On-line Mobile in situ Gamma Spectrometry

University dissertation from Radiation Physics, Lund

Abstract: Popular Abstract in Swedish I beredskapen för kärnolyckor är mobila in situ gammaspektrometriska mätningar ett viktigt redskap; vilket betyder att mätinstrument placeras i ett fordon (tex bil, flygplan eller helikopter) och gammastrålningen från omgivningen mäts under körning. I detta arbete har strategier och analysmetoder för två olika användningsområden utvecklats: 1) sökning av försvunna radioaktiva strålkällor, så kallade herrelösa källor (eng. “orphan sources”) och 2) direkt från fordonet uppskatta hur djupt radionukliden 137Cs är nedträngd i marken. En strategi för sökning av försvunna radoaktiva strålkällor och analysering av mätdata har utvecklats. Metoden har utarbetats med bilburna system, men kan också användas för andra fordon. Strategin är att köra med en konstant hastighet (~ 40–50 km/h) och kontinuerligt mäta gammastrålningens nivå. Resultatet avläses ungefär var tredje till femte sekund och analyseras on-line. Statistiska metoder används för att avgöra om en ökning av strålningsnivån i de senaste 15–20 sekunderna är orsakad av naturliga variationer, eller av att en radioaktiv strålkälla har blivit förbipasserad. Stora delar av arbetet har varit att optimera statistiska metoder och att undersöka hur mycket strålningsnivån normalt varierar. Den största delen av resultaten bygger på mätningar gjorda på ett stort öppet fält, genomkorsat av en rak grusväg, i Revingehed. En 137Cs strålkälla placerades med varierande avstånd från vägen, och ett flertal förbikörningar gjordes för varje avstånd. Det bästa resultatet (137Cs källan kan detekteras på längst avstånd från vägen) fås genom att först subtrahera signalen från det i marken naturligt förekommande 40K. En oskärmad 137Cs strålkälla med en aktivitet på 2 GBq kunde då med ett 4-liters NaI system detekteras på ett avstånd av 180 m från vägen. Den uppmätta signalen i mobila mätningar från 137Cs i marken påverkas mycket av hur radionukliden är nedträngd i marken (djupfördelad). För att kunna göra en bra uppskattning av den totala aktivitetskoncentrationen av 137Cs i marken måste djupfördelningen uppskattas. I detta arbete har en metod (“peak-tovalley”-metoden) som hitintills använts för stillastående mätningar utvärderats för användning i mobila mätningar, för mättider på 5–10 minuter. Metoden baseras på att samtidigt bestämma mängden av fotoner från 137Cs som inte har växelverkat på vägen till detektorn och mängden av fotoner som har växelverkat i marken. Andelen fotoner som har växelverkat i marken ökar när radionukliden tränger djupare ned. Resultaten visar att metoden är användbar för mobila mätningar med en 100% HPGe detektor vid aktivitetskoncentrationer överstigande ca 100 kBq/m2.

  This dissertation MIGHT be available in PDF-format. Check this page to see if it is available for download.