Nghiên cứu thiết kế và lắp ráp phổ kế iôn linh động và thiết bị đo lường độ phóng xạ

Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế và lắp ráp phổ kế iôn linh động và thiết bị đo cường độ phóng xạ.. Đã đăng ký bổ sung tham gia thực hiện chính 4 TiÕn sü NguyÔn Vò TiÕn sü NguyÔn Vò Phụ t

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10

“NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

CƠ KHÍ CHẾ TẠO”

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP PHỔ KẾ IÔN LINH ĐỘNG VÀ

THIẾT BỊ ĐO CƯỜNG ĐỘ PHÓNG XẠ”

MÃ SỐ: KC.05.15/06-10

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học và Công nghệ quân sự

Chủ nhiệm đề tài: : Tiến sỹ Lưu Tam Bát

8506

Hà Nội 2011

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10

“NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

CƠ KHÍ CHẾ TẠO”

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP PHỔ KẾ IÔN LINH ĐỘNG VÀ

THIẾT BỊ ĐO CƯỜNG ĐỘ PHÓNG XẠ”

MÃ SỐ: KC.05.15/06-10

Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài:

Đại tá Lưu Tam Bát

Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ

Hà Nội 2011

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KH-CN QUÂN SỰ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày 14 tháng 01 năm 2011

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế và lắp ráp phổ kế iôn linh động và thiết bị đo cường độ phóng xạ

Mã số đề tài: KC.05.15/06-10

Thuộc Chương trình: Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ

Cơ khí Chế tạo, mã số: KC.05/06-10

2 Chủ nhiệm đề tài:

Họ và tên: Lưu Tam Bát

Ngày, tháng, năm sinh: 24-04-1948 Nam/ Nữ: Nam

Fax: E-mail: luutambat@fpt.vn

Tên tổ chức đang công tác: Viện Hoá học-Vật liệu/

Viện KH-CN quân sự

Địa chỉ tổ chức: Số 17 Hoàng Sâm, Cầu Giấy-Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: 98/140 Khuất Duy Tiến, Nhân Chính, Thanh Xuân

Hà Nội

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 04 năm 2008 đến tháng 08 năm

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán)

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

- Lý do thay đổi (nếu có): Chuyển phần kinh phí được khoán không chi

hết sang mua vật tư cần thiết phục vụ nghiên cứu và tiết kiệm (chi tiết theo

báo cáo quyết toán)

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét

chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có);

văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban hành

2 Quyết định

282/QĐ-BKHCN, ngày 27 tháng

02 năm 2008 của Bộ

Phê duyệt kinh phi 06 đề tài và 02 dự

án bắt đầu thực hiện năm 2008 thuộc Chương trình KH&CN trọng điểm cấp

“Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ cơ khí chế tại”, Mã số KC.05/06-10

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

Đơn vị thực hiện chính, chủ trì hoặ góp phần thực hiện vào tất

cả các nội dung của đề tài

Các sản phẩm của đề tài

Viện HH-VL tiếp nhận khi Phân viện NBC về BTL Hóa học

Quan hệ với Viện IUT, thực hiện các chuyên đề về phổ kế ion linh động, lắp ráp ban đầu phổ kế

Tổ chức tham quan Viện IUT, mời chuyên gia, lắp ráp phổ kế, kết quả các chuyên đề, lắp ráp ban đầu phổ kế

Tham gia một

số thiết kế cơ khớ, nguồn nuụi

Tham gia thực hiện một số thiết

kế cơ khớ ban đầu cho

đề tài

Khụng tiếp tục

từ 2009 khi M chuyển

về TĐ Viettel

4 Cục Kỹ thuật/

Bộ Tư lệnh

Húa học

Cục Kỹ thuật/BTL Húa học; Xớ nghiệp 61/BTL Húa học, Viện HH-

MT quõn sự/BTL Húa học

Phối hợp về trang thiết bị chuyờn dụng phục vụ thử nghiệm, đỏnh giỏ cỏc sản phẩm

Cung cấp vật tư chuyờn dụng, xõy dựng nồng

độ chuẩn chất độc, đỏnh giỏ chất lượng sản phẩm

- Lý do thay đổi: Nhà mỏy M1 khụng tiếp tục tham gia thực hiện do đặc điểm riờng khi chuyển về Tập đoàn Viễn thụng quõn đội Viettel

5 Cỏ nhõn tham gia thực hiện đề tài, dự ỏn:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trỡ và cơ quan phối hợp, khụng quỏ 10 người kể cả chủ nhiệm)

Nội dung tham gia chớnh

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chỳ*

1 Tiến sỹ

Lưu Tam Bát

Tiến sỹ Lưu Tam Bát

Chủ nhiệm

đề tài: điều hành toàn bộ hoạt động của

đề tài: Nội dung, tiến độ, kinh phí,

chịu trách nhiệm toàn diện về kết quả

thực hiện đề tài

Liờn quan tới toàn bộ kết quả của đề tài Chủ trỡ những nội dung KHCN khú; Bảo đảm tớnh năng kỹ thuật cỏc sản phẩm của đề tài

Đầu mối hợp tác quốc tế với CHLB Đức;

Phối hợp nghiên cứu

Chủ trỡ cỏc chuyờn đề nghiờn cứu

về IMS, tổ chức lắp rỏp ban đầu, cỏc kết quả hợp tỏc với IUT

mét sè khèi chøc n¨ng IMS

3 ThS Lê Văn

Học

ThS Lê Văn Học

Thiết kế, lắp ráp máy đo cường độ phóng xạ

Thiết kế lắp ráp máy đo cường độ phóng xạ, phối hợp lắp ráp thiết bị phát hiện phóng xạ

Đã đăng

ký bổ sung tham gia thực hiện chính

4 TiÕn sü

NguyÔn Vò

TiÕn sü NguyÔn Vò

Phụ trách nghiên cứu, lắp ráp bộ truyền số liệu

Tổ chức nghiên cứu, thiết kế chế tạo bộ truyền

Phèi hîp thiÕt

kÕ, l¾p r¸p mét

số đầu đo phóng xạ:

alpha, Nơtron, NaI

Phần mềm điều hành IMS, trạm quan trắc, cảnh báo CB-MINI

Đã đăng

ký bổ sung tham gia thực hiện chính

Thị Bảo Mỹ

Điều chỉnh phổ kế IMS, tài liệu lắp ráp, phần mềm, bộ đầu đo phóng

xạ giải trộng, ADC, MCA và phần mềm

Điều chỉnh phổ kế IMS, tài liệu lắp ráp, phần mềm, bộ đầu

đo phóng xạ giải trộng BM-10, ADC, MCA

Đề nghị

bổ sung tham gia thực hiện chính

Hồng Sơn

Lắp ráp, điều chỉnh, thử nghiệm bộ truyền số liệu

Trục tiếp lắp ráp, điều chỉnh, thử nghiệm bộ truyền số liệu

Đề nghị

bổ sung tham gia thực hiện chính

số thử nghiệm cỏc đầu đo phúng xạ

Thực hiện cỏc thử nghiệm, xõy dựng cơ sở

dữ liệu và tỏi sinh cỏc bộ lọc phõn tử

Kết quả đo thử nghiệm phúng xạ

Đề nghị

bổ sung tham gia thực hiện chớnh

Toỏn

Chế tạo chất độc mụ phỏng, thử nghiệm

Một số chất

mụ phỏng và tham gia một

số thử nghiệm

Đó đăng

ký bổ sung tham gia thực hiện chớnh

11 Tiến sỹ

Nguyễn Khắc

Bằng

Tiến sỹ Nguyễn Khắc Bằng

Phối hợp nghiên cứu giữa đơn vị với các tổ chức nghiên cứu trong và ngoài nước

Phối hợp thực hiện giữa cỏc đơn

động (IMS) và thử nghiệm

Phương tiện tạo nồng độ mẫu chất độc cụng nghiệp, một số chuyờn đề và thử nghiệm

Giỏp

Phần mềm điều hành thiết

bị đo cường độ phúng xạ

Phần mềm cho thiết bị

đo cường độ phúng xạ, phỏt hiện phúng xạ

Đề nghị

bổ sung tham gia thực hiện chớnh

Khổng Nam Khang

Thiết kế, lắp rỏp đầu đo phúng xạ Gamma-Bờta kớch thước lớn,

Thiết kế, chế tạo và lắp rỏp đầu đo Gamma-Beta GB-01 Kết quả thử

Đề nghị

bổ sung tham gia thực hiện chớnh

cỏc thử nghiệm

nghiệm với phúng xạ

15 TS Nguyễn

Mạnh Sắt

TS Nguyễn Mạnh Sắt

Phối hợp nghiờn cứu chọn đầu đo gamma, nơtron; quan

hệ hợp tỏc với Viện Đubna

Quan hệ hợp tỏc với Viện Đubna Thực hiện khụng theo kế hoạch ban đầu

Hiện đang thường trỳ tại Đubna

Khụng tham gia do đi làm NCS ở nước ngoài

Khụng tham gia do nhà mỏy M1 chuyển về

CT Viờttel

Quốc Trung

Thiết kế, chế tạo cỏc cơ cấu

cơ khớ, hũm hộp cú yờu cầu cao về kỹ thuật, kiểu dỏng

Chế tạo cỏc

cơ cấu cơ khớ, hũm hộp trờn CNC mỹ nghệ và mỏy cắt, khắc lade

- Lý do thay đổi: Do yờu cầu về nhõn lực, hoàn cảnh cụ thể của mỗi cỏn

bộ tham gia thực hiện chớnh nờn phải thay đổi cho phự hợp để thực hiện nhiệm vụ (được phộp theo Qui chế nội bộ về thực hiện đề tài)

6 Tỡnh hỡnh hợp tỏc quốc tế:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phớ,

địa điểm, tờn tổ chức hợp tỏc,

số đoàn, số lượng người tham

1 Từ 11/7/2008 đến 22/7/2008

Tham quan Viện Cụng nghệ

mụi trường, Cụng ty cụng nghệ

tổng hợp I.U.T CHLB Đức: 05

người; Kinh phớ đề tài

Viện Cụng nghệ mụi trường, Cụng ty cụng nghệ tổng hợp I.U.T, Từ 11/7/2008 đến 22/7/2008

- Trao đổi KHCN sõu về phổ kế ion linh động

- Ký 04 thỏa thuận hợp tỏc về

Kinh phí đề tài và kinh phí

Viện Đubna (qua Viện

KH&CN Việt Nam)

Từ 17/09/2008 đến 18/10/2008, Các nội dung liên đến thiết kế, lắp ráp máy đo cường độ phóng

xạ, đầu đo phóng xạ kích thước lớn, các khối cao áp, các đầu đo nơtron

Thăm cơ sở lắp ráp thiết bị phát hiện phóng xạ của công ty Aspect Thao luận kế hoạch hợp tác

3 18/05/2010 ÷ 21/05/2010

Mời chuyên gia CHLB Đức

sang hướng dẫn và học tập sâu

Hướng dẫn về khả năng mở rộng, thay đổi thư viện

Tổ chức hội thảo chuyên sâu, Hội thảo chuyên đề

- Lý do thay đổi (nếu có):

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

(Nội dung, thời gian,

kinh phí, địa điểm )

2 Hội thảo giới thiệu công nghệ

cảnh báo NBC cho các công

trình trọng điểm, 5/2010 Kinh

phí hội thảo, đón chuyên gia

Chuyên gia nước ngoài và Chủ nhiệm đề tài giới thiệu công nghệ cảnh báo NBC cho các công trình trọng điểm, kinh đón chuyên gia, kinh phí hỗ trợ từ công ty IET (nhập

bộ phụ tùng phổ kế iôn linh động)

3 Hội thảo chuyên sâu về phổ kế

ion linh động, 5/2010 Kinh phí

hội thảo KH của đề tài

Các nội dung chuyên sâu

về cấu trúc phổ kế ion linh động, kinh phí hội thảo, phiên dịch, theo đề tài

4 Hội thảo xây dựng cơ sở dữ

liệu của phổ kế ion linh động,

tháng 05/2010 Kinh phí hội

thảo của đề tài

Phương pháp luận xây dựng cơ sở dữ liệu, sử dụng chương trình phân tích

- Lý do thay đổi: Cỏc điều chỉnh trong khuụn khổ kinh phớ được khoỏn;

Được Giỏm đốc Viện KH-CN quõn sự phờ duyệt theo Qui chế thực hiện đề tài

8 Túm tắt cỏc nội dung, cụng việc chủ yếu:

(Nờu tại mục 15 của thuyết minh, khụng bao gồm: Hội thảo khoa học,

điều tra khảo sỏt trong nước và nước ngoài)

Người,

cơ quan thực hiện

2 Nghiên cứu thiết kế, lắp ráp

Phổ kế iôn linh động

Người

tham gia ghi ở mục

4, 5 2.1 Nghiờn cứu và thiết kế Phổ

kế iụn linh động (IMS)

12/2008

04/2008-12/2008 Viện Ứng

dụng CN, Viện HH-

VL, IUT 2.2 Triển khai thử nghiệm lắp

rỏp, khảo sỏt, kiểm tra, chuẩn

hoỏ phổ kế iụn linh động

1/2009

10/2008-1/2010- 3/2010

Viện Ứng dụng CN, Viện HH-

VL, IUT

3 Nghiờn cứu thiết kế, lắp rỏp

Thiết bị đo cường độ phúng

xạ (Mỏy chủ) và Thiết bị phỏt

hiện phúng xạ độ nhạy cao

Học, Lờ Đăng Giỏp Nguyễn Đức Tuấn, (giai đoạn 1)

3.1 Nghiờn cứu cụng nghệ và

thiết kế

12/2008

4/2008-12/2008 Phõn viện

NBC

Cụng ty FPT Viện KHKT hạt nhõn

3.2 Triển khai lắp rỏp, đo đạc,

thử nghiệm, chuẩn hoỏ cỏc

thụng số của Thiết bị đo

cường độ phúng xạ và Thiết

bị phỏt hiện phúng xạ

9/2008- 11/2009

nối mạng, truyền số liệu

không dây; Xây dựng các

phần mềm

4.1 Nghiên cứu công nghệ và

thiết kế

4/2009

12/2008-12/2009 Viện

TĐH kỹ thuật quân sự 4.2 Triển khai lắp ráp, thực

nghiệm

5/2009- 12/2009

4/2010 Viện

TĐH kỹ thuật quân sự 4.3 Nghiên cứu xây dựng các

phần mềm cho hệ thống các

thiết bị

9/2009

4/2008-8/2010 Viện

KHCN quân sự,

5 Thiết kế, chế tạo các cơ cấu

cơ khí, vỏ Thiết bị đo cường

số cán bộ tham gia khác 5.1 Nghiên cứu khảo sát và

thiết kế

7/2009

6/2008-7/2010 Nhiều

đơn vị 5.2 Triển khai chế tạo và thử

nghiệm

8/2008- 9/2009

9/2010 Nhiều

đơn vị

6 Tổng lắp ráp, điều chỉnh,

chuẩn máy, kiểm chuẩn Phổ

kế iôn linh động, Thiết bị đo

cường độ phóng xạ và Thiết

bị phát hiện phóng xạ

6/2009- 12/2009

10/2010 Viện

KHCN quân sự, Viện HH-

MT quân

sự, X61

7 Thử nghiệm tại hiện trường,

kiểm định tiêu chuẩn chất

lượng

3/2010

10/2009-10/2010 Viện

KHCN quân sự, BTL Hóa học, Cục TC-ĐL-

CL

8 Xây dựng các qui trình công

nghệ, viết báo cáo tổng kết,

nghiệm thu cấp cơ sở

8.1 Công việc 1: Xây dựng qui

trình công nghệ lắp ráp phổ kế

iôn linh động (Qui trình lắp ráp

tại phòng thí nghiệm)

8/2010

8/2009-10/2010 Lưu Tam

Bát, Viện KHCN quân sự 8.2 Công việc 2: Xây dựng qui

trình công nghệ lắp ráp thiết bị

8/2010

8/2009-10/2010 Lưu Tam

Bát, Viện

8.3 Công việc 3: Hoàn chỉnh tài

liệu, Viết báo cáo tổng kết đề

tài

8/2010

8/2009-10/2010 Lưu Tam

Bát, Viện KH-CN quân sự

- Lý do thay đổi (nếu có): Tiến độ các công việc chậm 10-12 tháng, do thời gian nhập khẩu nguyên vật liệu gặp khó khăn, phải điều chỉnh, một phần

do chủ nhiệm đề tài phải phẫu thuật và điều trị phục hồi sức khỏe

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Theo

kế hoạch

Thực tế đạt được

- Nguồn điện: Điện

lưới, ác qui được 6h

- Khối lượng: ∼

10kg

Cái 01 01 Phổ kế iôn linh động:

- Độ nhạy với nhóm chất độc thần kinh và Yperit:

5µg/m3, với các chất độc khác: nhỏ hơn 20-

50 µg/m3

- Thời gian phát hiện: 5-15s

2 Thiết bị đo cường độ

từ 1 µGray/h đến 100 Gray/h,

+ Tổng liều phúng xạ

từ 0 đến 100 Gray + Khối lượng: ∼1,4 kg

xạ dạng cổng với ống đếm Geiger-Muller

thuộc vào kích thước

đầu đo có thể mua được,

cường độ bức xạ và tốc

độ di chuyển của đối

tượng kiểm soát

Với nguồn 1mCi : 5m Voeis Cs -137 là 300kBq, Co- 60 là 150 kBq : 0,9m

Kết hợp đầu phát hiện định hướng: ∼ 8.5kg

+ Thiết bị trung gian

+ Thiết bị đầu cuối

- Truyền số liệu trong

Đo tổng liều lượng từ

1 Bộ tài liệu thiết kế Phổ kế

iôn linh động- IMS;

Tài liệu thiết kế các khối

chức năng, thiết kế giá bệ,

đầu đo, vỏ máy,…, đảm

bảo đầy đủ yêu cầu kỹ

Tài liệu thiết kế các khối

chức năng, thiết kế giá bệ,

máy chủ, các đầu đo, cơ

cấu cơ khí, vỏ máy,… ,…,

đảm bảo đầy đủ yêu cầu

5 Các phần mềm :

Phần mềm điều hành hoạt

động các thiết bị; Cơ sở dữ

liệu có thể bổ sung, thay

đổi được theo yêu cầu ứng

dụng

08 12

- Lý do thay đổi: Trong báo cáo (Phụ lục) đã ghép các hạng mục 1 và 3, 2

và 4 Phần mềm tăng do yêu cầu thực hiện các nội dung của đề tài

Số lượng, nơi công bố

Giải pháp khoa học sáng tạo

và có ý nghĩa thực tiễn

In trong Kỷ yếu Hội nghị Khoa học và công nghệ Cơ khí chế tạo toàn quốc lần thứ 2, 2009

2 Bài báo: Thiết kế, lắp ráp

bộ đầu đo phóng xạ giải

rộng

Giải pháp sáng tạo cùng giải thuật chặt chẽ

Giải pháp sáng tạo và tính năng phần mềm,

Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số

11 (tháng 11/2010)

3 Nghiên cứu thiết kế, lắp

ráp trạm quan trắc, cảnh

báo phóng xạ tự động cỡ

nhỏ

Thiết kế, phần mềm điều hành

có độ tin cậy cao

Giải pháp sáng tạo, theo yêu cầu ứng dụng thực tế

Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số

12 (tháng 12/2010)

- Lý do thay đổi: Kế hoạch 04 công bố, thực hiện 03, đạt 75%, lý do

chính là chủ nhiệm đề tài và những người tham gia chính không có thời gian viết bài

d) Kết quả đào tạo:

Số lượng

Số

TT

Cấp đào tạo, Chuyên

ngành đào tạo Theo kế hoạch Thực tế đạt

được

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

2 Tiến sỹ

- Lý do thay đổi: Đạt 50% kế hoạch, vì không có điều kiện kết hợp với cơ

sở đào tạo chuyên ngành

đ) Tình hình đăng ký quyền sở hữu trí tuệ (quyền tác giả):

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)

Đề tài đã tạo ra được 6 sản phẩm dạng I, qua nghiên cứu đã làm chủ được công nghệ lắp ráp phổ kế iôn linh động Làm chủ thiết kế, lắp ráp thiết bị đo cường độ phóng xạ, phát hiện phóng xạ và truyền số liệu Các sản phẩm đạt được tính năng kỹ thuật tương đương sản phẩm thương mại của một số nước tiên tiến Có đủ điều kiện để góp phần trang bị phục vụ quốc phòng, an ninh, phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

Các sản phẩm nếu được lắp ráp trong nước sẽ góp phần giảm giá thành, quan trọng hơn là chủ động khai thác sử dụng, kiểm tra, sửa chữa và kiểm chuẩn, chắc chắn sẽ thuận lợi hơn

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

I Báo cáo định kỳ

Lần 1:

Viện KH-CN quân sự, Chủ

nhiệm đề tài

30/10/2008 Báo cáo kết quả thực

hiện 17 chuyên đề; Mua thiết bị và Hợp tác quốc

Viện KH-CN quân sự, Chủ

nhiệm đề tài

04/08/1010 Báo cáo kết quả hoàn

thành 20 chuyên đề, công việc; mua sắm vật tư, phụ tùng, máy móc,…

II Kiểm tra định kỳ

Lần 1: TS Trần Việt Hùng,

Chủ nhiệm Chương trình

KC.05/06-10

30/10/2010 Kiểm tra, xác nhận khối

lượng công việc hoàn thành 17 chuyên đề Lần 2: Thiếu tướng PGS.TS

- Đầu đo NaI thể tích lớn;

- Đầu đo nơtron;

- Một số phần mềm Các sản phẩm đang được tiếp tục kiểm tra, xây dựng cơ sở dữ liệu, thử nghiệm, chuẩn hoá, đánh giá tiêu chuẩn chất lượng… để hoàn chỉnh Yêu cầu đẩy nhanh tiến

độ thực hiện

III Nghiệm thu cấp Cơ sở 17/12/2010 Được đánh giá mức

“Đạt”, đề nghị nghiệm thu cấp Nhà nước

Đã ký và đóng dấu

Thiếu tướng Phạm Sơn Dương

i

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU……….…… i Danh sách các bảng chú giải các chữ viết tắt, bảng, hình……….v CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Nghiên cứu và ứng dụng phổ kế iôn linh động ……… 1.1 1.1.1 Nghiên cứu và ứng dụng phổ kế iôn linh động trên thế giới 1.1 1.1.2 Nghiên cứu và ứng dụng phổ kế iôn linh động ở Việt Nam 1.7 1.2 Nghiên cứu thiết bị đo cường độ phóng xạ, thiết bị phát hiện phóng xạ 1.8 1.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới 1.8 1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam 1.9 1.3 Nghiên cứu giải pháp truyền số liệu 1.10 1.3.1 Truyền số liệu trong dải sóng tần số cực ngắn (UHF)…………1.10 1.3.2 Truyền số liệu trong dải sóng tần số rất ngắn (VHF)………… 1.11 1.3.3 Truyền số liệu trong vùng phủ sóng mạng điện thoại……….…1.11 1.4 Ảnh một số sản phẩm tương tự của nước ngoài 1.20 CHƯƠNG 2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP PHỔ KẾ IÔN LINH ĐỘNG TÍCH HỢP BỘ ĐO PHÓNG XẠ GIẢI RỘNG

2.1 Nghiên cứu thiết kế của phổ kế iôn linh động IMS 2.1 2.1.1 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của IMS 2.1 2.1.2 Nghiên cứu thiết kế của IMS 2.6 2.2 Lắp ráp, kiểm tra phổ kế iôn linh động 2.23 2.2.1 Lắp ráp khung, giá bệ, phụ kiện và các khối chức năng 2.23 2.2.2 Kiểm tra, thử nghiệm tại phòng thí nghiệm 2.27 2.3 Nghiên cứu phần mềm và xây dựng cơ sở dữ liệu 2.35 2.3.1 Phần mềm điều hành hoạt động của phổ kế iôn linh động 2.35

2.3.2 Phần mềm phân tích ……… ………….2.37

ii

2.3.3 Xây dựng phần mềm với cơ sở dữ liệu các chất cần phân tích 2.43 2.3.4 Viết và biên dịch các file mô tả cho hoạt động của IMS 2.43 2.3.5 Phần mềm điều khiển và thu thập dữ liệu 2.47 2.4 Thiết kế và lắp ráp bộ đo phóng xạ tích hợp trên phổ kế iôn linh động 2.47 2.4.1 Tính toán lựa chọn phương án thiết kế 2.49 2.4.2 Thiết kế và lắp ráp bộ đo phóng xạ 2.53 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT

BỊ ĐO CƯỜNG ĐỘ PHÓNG XẠ, THIẾT BỊ PHÁT HIỆN PHÓNG XẠ 3.1 Thiết kế tổng quát thiết bị đo cường độ phóng xạ 3.1 3.1.1 Yêu cầu thiết kế bảo đảm tính năng chiến kỹ thuật 3.1 3.1.2 Khối vi điều khiển……….…3.4 3.1.3 Bộ đếm 3.5 3.1.4 Phím bấm……… 3.6 3.1.5 Màn hình tinh thể lỏng (LCD) 3.6 3.1.6 Khối nguồn……….……… 3.8 3.1.7 Tổng quát về trình điều khiển 3.8 3.2 Chọn linh kiện, thiết kế và lắp ráp thiết bị đo cường độ phóng xạ 3.15 3.2.1 Chọn các linh kiện chính 3.15 3.2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 3.18 3.3 Lắp ráp các khối chức năng 3.24 3.4 Kiểm tra sau lắp ráp 3.24 3.4.1 Kiểm tra hoạt động của vi xử lý theo các bước 3.24 3.4.2 Kiểm tra tham số mạch thời gian thực………3.25 3.4.3 Kiểm tra tham số màn hình hiển thị LCD……….……… 3.26 3.4.4 Đo và kiểm tra thông số công tắc điện tử cấp nguồn cho máy đo 3.26

iii

3.4.5 Đo và kiểm tra tham số khối nguồn +5V cho vi xử lý…………3.27 3.4.6 Đo và kiểm tra tham số khối nguồn ra +12V cho đầu đo ngoài……….3.28 3.4.7 Sơ đồ Jack nối đầu đo ngoài……… …….3.28 3.5 Điều chỉnh, chuẩn hoá các thông số đo liều lượng 3.29 3.6 Thiết kế, lắp ráp các đầu đo ngoài 3.30 3.6.1 Đầu đo Gamma-Bêta (GB-01) 3.30 3.6.2 Điều chỉnh đầu đo Bêta-Gamma (BĐB) của Aspect 3.32 3.6.3 Thiết kế và lắp ráp các khối chức năng cho đầu đo alpha diện tích lớn 3.33 3.6.4 Thiết kế và lắp ráp các khối chức năng cho đầu đo nơtron 3.34 3.6.5 Thiết kế và lắp ráp các khối chức năng cho đầu đo NaI 3.35 3.6.6 Thiết kế, lắp ráp bộ đo phóng xạ giải rộng BM-10 3.41 3.7 Thiết kế, lắp ráp thiết bị phát hiện phóng xạ 3.46 3.7.1 Thiết kế, lắp ráp đầu đo phóng xạ kích thước lớn 3.47 3.7.2 Thiết kế, lắp ráp trạm quan trắc, cảnh báo phóng xạ mini 3.48 3.8 Thiết kế, lắp ráp bộ truyền số liệu 3.57 3.8.1 Thiết kế hệ thống 3.57 3.8.2 Khối thu thập số liệu lưu động 3.60 3.8.3 Phần mềm……….…… 3.64 3.8.4 Khối trung gian chuyển tiếp……… 3.70 3.8.5 Thử nghiệm, đánh giá kết quả……… … 3.71 CHƯƠNG 4 THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ TỔNG HỢP KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

4.1 Kết quả thử nghiệm, xây dựng cơ sở dữ liệu cho phổ kế iôn linh động……… 4.1 4.1.1 Một số vấn đề về phương pháp luận……… 4.1 4.1.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu cho phổ kế iôn linh động……… …….4.3

iv

4.2 Kết quả thử nghiệm bộ đo phóng xạ tích hợp trên phổ kế iôn linh động và thiết bị đo cường độ phóng xạ……… …4.13 4.2.1 Thử nghiệm đo phông và các nguồn chuẩn phóng xạ…… …4.13 4.2.2 Thử nghiệm với nguồn phóng xạ hoạt độ cao…….……… …4.14 4.3 Kết quả thử nghiệm đo phóng xạ với các đầu đo ngoài……… ……4.15 4.3.1 Thử nghiệm đo phóng xạ với đầu đo alpha……… ….4.15 4.3.2 Thử nghiệm đo phóng xạ với đầu đo Bêta-Gamma BĐB-01 4.16 4.3.3 Thử nghiệm đo phóng xạ với đầu đo Gamma-Bêta GB-01 4.18 4.3.4 Thử nghiệm đo nơtron với đầu đo nơtron 4.18 4.3.5 Thử nghiệm đo phóng xạ với đầu đo NaI 4.20 4.4 Kết quả thử nghiệm với thiết bị phát hiện phóng xạ RM-01 4.21 4.4.1 Thử nghiệm Thiết bị phát hiện phóng xạ dạng xách tay 4.21 4.4.2 Thử nghiệm Thiết bị phát hiện phóng xạ dạng cổng với ống đếm Geiger-Muller 4.21 4.4.3 Thử nghiệm Thiết bị phát hiện phóng xạ lắp trên xe 4.24 4.5 Kết quả thử nghiệm với đầu đo phóng xạ giải rộng BM-10 4.25 4.6 Kết quả thử nghiệm Bộ truyền số liệu TSL và trạm quan trắc, cảnh báo phóng xạ CB-MINI……….….4.29 4.6.1 Kết quả thử nghiệm Bộ truyền số liệu TSL……… 4.29 4.6.2 Kết quả thử nghiệm trạm CB-MINI………4.33 4.7 Kết quả đánh giá chất lượng và kiểm định……… … 4.34 4.7.1 Kết quả kiểm tra, đánh giá chất lượng tương thích sóng điện từ……… ….4.34 4.7.2 Kết quả thử nghiệm khả năng chịu rung xóc và nhiệt, ẩm…… 4.34 4.7.3 Kết quả kiểm định tiêu chuẩn chất lượng đo lường phóng xạ 4.35 4.7.4 Kết quả đánh giá chất lượng hai thiết bị chính 4.36 4.8 Một số lĩnh vực ứng dụng sản phẩm của đề tài 4.37

v

4.8.1 Ứng dụng trong quốc phòng, an ninh…….……….………4.37 4.8.2 Ứng dụng trong phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và an toàn phóng xạ……….… 4.41 4.8.3 Một số ứng dụng cụ thể đang đề nghị thực hiện……….4.42 4.9 Tổng hợp kết quả thực hiện đề tài ……….4.42 4.10 Ảnh một số sản phẩm của đề tài và thử nghiệm 4.44 KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

vi

BẢNG KÊ CÁC BẢNG TRONG BÁO CÁO TỔNG HỢP

Bảng 2.1 Thời gian bay của đỉnh RIP qua một số lần khảo sát

Bảng 2.2 Các thông tin cơ bản về file dữ liệu

Bảng 2.3 So sánh và hiệu chỉnh thời gian bay

Bảng 3.1 Đặc điểm chân màn hình tinh thể lỏng ma trận (LCD) Bảng 3.2 Một số hàm cơ bản bởi trình điều khiển màn hình

Bảng 3.3 Các hàm điều khiển bàn phím

Bảng 3.4 Các hàm điều khiển bộ đếm

Bảng 3.5 Các hàm điều khiển bộ định thời

Bảng 3.6 Các hàm điều khiển vào ra nối tiếp

Bảng 3.7 Các hàm điều khiển báo động

Bảng 3.8 Sơ đồ chân của đầu đo GP100SI

Bảng 3.9 Sơ đồ điều khiển trạng thái đo mức thấp và mức cao

Bảng 3.10 Sơ đồ phím điều khiển

Bảng 3.11 Các tham số kiểm tra khối vi xử lý

Bảng 3.12 Tham số cơ bản của mạch công tắc điện tử

Bảng 3.13 Sơ đồ đấu dây nối các đầu đo ngoài và máy tính

Bảng 4.1 Suất liều lượng đo được với nguồn phóng xạ hoạt độ thấp Bảng 4.2 Kết quả thử nghiệm với nguồn phóng xạ hoạt độ cao

Bảng 4.3 Khảo sát hiệu suất ghi đầu đo BĐB-01 với nguồn bêta Bảng 4.4 Khảo sát hiệu suất ghi đầu đo BĐB-01 với nguồn gamma Bảng 4.5 Khảo sát hiệu suất ghi đầu đo GB-01 với nguồn gamma Bảng 4.6 Kết quả đo số đếm số đếm với ống đếm CI-3BG

Bảng 4.7 Kết quả đo suất liều với đống đếm CI-3BG

Bảng 4.8 Kết quả đo số đếm với ống đếm CBM-20

Bảng 4.9 Kết quả đo suất liều của bộ đo với ôngd đếm CBM-20 Bảng 4.10 Chỉ tiêu và phương pháp thử rung xóc, nhiệt- ẩm

Bảng 4.11 Bảng so sánh kết quả đăng ký và thực hiện

vii

BẢNG Kấ CÁC HèNH TRONG BÁO CÁO TỔNG HỢP

Hỡnh 1.1 RAID-XP Thiết bị trinh sỏt húa học, phúng xạ

Hỡnh 1.2 RAID-S2 dựng cho Hải quõn, khụng quõn và Tăng thiết giỏp

Hỡnh 1.3 Phổ kế iụn linh động dựng trong ga tàu điện ngầm

Hỡnh 1.4 Mỏy đo phúng xạ SVG-2 và cỏc đầu đo ngoài

Hỡnh 1.5 Thiết bị phỏt hiện phúng xạ dạng cổng YANTAR-2 Aspect

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống truyền số liệu

Hỡnh 1.7 Một số sản phẩm tương tự của nước ngoài

Hỡnh 2.1 Phổ kế IMS-MINI của Viện IUT - Đức

Hỡnh 2.2 Sơ đồ khối của thiết bị IMS

Hỡnh 2.3 Nguyờn lý hoạt động của thiết bị IMS

Hỡnh 2.4 Buồng iụn hoỏ và ống trụi của thiết bị IMS

Hỡnh 2.5 Mặt cắt cấu trỳc buồng iụn hoỏ

Hỡnh 2.6 Cấu trỳc chi tiết của nguồn 3T

Hỡnh 2.7 Buồng iụn hoỏ và tiền khuếch đại

Hỡnh 2.8 Khối cao thế

Hỡnh 2.9 Một số cấu kiện chớnh của khối cấp khớ

Hỡnh 2.10 Sơ đồ hoạt động lấy mẫu và đo khớ của IMS

Hỡnh 2.11 Khối điều khiển logớc

Hỡnh 2.12 Sơ đồ khối bo mạch điều khiển trung tõm của thiết bị IMS

Hỡnh 2.13 Sơ đồ khối bo mạch điều khiển trung tõm giao tiếp với cỏc khối của IMS

Hỡnh 2.14 Khối điều khiển trung tõm

Hỡnh 2.15 Khối hiển thị kết quả

Hỡnh 2.16 Khối nguồn nuụi thấp von và nạp pin

Hỡnh 2.17 Khối liờn kết cỏc khối riờng lẻ

Hỡnh 2.18 Đỉnh RIP được khảo sỏt trờn osciloscope theo mode õm

Hỡnh 2.19 Đỉnh của Yperit được khảo sỏt bằng chất mụ phỏng

viii

Hình 2.20 Màn hình hiển thị lần lượt các chất có thể xác định được Hình 2.21 Phần mềm điều khiển IMS Control

Hình 1.22 Phổ tín hiệu được truyền từ IMS về phần mềm PC

Hình 2.23 Giao diện khởi động của IMS-1

Hình 2.24 Nạp file dữ liệu phổ ion từ ổ cứng

Hình 2.25 Phổ tín hiệu được hiển thị

Hình 2.26 Chọn khung dữ liệu phổ cần phân tích

Hình 2.27 Các tham số file dữ liệu và các giá trị đỉnh phổ

Hình 2.28 Tính giá trị thời gian bay chuẩn

Hình 2.29 Xác định vị trí thời gian bay của đỉnh RIP

Hình 2.30 Thay đổi giá trị RIP time

Hình 2.31 Phân tích các đỉnh phổ ứng với các chất cần phát hiện Hình 2.32 Canberra Geiger Muller Dtectors – GP Series

Hình 2.33 Sơ đồ khối bộ đo phóng xạ tích hợp trên IMS

Hình 2.34 Sơ đồ nguyên lý bộ đo phóng xạ tích hợp trên IMS

Hình 3.1 Sơ đồ chức năng tổng quát của máy đo cường độ phóng xạ Hình 3.2 Tổng quan về vi điều khiển MCF51

Hình 3.3 Bộ đếm của MCF51JM128

Hình 3.4 Phím bấm trong MCF51JM128

Hình 3.5 Màn hình tinh thể lỏng ma trận điểm (LCD)

Hình 3.6 Tổng quát về phần mềm điều hành

Hình 3.7 Trình điều khiển màn hình tinh thể lỏng ma trận

Hình 3.8 Sơ đồ chuyển trạng thái hiển thị

Hình 3.9 Tổng quan về vi điều khiển MCF51JM128

Hình 3.10 Khối mạch vi điều khiển

Hình 3.11 Khối mạch đo thời gian thực

Hình 3.12 Khối mạch ghép nối qua RS232

Hình 3.13 Khối màn hình hiển thị

ix

Hình 3.14 Khối debug/nạp chương trình

Hình 3.15 Khối bàn phím và hỗ trợ đo đạc, kiểm nghiệm

Hình 3.16 Mô đun ghép nối máy tính

Hình 3.17 Mô đun đo lường

Hình 3.18 Khối nguồn ra +12V cho đầu đo ngoài

Hình 3.19 Công tắc điện tử

Hình 3.20 Kiểm tra tham số màn hiển thị LCD

Hình 3.21 Kiểm tra các tham số công tắc điện tử

Hình 3.22 Kiểm tra nguồn nuôi 5V

Hình 3.23 Kiểm tra tham số nguồn 12V

Hình 3.24 Khảo sát tín hiệu đầu đo trên Osciloscope

Hình 3.25 Sơ đồ nguyên lý đầu đo Gamma-Bêta

Hình 3.26 Ảnh đầu đo Gamma-Bêta

Hình 3.27 Ảnh đầu đo Bêta-Gamma của hãng Aspect

Hình 3.28 Sơ đồ tiền khuếch đại cho đầu đo bán dẫn

Hình 3.29 Ảnh đầu đo alpha ghép nối với máy chủ

Hình 3.30 Sơ đồ nguyên lý mạch điện của đầu đo nơtron

Hình 3.31 Sơ đồ khối đầu đo NaI

Hình 3.32 Sơ đồ nguyên lý khối ADC

Hình 3.33 Ảnh chụp khối ADC được lắp ráp

Hình 3.34 Sơ đồ nguyên lý khối MCA

Hình 3.35 Ảnh chụp khối MCA được lắp ráp

Hình 3.36 Ảnh đầu đo NaI, ghép nối với máy chủ và phổ ghi được từ đầu đo NaI

Hình 3.37 Sơ đồ khối của thiết bị đo liều phóng xạ giải rộng BM-10

Hình 3.38 Sơ đồ khối phần cao áp

Hình 3.39 Lưu đồ chương trình phần mềm trên chíp vi điều khiển

Hình 3.40 Sơ đồ nguyên lý, mạch in của bộ đo phóng xạ giải rộng và chỉ thị

x

Hình 3.41 Tổng quan hệ thống

Hình 3.42 Sơ đồ khối tổng thể

Hình 3.43 Sơ đồ khối chức năng

Hình 3.44 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển

Hình 3.45 Lưu đồ thuật toán chương trình chính

Hình 3.46 Trạm tự động quan trắc và cảnh báo phóng xạ CB-MINI

Hình 3.47 Biểu thị tín hiệu từ hai đầu đo của Trạm tự động quan trắc và cảnh báo phóng xạ CB-MINI

Hình 3.48 Đo phông, giá trị trung bình đo được là Nf = 15 và Df = 8

Hình 3.49 Đưa nguồn phóng xạ đến gần các đầu đo

Hình 3.50 Cấu hình dữ liệu về các mức báo động

Hình 3.51 Sơ đồ ghép nối tại trung tâm điều hành

Hình 3.52 Modem GSM loại G2403R

Hình 3.53 Giao diện trên thiết bị phát số liệu

Hình 3.54 Sơ đồ ghép nối tại trạm lưu động

Hình 3.55 Trạm thu thập số liệu cơ động

Hình 3.56 Thiết bị thu phát vụ tuyến

Hình 3.57 Hình ảnh thiết bị GPS 72H

Hình 3.58 Sơ đồ nguyên lý tích hợp dữ liệu của các thiết bị

Hình 3.59 Giao diện phần mềm điều khiển trên thiết bị thu thập số liệu

Hình 3.60 Sơ đồ ghép nối tại trạm trung gian

Hình 3.61 Giao diện phần mềm điều khiển tại trạm trung gian chuyển tiếp Hình 4.1 Nồng độ rất thấp GB: 37,109 ppb

Hình 4.15 Nồng độ mức thường đặt báo động Benzen: 352,539ppb

Hình 4.16 Nồng độ dưới báo động của ammonia: 261,596ppb

Hình 4.17 Mô hình thùng chứa nguồn Pu-Be

Hình 4.18 Phổ ghi được với nguồn 137Cs

Hình 4.19 Mức phông ở chế độ đo cảnh báo phóng xạ

Hình 4.20 Thiết bị phát tín hiệu báo động vượt ngưỡng

Hình 4.21 Màn hình hiển thị của thiết bị khi báo động có phóng xạ vượt ngưỡng và trạng thái đo phông bình thường

Hình 4.22 Đường cong chuyển đổi số đếm thành suất liều của ống đếm 3BG

CI-Hình 4.23 Đường cong chuyển đổi số đếm thành suất liều của ống đếm CBM-20

Hình 4.24 Truyền số liệu ở các cự ly khác nhau

Hình 4.25 Cụm ảnh sản một số sản phẩm và thử nghiệm đồng bộ

xii

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADC: Biến đổi tương tự số

BĐB-01: Khối đầu đo Bêta

BZ: Chất độc BZ

CDMA: Đa truy nhập phân chia theo mã

CNTT: Công nghệ thông tin

GPRS: Dịch vụ vô tuyến gói dữ liệu

GSM: Hệ thống thông tin di động toàn cầu

MCA: Phân tích đa kênh

MMS: Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện

NBC: Hạt nhân, sinh học, hóa học

TDM: Công nghệ phân chia theo thời gian

TDMA: Khung thời gian (gồm 8 khe)

i

MỞ ĐẦU

Trinh sát phát hiện và báo động nhanh dưới ngưỡng nguy hiểm đối với các chất độc hoá học, các bức xạ hạt nhân do sử dụng năng lượng hạt nhân, ứng dụng kỹ thuật bức xạ và đồng vị là một trong các yêu cầu hết sức quan trọng đối với các lực lượng vũ trang và nhân dân trong chiến đấu dưới các tình huống có sử dụng vũ khí hoá học, vũ khí phóng xạ hay các sự cố độc-xạ Các nhà nghiên cứu độc hoạc quân sự đã chỉ ra rằng: Nếu đối phương sử dụng chất độc thần kinh mà con người không biết để áp dụng các biện pháp

đề phòng thì chỉ sau 3 phút có thể thiệt hại tới 20% sinh lực, sau 5 phút là 75% và sau 10 phút là 100% Các bức xạ hạt nhân không gây tổn thất tức thì (trừ trường hợp bị chiếu xạ với liều quá lớn) mà bệnh phóng xạ thường biểu hiện muộn, để lại hậu quả lớn, lâu dài cả về sức khoẻ và về tâm lý xã hội Mặt khác, chủ nghĩa khủng bố đã không ngần ngại tìm kiếm, sẵn sàng sử dụng vũ khí hoá học, những chất độc công nghiệp độc tính tương đối cao và một số chất phóng xạ vào mục đích khủng bố Nạn buôn bán, vận chuyển trái phép chất phóng xạ và vật liệu hạt nhân xảy ra ngày càng nhiều

Để đáp ứng yêu cầu phát hiện kịp thời các tình huống độc-xạ nói trên, đề tài KC.05.15/06-10 được Bộ Khoa học và Công nghệ cho phép thực hiện với mục đích phát hiện nhanh, với độ nhạy cao các tình huống độc-xạ Để đạt được yêu cầu thực tế trên, đề tài cần nghiên cứu tạo tra những trang bị:

1 Có khả năng phát hiện nhanh, với độ nhạy cao các chất độc quân sự và một số chất độc công nghiệp độc tính cao

2 Phát hiện và đo cường độ phóng xạ với độ nhạy cao và giải rộng (từ mức phông môi trường đến rất cao, hàng ngàn R/h)

Mục tiêu của đề tài:

Giải quyết được các vấn đề trên, đề tài góp phần thực hiện mục tiêu: Nâng cao khả năng phát hiện chất độc và phóng xạ có độ nhạy cao, bảo đảm phát hiện nhạy, nhanh các chất độc hoá học và phóng xạ, góp phần đáp

ii

ứng yờu cầu nhiệm vụ bảo đảm quốc phũng, an ninh, chống khủng bố và bảo

vệ mụi trường

Nội dung nghiờn cứu chớnh và kết quả đạt được:

1 Nghiên cứu thiết kế và lắp ráp phổ kế iôn linh động

Đề tài đó nghiờn cứu sõu thiết kế loại phổ kế iụn linh động IMS-MINI do Viện Cụng nghệ tổng hợp (IUT) phỏt triển và đó lắp rỏp thành cụng phổ kế iụn linh động cú tớch hợp bộ đo phúng xạ giải rộng IMS-RDM (Ion Mobility Spectrometer-Radiation Dosemeter) Bộ phụ tựng phổ kế iụn linh động do Cụng ty Cụng nghệ tổng hợp I.U.T cung cấp, Bộ đo phúng xạ tớch hợp trờn phổ kế ion linh động do đề tài thực hiện đồng bộ từ thiết kế, lắp rỏp và phần mềm điều khiển

Đó tiến hành cỏc điều chỉnh, thử nghiệm, khảo nghiệm hoạt động của phổ kế Xõy dựng một số cơ sở dữ liệu mới cho phần mềm điều hành thiết bị với những mục đớch sử dụng khỏc nhau; Đó thực hiện đỏnh giỏ chất lượng của phổ kế; Qua đú, khẳng định cú thể lắp rỏp, điều chỉnh và hoàn toàn cú thể xõy dựng cỏc cơ sở dữ liệu mới, tạo điều kiện chủ động sử dụng, điều chỉnh, khắc phục cỏc lỗi kỹ thuật

Với việc tớch hợp bộ đo phúng xạ giải rộng trờn phổ kế iụn linh động, đề tài đó tạo được một thiết bị phỏt hiện nhanh cỏc tỏc nhõn độc-xạ hoàn chỉnh Cỏc tớnh năng kỹ thuật cơ bản:

- Phỏt hiện và bỏo động 12 loại chất độc quõn sự, nhúm chất độc quõn sự

và một số chất độc cụng nghiệp với độ nhạy ở mức ppb

- Cú thể thay đổi cơ sở dữ liệu để phỏt hiện những chất độc khỏc tựy theo yờu cầu sử dụng

- Thời gian bỏo động: Khoảng 10-15 giõy với nồng độ rất thấp

- Đối với phổ kế IMS-RDM, cỏc nồng độ được qui ước là:

+ Nồng độ rất thấp: Là khoảng nồng độ để đỏnh giỏ độ nhạy của phổ kế,

cú giỏ trị từ 1 ữ 50ppb

- Đo suất liều lượng phúng xạ từ: 0,01àGy đến 100Gy

- Đo tổng liều lượng phúng xạ từ: 0 đến 100Gy

2 Thiết kế, lắp ráp thiết bị đo cường độ phóng xạ

Phương ỏn thiết kế tối ưu được lựa chọn để lắp rỏp thiết bị đo cường độ phúng xạ sử dụng đa năng với một Mỏy chủ và Mỏy chủ kết hợp với cỏc đầu

đo ngoài:

- Mỏy chủ: Ký hiệu thương mại là SRM-01, đo cường độ phúng xạ theo

suất liều lượng và tổng liều luợng với đầu đo phúng xạ giải rộng, đo suất liều lượng phúng xạ từ àGy/h đến 100Gy/h và tổng liều lượng phúng xạ từ àGy đến 100Gy (∼10.000R/h- Chớnh xỏc là 11.628 R/h)

- Mỏy chủ kết hợp với từng đầu đo ngoài: Đo cường độ phúng xạ thể

hiện qua số đếm/đơn vị thời gian tựy chọn Cỏc đầu đo ngoài cú thể nối với mỏy chủ gồm:

+ Đầu đo phúng xạ bờta-gamma (Như BĐB-01 của Hóng Aspect);

+ Đầu đo phúng xạ gamma-bờta (Như GB-01 hay Gamma-Bờta GM) do

đề tài nghiờn cứu lắp rỏp phần điện tử và cơ khớ;

+ Đầu đo phúng xạ alpha (do đề tài thiết kế, lắp rỏp toàn bộ phần điện tử

và cơ khớ);

+ Đầu đo nơtron (do đề tài thiết kế, lắp rỏp phần điện tử và cơ khớ ); + Đầu đo nhấp nhỏy NaI (do đề tài thiết kế, lắp rỏp một phần hệ điện tử

và phần mềm điều hành đo và cỏc kết cấu cơ khớ)

3 Thiết bị phỏt hiện phúng xạ độ nhạy cao RM-01

Thiết bị phỏt hiện phúng xạ RM-01 (Radiation Monitor) là sự kết hợp giữa Mỏy chủ và cỏc đầu đo bờta-gamma GM (BĐB-01), gamma-bờta GM

- Khi ghép nối các đầu đo này (đề tài sử dụng 04 đầu đo là tổ hợp các ống đếm Geiger-Muller (GM) được sắp xếp thành dạng cổng kiểm soát phóng

xạ đối với người qua lại, cổng có độ rộng 90cm Cần nói rõ rằng: Độ nhạy của thiết bị phát hiện phóng xạ dạng cổng phụ thuộc vào kích thước các đầu đo sử dụng Đề tài sử dụng 04 đầu đo được coi là lớn nhưng vẫn còn là nhỏ so với các đầu đo sử dụng cho thiết bị dạng cổng để kiểm soát phóng xạ xe cộ dùng các tinh thể nhấp nháy dẻo, có thể tích vùng nhạy từ 4,6lit ÷ 46lit

Để góp phần hoàn thiện và mở rộng ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài, chúng tôi thấy cần nghiên cứu chế tạo các sản phẩm có tính chất bổ sung cho nội dung này, có ý nghĩa ứng dụng thực tế cao, do đó đã đề nghị điều chỉnh thêm hai nội dung nghiên cứu và lắp ráp hai sản phẩm sau:

4 Nghiên cứu chế tạo trạm quan trắc và cảnh báo phóng xạ cỡ nhỏ

Khi kết hợp ít nhất 02 đầu đo với nhau, ta được trạm quan trắc, cảnh báo phóng xạ “MINI” được đặt tên là CB-MINI có độ nhạy khá và độ tin cậy cao

do sử dụng phần mềm đánh giá trạng thái tín hiệu phóng xạ trùng phùng, qua

đó phân tích và hạn chế báo động nhầm do lỗi kỹ thuật và tăng độ tin cậy

5 Thiết kế, lắp ráp bộ đầu đo phóng xạ giải rộng

Nhận thức rằng, khi lắp ráp máy đo cường độ phóng xạ SRM-01, chúng

ta nhập một đầu đo của nước ngoài có giải đo rất rộng như đã nêu ở trên; Chúng tôi thấy cần thiết phải nghiên cứu thiết kế một đầu đo như vậy để có thể chủ động trong nghiên cứu, chế thử, cải tiến trang bị kỹ thuật đo, trinh sát phát hiện phóng xạ

v

Đầu đo do đề tài thiết kế và lắp rỏp cú khả năng đo từ àGy/h tới 5Gy/h (∼500R/h-tớnh chớnh xỏc là 581R/h) Bộ đầu đo giải rộng tự động chuyển từ ống đếm đo mức cao sang sử dụng ống đếm đo mức thấp và ngược lại, tương ứng với cường độ phúng xạ của nguồn phúng xạ cần đo kiểm Với khả năng này, người sử dụng khụng cần dựng cụng tắc chuyển thang đo như trước đõy; Mặt khỏc tạo điều kiện chắc chắn cho hoạt động của cỏc thiết bị phỏt hiện phúng xạ khi gặp những nguồn phúng xạ mạnh, vượt quỏ khả năng đo của ống đếm phúng xạ mức thấp (Nếu khụng tớch hợp ống đếm đo mức cao thỡ khi cường độ phúng xạ vượt khả năng đo của ống đếm mức thấp thỡ khụng hoạt động được)

6 Bộ thu phỏt, truyền số liệu

Gồm cú:

- Thiết bị thu số liệu trung tõm;

- Thiết bị trung gian;

- Thiết bị đầu cuối

Truyền số liệu trong vựng phủ súng Viettel; Vựng khụng cú súng khoảng cỏch truyền 30km

7 Bộ tài liệu thiết kế, qui trỡnh cụng nghệ lắp ráp phổ kế iôn linh động tại Phũng thớ nghiệm

Kết hợp mục 5 và 7 trong danh mục sản phẩm Là bộ tài liệu thiết kế, lắp rỏp để thực hiện tại phũng thớ nghiệm

8 Bộ tài liệu thiết kế thiết bị đo cường độ phúng xạ và thiết bị phỏt hiện phúng xạ độ nhạy cao và quy trỡnh cụng nghệ lắp rỏp tại Phũng thớ nghiệm

Trỡnh bày kết hợp mục 6 và 8 trong danh mục sản phẩm Là bộ qui trỡnh thiết kế, lắp rỏp để thực hiện tại phũng thớ nghiệm

9 Cỏc phần mềm

So với sản phẩm đăng ký, số lượng được điều chỉnh tăng

vi

Thêm các sản phẩm :

- Nghiên cứu chế tạo trạm quan trắc và cảnh báo phóng xạ cỡ nhỏ

- Thiết kế, lắp ráp bộ đầu đo phóng xạ giải rộng

- Thuật toán và phần mềm điều khiển hoạt động của trạm quan trắc, cảnh báo phóng xạ CB-MINI

- Thuật toán, phần mềm điều khiển hoạt động của bộ đầu đo phóng xạ giải rộng

- Phần mềm Lab View điều hành thiết bị Phát hiện phóng xạ RM-01 ghép nối trực tiếp với máy tính

- Phần mềm Lab view đo phổ trên máy tính Multichanel Analyser với đầu đo NaI,

Đã có 12 sản phẩm dạng I và dạng II được nghiên cứu, lắp ráp, chế tạo thực hiện đạt kết quả Được điều chỉnh tăng 02 sản phẩm so với đăng ký Sản phẩm dạng III chưa thực hiện được đầy đủ:

Chỉ có 3/4 bài đăng ký công bố được thực hiện;

Chỉ có 1/2 chỉ tiêu đào tạo đã đăng ký được thực hiện

Nguyên nhân chủ yếu là do hoàn cảnh chủ quan của chủ nhiệm đề tài và cán bộ tham gia thực hiện chính đề tài không có điều kiện để công bố một số công trình mặc dù nội dung nghiên cứu và sản phẩm khá phong phú Đề tài tiếp tục kế hoạch công bố một số kết quả nghiên cứu

Mặc dù thông tin, tư liệu về các nội dung kỹ thuật của đề tài có hạn chế, tuy nhiên trong quá trình thực hiện các cán bộ tham gia chính đã đề cao trách nhiệm và tư duy sáng tạo khoa học, trong đó có một số giải pháp chế tạo các

cơ cấu cơ khí, vỏ máy, hòm hộp có kết quả tốt, góp phần vào thành công của

đề tài

1-1

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 Nghiên cứu và ứng dụng phổ kế iôn linh động

1.1.1 Nghiên cứu và ứng dụng phổ kế iôn linh động trên thế giới

Trinh sát phát hiện đối phương sử dụng chất độc hoá học để báo động kịp thời cho bộ đội và nhân dân đề phòng là biện pháp quan trọng hàng đầu trong công tác phòng chống vũ khí huỷ diệt lớn Các trang bị trinh sát dựa trên nguyên tắc vật lý đã góp phần rất quan trọng vấn đề này [1, 5, 6, 8, 24, 25]

Theo tính toán của các giới quân sự phương tây, khi có cuộc chiến tranh huỷ diệt bằng chất độc thần kinh, nếu phát hiện kịp thời và không được trang

bị khí tài phòng hoá thì sau 2 phút số binh sỹ chết là 20%, sau 5 phút là 70%

và sau 10 phút 100% [24]

Phát hiện và báo hiệu sớm là tuyến đầu tiên trong việc phòng thủ các vũ khí độc tố nói riêng và NBC nói chung Việc phát hiện và xác định các tác nhân này cho phép người chỉ huy quyết định các bước tiếp theo để tránh bị nhiễm độc, để định ra các biện pháp bảo vệ thích hợp và đề xuất các phương pháp chữa bệnh phù hợp nhằm giảm thiểu thương vong và thiệt hại

Khối phổ kế là thiết bị quan trọng nhất dùng để phát hiện và xác định nồng độ chất độc ở thể khí, sol khí hoặc lỏng dựa trên nguyên lý sau:

Trong buồng iôn hoá, chất độc có trong không khí nhiễm độc bị iôn hoá bởi chùm tia electron, prôtôn, thành phân tử iôn có cùng khối lượng và điện tích Phổ đồ của những ion phân tử này được ghi lại bằng nhiều cách khác nhau: trên giấy ảnh dưới dạng các vạch có độ đậm nhạt khác nhau (Mass- spectrograph) hoặc dưới dạng các xung điện bằng phổ kế đa kênh (Spectrometer) hoặc ghi vào bộ nhớ của máy tính điện tử

1-2

Người ta phân biệt làm hai loại khối phổ kế tuỳ thuộc vào dạng điện tích của các iôn: Khối phổ kế dương và khối phổ kế âm Khối phổ kế dương phổ biến hơn cả bởi vì khối phổ kế này cho nhiều thông số hơn và được sử dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau

Ngoài ra, người ta còn phân biệt khối phổ kế tuỳ thuộc vào phương pháp tách (khí iôn hoá) ra thành các dòng ion có cùng khối lượng:

- Khối phổ kế từ (magnetical);

- Khối phổ kế tứ cực;

- Khối phổ kế thời gian bay (IMS)

Trong ba loại này thì khối phổ kế từ phổ biến hơn cả Nhưng gần đây khối phổ kế tứ cực lại xuất hiện ngày một nhiều hơn, có nhiều ưu việt và chỉ như bằng chiếc máy chữ để bàn, theo các nghiên cứu mới nhất loại thứ ba lại đang được đánh giá cao nhất bởi vì buồng iôn hoá được thực hiện ở áp suất khí quyển, máy có thể làm rất nhỏ, thời gian phát hiện và báo động nhanh (từ

5 đến 15 giây, trọng lượng có thể đạt tới 0,5 kg)

Quá trình iôn hoá của bức xạ hạt nhân với các chất độc hoá-sinh sẽ tạo nên các hiệu ứng vật lý mà sử dụng chúng có thể phát hiện các chất độc trong môi trường không khí Tuỳ theo cấu trúc buồng iôn, nguồn bức xạ sử dụng và

hệ điện tử xử lý tín hiệu, người ta có thể kiểm tra phát hiện định tính hoặc định lượng các chất độc khác nhau và phát tín hiệu báo động theo ngưỡng đặt trước

Bức xạ alpha tương tác với chất độc thần kinh trong buồng iôn hoá sẽ làm giảm điện trở nội của buồng iôn hoá, là cơ sở để phát hiện định tính các chất độc cơ phốt pho Hiệu ứng này đã được sử dụng trong máy báo độc bán

tự động ΠPXP, lắp đặt trên xe 3CY- 23- 4M của Nga, được trang bị cho quân đội ta từ đầu những năm 70 Đương nhiên đây chỉ là máy báo độc theo ngưỡng định trước đối với một số chất độc quân sự; chủ yếu là chất độc cơ phốt pho