма-квантов и вследствие этого к повышению установленного порогового значения, что при перемещении радиоактивного материала через зону контроля даже в соответствии с установленными правилами может привести к пропуску этого материала.

И, наконец, при осуществлении указанных известных способов гамма-кванты, зарегистрированные после срабатывания датчика присутствия, относят к гамма-квантам, испущенным контролируемым объектом. При этом расстояние от детекторов гамма-излучения до контролируемого объекта, на котором происходит срабатывание датчика присутствия, определяется чувствительностью этого датчика и величиной потока инфракрасного излучения, испускаемого контролируемым объектом. В связи с этим, поскольку значение временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля имеет фиксированную величину, при начале регистрации гамма-излучения на значительном расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения доля испускаемых контролируемым объектом гамма-квантов, регистрируемых детекторами гамма-излучения, оказывается малой, в результате чего повышается вероятность пропуска при обнаружении радиоактивных материалов.

Подобное явление наблюдается и при срабатывании датчика присутствия на достаточно близком расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения, в результате чего значительная доля испущенных контролируемым объектом гамма-квантов до момента срабатывания датчика присутствия будет зарегистрирована детекторами гамма-излучения, но ошибочно отнесена к фоновым гамма-квантам. В результате этого будет необоснованно завышено пороговое значение для зарегистрированных гамма-квантов, что может привести к пропуску радиоактивного материала при его обнаружении. При этом ввиду фиксированного значения временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля подсчет гамма-квантов будет происходить и на значительном удалении контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения при его выходе из зоны контроля, когда из-за большого расстояния доля регистрируемых гамма-квантов оказывается достаточно малой. Это также вызывает повышение вероятности пропуска радиоактивного материала.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу радиационного контроля перемещающихся объектов является способ, осуществленный в известном портальном радиационном мониторе (RU 2191408 С1, 2002), используемом для регистрации радиоактивных излучений при перемещении через него движущимися объектами ядерных материалов и радиационно-опасных веществ. Данный способ, являющийся ближайшим аналогом, предусматривает регистрацию фоновых гамма-квантов, по меньшей мере, двумя детекторами гамма-излучения, установленными в стойках портала, измерение потока фонового гамма-излучения, определение факта появления контролируемого объекта в зоне контроля с помощью датчика присутствия, регистрацию гамма-квантов, по меньшей мере, двумя детекторами гамма-излучения, установленными в стойках портала, при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, измерение потока гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, сравнение измеренного потока гамма-излучения с потоком фонового гамма-излучения и принятие решения о наличии на контролируемом предмете радиоактивных материалов при превышении измеренным потоком гамма-излучения потока фонового гамма-излучения.

При осуществлении данного способа, являющегося ближайшим аналогом, гамма-кванты, зарегистрированные после срабатывания датчика присутствия, воспринимаются как гамма-кванты, испущенные контролируемым объектом, а расстояние от детекторов гамма-излучения до контролируемого объекта, на котором происходит срабатывание датчика присутствия, определяется чувствительностью этого датчика и величиной потока инфракрасного излучения, испускаемого контролируемым объектом. Поэтому, как и в случае осуществления перечисленных выше способов аналогичного назначения, из-за фиксированной величины значения временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, в случае начала регистрации гамма-излучения на значительном расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения доля испускаемых контролируемым объектом гамма-квантов, регистрируемых детекторами гамма-излучения, оказывается малой, в результате чего повышается вероятность пропуска при обнаружении радиоактивных материалов.

Аналогичное происходит и при срабатывании датчика присутствия на достаточно близком расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения, когда значительная доля испущенных контролируемым объектом гамма-квантов до момента срабатывания датчика присутствия будет зарегистрирована детекторами гамма-излучения, но ошибочно отнесена к фоновым гамма-квантам. В результате этого будет необоснованно завышено пороговое значение для зарегистрированных гамма-квантов, что может привести к пропуску радиоактивного материала при его обнаружении. Кроме того, вследствие фиксированного значения временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля подсчет гамма-квантов будет происходить и на значительном удалении контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения при его выходе из зоны контроля, когда из-за большого расстояния доля регистрируемых гамма-квантов оказывается достаточно малой. Это также вызывает повышение вероятности пропуска радиоактивного материала.

Эти же причины приводят к увеличению минимальной массы радиоактивного материала, которую с заданными вероятностями пропуска и ложной тревоги позволяет обнаружить способ, являющийся ближайшим аналогом.

Как и при осуществлении перечисленных выше способов аналогичного назначения, выбранный за ближайший аналог способ обеспечивает обнаружение радиоактивных материалов в случае, если контролируемый объект перемещается через зону контроля в соответствии с установленными правилами. В случае умышленного нарушения контролируемым объектом указанных правил при осуществлении указанного способа не удается обеспечить достоверного обнаружения радиоактивных материалов, перемещаемых через зону контроля. Во-первых, пропуск радиоактивных материалов может происходить в случае умышленного ускоренного передвижения контролируемого объекта через зону контроля или осуществления им броска контейнера с радиоактивным материалом через зону контроля, что приводит к уменьшению времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля и вызывает уменьшение количества зарегистрированных гамма-квантов, которое в этом случае не превысит установленного для него порогового значения, заданного в соответствии с номинальным значением времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля. Кроме того, поскольку пороговое значение для количества гамма-квантов, зарегистрированных при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, устанавливается на основании количества предварительно зарегистрированных фоновых гамма-квантов, умышленное длительное нахождение контролируемого объекта с радиоактивным материалом вблизи зоны контроля или контейнера с радиоактивным материалом, оставленным вблизи зоны контроля, приводит к увеличению количества регистрируемых устройством фоновых гамма-квантов и вследствие этого к повышению установленного порогового значения, что при перемещении радиоактивного материала через зону контроля даже в соответствии с установленными правилами может привести к пропуску этого материала.

Поэтому недостатками известного способа, выбранного за ближайший аналог, являются существенное значение минимальной массы радиоактивного материала, которую при его осуществлении можно обнаружить, а также достаточно высокая вероятность пропуска радиоактивного материала, в особенности, в условиях умышленного противодействия контролируемого объекта.

Среди устройств для обнаружения радиоактивных материалов известно устройство для обнаружения ядерных материалов при несанкционированном перемещении их отдельными лицами через контролируемое пространство (RU 3832 U1, 1997), которое содержит двухстоечный портал, размещенные в портале блоки детектирования гамма-излучения, сигнализаторы присутствия лиц в контролируемом пространстве, металлодетектор и аппаратуру обработки информации и сигнализации.

Известно также устройство для обнаружения радиоактивных материалов (RU 2129289 С1, 1999), которое содержит блок детектирования гамма-излучения, блок детектирования нейтронного излучения, датчик присутствия в виде регистратора инфракрасного излучения объекта контроля, датчик вскрытия, контроллер, блок сигнализации, блок электропитания, аккумулятор и пульт управления.

Данные известные устройства обеспечивают регистрацию фонового гамма-излучения при отсутствии контролируемого объекта в зоне контроля, регистрацию гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта и принятие решения о наличии на контролируемом предмете радиоактивных материалов в случае превышения количеством гамма-квантов, зарегистрированных при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, установленного для него порогового значения, заданного на основании количества предварительно зарегистрированных фоновых гамма-квантов и номинального времени нахождения контролируемого объекта в зоне контроля.

Поэтому указанные известные устройства обеспечивают обнаружение радиоактивных материалов в случае, если контролируемый объект перемещается через зону контроля в соответствии с установленными правилами, но не позволяют обнаруживать перемещение через зону контроля радиоактивных материалов в случае умышленного нарушения контролируемым объектом указанных правил. Так, например, пропуск радиоактивных материалов данными устройствами может происходить в случае умышленного ускоренного передвижения самого контролируемого объекта или броска контейнера с радиоактивным материалом через зону контроля, что приводит к уменьшению времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля и вызывает уменьшение количества зарегистрированных устройством гамма-квантов, которое в этом случае не превысит установленного для него порогового значения, заданного в соответствии с номинальным значением времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля. Кроме того, поскольку пороговое значение для количества гамма-квантов, зарегистрированных при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, устанавливается на основании количества предварительно зарегистрированных фоновых гамма-квантов, умышленное длительное нахождение контролируемого объекта с радиоактивным материалом или контейнера с радиоактивным материалом вблизи зоны контроля приводит к увеличению количества регистрируемых устройством фоновых гамма-квантов и вследствие этого к повышению установленного порогового значения, что при перемещении радиоактивного материала через зону контроля даже в соответствии с установленными правилами может привести к пропуску этого материала.

И, наконец, при использовании указанных известных устройств гамма-кванты, зарегистрированные после срабатывания датчика присутствия, относят к гамма-квантам, испущенным контролируемым объектом. При этом расстояние от детекторов гамма-излучения до контролируемого объекта, на котором происходит срабатывание датчика присутствия, определяется его чувствительностью и величиной потока инфракрасного излучения, испускаемого контролируемым объектом. В связи с этим, поскольку значение временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля имеет фиксированную величину, при начале регистрации гамма-излучения на значительном расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения доля испускаемых контролируемым объектом гамма-квантов, регистрируемых детекторами гамма-излучения, оказывается малой, в результате чего повышается вероятность пропуска при обнаружении радиоактивных материалов.

Подобное явление наблюдается и при срабатывании датчика присутствия на достаточно близком расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения, в результате чего значительная доля испущенных контролируемым объектом гамма-квантов до момента срабатывания датчика присутствия будет зарегистрирована детекторами гамма-излучения, но ошибочно отнесена к фоновым гамма-квантам. В результате этого будет необоснованно завышено пороговое значение для зарегистрированных гамма-квантов, что может привести к пропуску радиоактивного материала при его обнаружении. При этом ввиду фиксированного значения временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля подсчет гамма-квантов будет происходить и на значительном удалении контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения при его выходе из зоны контроля, когда из-за большого расстояния доля регистрируемых гамма-квантов оказывается достаточно малой. Это также вызывает повышение вероятности пропуска радиоактивного материала.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому портальному радиационному монитору следует считать портальный радиационный монитор (RU 2191408 С1, 2002), который содержит двухстоечный портал, размещенные в портале сцинтилляционные детекторы гамма-излучения, размещенные в портале датчики обнаружения объекта, спектрометрические усилители, аналого-цифровые преобразователи, блок световой и звуковой сигнализации и персональный компьютер в составе системного блока и дисплея.

Данный портальный радиационный монитор, выбранный за ближайший аналог, как и все перечисленные выше известные устройства аналогичного назначения, обеспечивает регистрацию фонового гамма-излучения при отсутствии контролируемого объекта в зоне контроля, регистрацию гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля и принятие решения о наличии на контролируемом предмете радиоактивных материалов в случае превышения количеством гамма-квантов, зарегистрированных при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, установленного для него порогового значения, заданного на основании количества предварительно зарегистрированных фоновых гамма-квантов и номинального времени нахождения контролируемого объекта в зоне контроля.

В данном портальном радиационном мониторе гамма-кванты, зарегистрированные после срабатывания датчика присутствия, воспринимаются как гамма-кванты, испущенные контролируемым объектом, а расстояние от створа монитора и, следовательно, детекторов гамма-излучения до контролируемого объекта, на котором происходит срабатывание датчика присутствия, определяется чувствительностью этого датчика и величиной потока инфракрасного излучения, испускаемого контролируемым объектом. Поэтому, как и в случае использования перечисленных выше устройств аналогичного назначения, из-за фиксированной величины значения временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, в случае начала регистрации гамма-излучения на значительном расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения доля испускаемых контролируемым объектом гамма-квантов, регистрируемых детекторами гамма-излучения, оказывается малой, в результате чего повышается вероятность пропуска при обнаружении радиоактивных материалов.

Аналогичное происходит и при срабатывании датчика присутствия на достаточно близком расстоянии контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения, когда значительная доля испущенных контролируемым объектом гамма-квантов до момента срабатывания датчика присутствия будет зарегистрирована детекторами гамма-излучения, но ошибочно отнесена к фоновым гамма-квантам. В результате этого будет необоснованно завышено пороговое значение для зарегистрированных гамма-квантов, что может привести к пропуску радиоактивного материала при его обнаружении. Кроме того, вследствие фиксированного значения временного интервала регистрации гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля подсчет гамма-квантов будет происходить и на значительном удалении контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения при его выходе из зоны контроля, когда из-за большого расстояния доля регистрируемых гамма-квантов оказывается достаточно малой. Это также вызывает повышение вероятности пропуска радиоактивного материала.

Эти же причины приводят к увеличению минимальной массы радиоактивного материала, которую портальный радиационный монитор позволяет обнаружить с заданными вероятностями пропуска и ложной тревоги.

Как и при использовании перечисленных выше устройств аналогичного назначения, портальный радиационный монитор, выбранный за ближайший аналог, обеспечивает обнаружение радиоактивных материалов в случае, если контролируемый объект перемещается через зону контроля в соответствии с установленными правилами. В случае умышленного нарушения контролируемым объектом указанных правил портальный радиационный монитор не позволяет обеспечить достоверного обнаружения радиоактивных материалов, перемещаемых через зону контроля. Во-первых, пропуск радиоактивных материалов может происходить в случае умышленного ускоренного передвижения контролируемого объекта через зону контроля или осуществления им броска контейнера с радиоактивным материалом через зону контроля, что приводит к уменьшению времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля и вызывает уменьшение количества зарегистрированных портальным радиационным монитором гамма-квантов, которое в этом случае не превысит установленного для него порогового значения, заданного в соответствии с номинальным значением времени нахождения радиоактивного материала в зоне контроля. Кроме того, поскольку пороговое значение для количества гамма-квантов, зарегистрированных при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, устанавливается на основании количества предварительно зарегистрированных фоновых гамма-квантов, умышленное длительное нахождение контролируемого объекта с радиоактивным материалом вблизи зоны контроля или контейнера с радиоактивным материалом, оставленным вблизи зоны контроля, приводит к увеличению количества регистрируемых устройством фоновых гамма-квантов и вследствие этого к повышению установленного порогового значения, что при перемещении радиоактивного материала через зону контроля даже в соответствии с установленными правилами может привести к пропуску этого материала.

Поэтому недостатками известного портального радиационного монитора, выбранного за ближайший аналог, являются существенное значение минимальной массы радиоактивного материала, которое монитор способен обнаружить, а также достаточно высокая вероятность пропуска радиоактивного материала, в особенности, в условиях умышленного противодействия контролируемого объекта его функционированию.

Задачами настоящего изобретения являются уменьшение минимальной обнаруживаемой массы радиоактивного материала, а также снижение вероятности пропуска радиоактивного материала, в том числе, и в условиях умышленного противодействия контролируемого объекта.

Поставленные задачи решаются, согласно настоящему изобретению, во-первых, тем, что способ радиационного контроля перемещающихся объектов, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, регистрацию фоновых гамма-квантов, по меньшей мере, двумя детекторами гамма-излучения, подсчет фоновых гамма-квантов, зарегистрированных за заданный интервал времени, обнаружение контролируемого объекта в зоне контроля, регистрацию гамма-квантов, по меньшей мере, двумя детекторами гамма-излучения при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, подсчет гамма-квантов, зарегистрированных за заданный интервал времени при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, сравнение количества гамма-квантов, зарегистрированных за заданный интервал времени при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, с количеством фоновых гамма-квантов, зарегистрированных за заданный интервал времени, и принятие решения о наличии на контролируемом объекте радиоактивных материалов при превышении количеством гамма-квантов, зарегистрированных за заданный интервал времени при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, количества фоновых гамма-квантов, зарегистрированных за заданный интервал времени, отличается от ближайшего аналога тем, что после обнаружения контролируемого объекта в зоне контроля определяют момент времени приближения контролируемого объекта к детекторам гамма-излучения на заданное расстояние R_п, определяют момент времени удаления контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения на заданное расстояние R_y и регистрацию гамма-квантов при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля осуществляют с момента времени приближения контролируемого объекта к детекторам гамма-излучения на заданное расстояние R_п до момента времени удаления контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения на заданное расстояние R_y, причем расстояния R_п и R_y задают в соответствии с выражениями R_п=(0,8-1,2)(H+D) и R_y=(0,8-1,2)(H+D), где H - высота расположения горизонтальной плоскости, являющейся плоскостью симметрии расположения детекторов гамма-излучения; D - половина расстояния между двумя детекторами гамма-излучения, установленными на одинаковой высоте.

При этом в случае наилучшего варианта осуществления способа испускают в зону контроля ультразвуковые колебания, принимают и преобразуют в электрический сигнал отраженные контролируемым объектом ультразвуковые колебания, усиливают электрический сигнал, с помощью полосового частотного фильтра выделяют составляющую электрического сигнала, пропорциональную расстоянию до контролируемого объекта, детектируют и сглаживают упомянутую составляющую электрического сигнала и определяют момент времени приближения контролируемого объекта к детекторам гамма-излучения на заданное расстояние R_п и момент времени удаления контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения на заданное расстояние R_y путем сравнения упомянутой составляющей электрического сигнала, по меньшей мере, с одним пороговым значением, установленным в соответствии со значениями заданного расстояния R_п и заданного расстояния R_y.

Также в случае наилучшего варианта осуществления способа испускают в зону контроля ультразвуковые колебания, принимают и преобразуют в электрический сигнал отраженные контролируемым объектом ультразвуковые колебания, усиливают электрический сигнал, с помощью полосового частотного фильтра выделяют составляющую электрического сигнала, пропорциональную скорости движения контролируемого объекта, детектируют и сглаживают упомянутую составляющую электрического сигнала, сравнивают ее с установленным для нее пороговым значением и при превышении упомянутой составляющей электрического сигнала порогового значения принимают решение о нарушении контролируемым объектом правил передвижения через зону контроля.

Кроме того, при наилучшем варианте осуществления способа испускают в зону контроля ультразвуковые колебания, принимают и преобразуют в электрический сигнал отраженные контролируемым объектом ультразвуковые колебания, усиливают электрический сигнал, с помощью полосового частотного фильтра выделяют составляющую электрического сигнала, пропорциональную интенсивности действующей в зоне контроля ультразвуковой помехи, детектируют и сглаживают упомянутую составляющую электрического сигнала и вычитают полученную сглаженную составляющую из электрического сигнала.

В случае наилучшего варианта осуществления способа дополнительно определяют величину интервала между моментами времени формирования электрических сигналов, по меньшей мере, двумя датчиками пересечения, которые выполнены в виде источника оптического излучения и приемника оптического излучения, размещенных напротив друг друга с противоположных сторон по отношению к траектории движения в зоне контроля контролируемого объекта, и установлены в плане на заданном расстоянии, сравнивают полученную величину временного интервала с установленным для него пороговым значением и принимают решение о нарушении контролируемым объектом правил передвижения через зону контроля при превышении пороговым значением величины упомянутого временного интервала, а также измеряют текущее время с момента обнаружения контролируемого объекта в зоне контроля до момента времени формирования электрического сигнала, по меньшей мере, одним датчиком пересечения, сравнивают значение текущего времени с установленным для него пороговым значением и принимают решение о нарушении контролируемым объектом правил передвижения через зону контроля при превышении значением текущего времени установленного для него порогового значения.

Выполнение при осуществлении настоящего способа после обнаружения контролируемого объекта в зоне контроля определения момента времени приближения контролируемого объекта к детекторам гамма-излучения на заданное расстояние R_п, определения момента времени удаления контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения на заданное расстояние R_y и осуществления регистрации гамма-квантов при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля с момента времени приближения контролируемого объекта к детекторам гамма-излучения на заданное расстояние R_n до момента времени удаления контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения на заданное расстояние R_y (при задании расстояний R_п и R_y в соответствии с выражениями R_п=(0,8-1,2)(H+D) и R_y=(0,8-1,2)(H+D), где Н - высота расположения горизонтальной плоскости, являющейся плоскостью симметрии расположения детекторов гамма-излучения; D - половина расстояния между двумя детекторами гамма-излучения, установленными на одинаковой высоте), которое достигается, например, в случае наилучшего варианта осуществления способа за счет испускания в зону контроля ультразвуковых колебаний, приема и преобразования в электрический сигнал отраженных контролируемым объектом ультразвуковых колебаний, усиления электрического сигнала, выделения с помощью полосового частотного фильтра составляющей электрического сигнала, пропорциональной расстоянию до контролируемого объекта, детектирования и сглаживания упомянутой составляющей электрического сигнала и определения момента времени приближения контролируемого объекта к детекторам гамма-излучения на заданное расстояние R_п и момента времени удаления контролируемого объекта от детекторов гамма-излучения на заданное расстояние R_y путем сравнения упомянутой составляющей электрического сигнала, по меньшей мере, с одним пороговым значением, установленным в соответствии со значениями заданного расстояния R_п и заданного расстояния R_y, обеспечивает уменьшение минимальной обнаруживаемой массы радиоактивного материала, а также снижение вероятности пропуска радиоактивного материала. Это утверждение подтверждается следующими соображениями.

При разработке данного способа радиационного контроля перемещающихся объектов авторами настоящего изобретения для минимальной активности радиоактивного материала, которую с заданными вероятностями ложной тревоги и пропуска радиоактивного материала настоящий способ и реализующий его портальный радиационный монитор позволяют обнаружить, при использовании, например, двух детекторов гамма-излучения было получено аналитическое выражение следующего вида

где V - средняя скорость движения контролируемого объекта в зоне контроля; k_а и k_β - квантили нормального распределения случайной величины, определяемые заданными допустимыми значениями вероятностей соответственно пропуска радиоактивного материала и ложной тревоги; R - расстояние от контролируемого объекта до детекторов гамма-излучения, на котором начинают и заканчивают регистрацию гамма-квантов при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля; F - количество фоновых гамма-квантов, регистрируемых в секунду; S - площадь поперечного сечения сцинтиллятора детектора гамма-излучения; η - эффективность регистрации гамма-квантов детектором гамма-излучения; Н - высота расположения горизонтальной плоскости, являющейся плоскостью симметрии расположения детекторов гамма-излучения; D - половина расстояния между двумя детекторами гамма-излучения, установленными на одинаковой высоте. Здесь минимальная активность радиоактивного материала выражена в виде количества гамма-квантов, испускаемых им в секунду.

Данное выражение показывает, что минимальная активность А радиоактивного материала, которую с заданными вероятностями ложной тревоги и пропуска радиоактивного материала настоящий способ и реализующий его портальный радиационный монитор позволяют обнаружить, является функцией расстояния R от контролируемого объекта до детекторов гамма-излучения, на котором начинают и заканчивают регистрацию гамма-квантов при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля. Проведенные авторами изобретения исследования этой функции показали, что она имеет явно выраженный минимум, положение которого зависит только от значений высоты Н расположения горизонтальной плоскости, являющейся плоскостью симметрии расположения детекторов гамма-излучения, и половины D расстояния между двумя детекторами гамма-излучения, установленными на одинаковой высоте. При этом изменение значений остальных входящих в приведенное выражение переменных (V, k_α, k_β, F, S и η) вызывает лишь изменение абсолютного значения этого минимума указанной функции, но не приводит к изменению его положения. Проведенные исследования указанной функции на экстремум с помощью дифференцирования ее по расстоянию R от контролируемого объекта до детекторов гамма-излучения, на котором начинают и заканчивают регистрацию гамма-квантов при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, и приравнивания полученной производной к нулю позволили получить уравнение, которое из-за сложности здесь не приводится и аналитическое решение которого относительно расстояния R авторами настоящего изобретения получить не удалось. Вместе с тем, решения этого уравнения, полученные авторами с использованием численных методов, позволили сделать вывод, что указанная функция имеет минимум при значении расстояния R от контролируемого объекта до детекторов гамма-излучения, на котором начинают и заканчивают регистрацию гамма-квантов при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, лежащем вблизи значения, равного H+D, где Н - высота расположения горизонтальной плоскости, являющейся плоскостью симметрии расположения детекторов гамма-излучения; D - половина расстояния между двумя детекторами гамма-излучения, установленными на одинаковой высоте. При этом существенное увеличение значения этой функции по сравнению с ее минимальным значением наблюдается при выходе значения расстояния R от контролируемого объекта до детекторов гамма-излучения, на котором начинают и заканчивают регистрацию гамма-квантов при нахождении контролируемого объекта в зоне контроля, за пределы диапазона от 0,8(H+D) до 1,2(H+D).

Поэтому определение момента времени приближения контролируемого объекта к детекторам гамма-излучения на заданное расстояние R