Во время проведения в Национальном
исследовательском центре «Курча-
товский институт» работ по выводу
из эксплуатации объектов использования
атомной энергии (ОИАЭ) – объектов исто-
рического наследия, связанных с работами
по применению атомной энергии на начальном
этапе – опробовались и применялись различ-
ные новые технологии. Среди них были и но-
вые технологии характеризации радиоактив-
но-загрязненных объектов. Во многих случаях
получение данных для характеризации удобно
проводить дистанционными методами, одним
из которых является использование портатив-
ных гамма-камер (гамма-визоров) для полу-
чения распределения излучения радиоактив-
ных объектов в виде их гамма-изображений.
За последние 20 лет произошло значительное
изменение в области созда-
ния таких приборов – кроме
камер на основе принципа
камеры обскура (пинхольные
камеры), появились камеры
с кодирующими апертурами,
а в последние годы и камеры
на основе комптоновского рас-
сеяния. Разные системы всех
указанных типов были испы-
таны и применялись в про-
веденных работах. В статье
рассмотрен опыт использо-
вания 7 различных камер –
как опытных лабораторных
образцов, так и коммерческих
продуктов (к сожалению,
в основном зарубежного про-
изводства) на разных стадиях
проведения работ. Дано крат-
кое описание характеристик
камер, рассмотрены задачи,
решаемые с их использовани-
ем, даны практические сооб-
ражения о применении камер
разных типов.
Методы
Для получения гамма-
изображений применялись
следующие камеры (здесь мы
вводим для них цифровые
обозначения):
··Камеры 1а и 1б – разработ-
ки Курчатовского института
с детектором, собранным
из российских компонен-
тов (сцинтиллятор, фокон,
МКП-ЭОП, ПЗС-матрица).
Исходный вариант 1а [1-3]
имел пинхольный коллима-
тор. В модифицированном
варианте 1б [5] простой
коллиматор был заменен
на кодирующую аперту-
ру с маской типа MURA.
Вращающиеся маски типа
MURA [4,6] позволяют
уменьшить влияние фона и
увеличить чувствительность
системы.
··Камера 2 – портативная
камера «Картогам» фирмы
«Канберра». Это пинхоль-
ная камера со сцинтилляци-
онным детектором на основе
фоконов, МКП электрон-
но-оптического преобразо-
вателя и ПЗС для считыва-
ния сигнала. Особенность
камеры – это получение
видео и гамма-изображений
через одну и ту же оптику
на одной ПЗС. Также для
уменьшения фона при ра-
боте в полях с низкими
мощностями дозы проводит-
ся покадровая фильтрация
отдельных регистрируемых
событий в ПЗС-сенсоре [7].
··Камеры 3 [8], 4 [9] и
5 [10] – это похожие
по устройству легкие каме-
ры на базе детектора «Ме-
дипикс» с использованием
разных кодирующих масок.
··Камера 6 – первая коммер-
ческая портативная компто-
новская камера «Поларис»
Табл.1. Характеристики портативных гамма-камер, применявшиеся в работах.
N Камера,
ссылка Тип
Энерге-
тический
диапазон,
МэВ
Энерге-
тическое
разрешение,
% (662 кэВ)
Угловое
разреше-
ние, град.
Чувствитель-
ность, изобра-
жение, нЗв
(662 кэВ)
Площадь
детек.,
см2
Объем
детек.,
см3
Материал
детектора
1а Курчатовский
инст. [1,2] P-h 0,06–1,5 - 2 50 10 3 CsI(Tl)
1б Курчатовский
инст. [5] C-A 0,06–1,5 - 2 5 10 3 CsI(Tl)
2 «Cartogam»,
Canberra [7] P-h 0,04–1,5 - 3 30 8 3,2 CsI(Tl)
3 Курчатовский
инст.[8] C-A 0,04–1,5 - 1,2 150 2 0,4 CdTe
4 iPIX, Canberra
[9] C-A 0,04–1,5 8 2–5 20 2 0,4 CdTe
5 ФВКМ, НПП
«Доза», [10] C-A 0,04–1,5 - 0,5–3 50 2 0,4 CdTe
6 «Polaris»,
H3D, [11] C-C 0,04–1,5 1,1
20
(для точ.
ист. – 5)
0,8 4×4 ~20 CZT
АНРИ / № 1 (108) 2022 21
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
со спектрометрическими
CZT 3-D детекторами. Гам-
ма-изображение получается
с использованием принципа
комптоновского рассеяния
[11,12].
Основные характеристики
применявшихся камер приве-
дены в табл.1.
Результаты
В проводимых в НИЦ
«Курчатовский институт»
работах гамма-камеры при-
менялись для решения
разных задач, эффектив-
ность их использования и
результаты описаны ниже.
Все гамма- изображения
получены при проведении
работ, поэтому некоторые
из них недостаточно четкие
или контрастные. Это свя-
зано с недостатком времени
для получения более каче-
ственных изображений. Па-
литра, которая применяется
при наложении гамма-изобра-
жений на видеоизображение,
отличается у разных камер.
Гамма-изображение, нало-
женное на видеоизображение,
это, как правило, итоговое
представление результатов
измерений. Сигнал в каждом
элементе изображения поля
зрения камеры представляет
парциальную дозу излучения
на единицу телесного угла,
полученную за время экспози-
ции. Он включает и фоновую
добавку, связанную с методом
получения изображения и
статистикой регистрируемых
гамма-квантов. Эту фоновую
часть обычно отбрасывают на
уровне 30–50% от максималь-
ного значения в изображении.
Поэтому для детального ана-
лиза результатов измерений
надо рассматривать полное
гамма-изображение.
Камера 1а применялась
при поиске источников
на территории временных
хранилищ РАО, непрерывном
(в течение рабочей смены)
контроле за разборкой хра-
нилища, содержащего высо-
коактивные РАО, контроле
остаточного загрязнения
хранилищ после удаления
РАО, поиске источников
в помещениях, определении
распределения загрязнения
на отдельных объектах.
На рис.1 показан вид
гамма-камеры 1а при поиске
отдельных гамма-источников
на почве в работах на площад-
ке хранилищ РАО и изобра-
жение экрана прибора во вре-
мя непрерывного контроля
за разгрузкой хранилища
с высокоактивными пеналами.
В работах по разгрузке
хранилища N 6 прибор про-
работал несколько месяцев
в зимний период, непрерывно
регистрируя изображения
в течение рабочей смены
продолжительностью 6 часов.
Операторы роботов Брокк ис-
пользовали комбинированные
гамма-видео изображения для
управления роботами (рис.2).
На рис.3. показано приме-
нение системы при контро-
ле остаточного загрязнения
выгруженного приобъектового
Рис.1.
Гамма-камера
1а в работах
на площадке
хранилищ РАО
(а) и изображе-
ние на экране
прибора во время
непрерывного кон-
троля за разгруз-
кой хранилища
N 6 с высокоак-
тивными пенала-
ми (б).
а) б)
22 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
Рис.2. Контроль за перемещением пеналов с РАО при разгрузке хранилища N№6.
Рис.3. Контроль остаточного загрязнения выгруженного приобъектового хранилища.
Рис.4. Вид камеры 1б (а), гамма-изображение контейнера с РАО, сделанное для контроля однородно-
сти распределения РАО в контейнере (б).
а) б)
а) б)
а) б)
АНРИ / № 1 (108) 2022 23
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
хранилища. На дне хранилища
обнаружен небольшой доста-
точно активный объект.
Модифицированным ва-
риантом камеры 1а являет-
ся камера 1б. Пинхольный
коллиматор был заменен
на кодирующую маску, де-
тектор оставался прежним,
разработано новое программ-
ное обеспечение [4,5]. Камера
использовалась в текущей
работе по выводу из эксплу-
атации реактора МР [4]. С ее
помощью получались распре-
деления загрязнения элементов
конструкции вспомогательных
петель реактора, проводилась
съемка необходимых локаль-
ных сцен при различных
операциях (поиск источников,
характеризация загрязненных
объектов, резка петель, опре-
деление заполнения пеналов
отходами с большой активно-
стью). Измерения проводились
при МЭД от 0,1 мР§ч до 5 Р§ч
в точке установки камеры.
Камера 2 применялась
для получения изображений
локальных сцен, необходи-
мых при проведении работ:
поиск небольших активных
источников, характериза-
ция протяженных объектов,
сканирование пеналов с вы-
сокоактивными РАО. Полу-
чение изображений велось
в широком диапазоне МЭД
в точке расположения при-
бора – от 30 мкР§ч до 3 Р§ч.
Кроме установки на стан-
дартную треногу, камера
подвешивалась в специальной
корзине над шахтой реактора
и над люком камеры резки.
Типичные результаты показа-
ны на рис.6, 7.
Интересен и опыт неудачно-
го применения камеры. Была
сделана попытка с помощью
одного гамма-изображения
определить точное распределе-
ние дефекта толщины стенки
внутриобъектового транспор-
тно-упаковочного контейне-
ра (ВТУК) по регистрации
излучения перевозимого в нем
длинного тонкого источни-
ка. Предварительная оценка
дозиметром показывала, что
дефект имеет протяженный
несимметричный характер
(зеленый контур на рис.7-2).
Но на любом гамма-изображе-
нии, в любом ракурсе видно
небольшое круглое пятно.
Понятно, что оно находится
в точке пересечения луча,
попадающего в гамма-камеру,
с перпендикулярным оси де-
фектом. Поэтому для получе-
ния истинной формы дефекта
по гамма-изображениям надо
делать ряд изображений при
разных поворотах ТУК отно-
сительно камеры и находить
форму путем их объединения.
Другой пример связан с по-
лучением изображений протя-
женных объектов при поиске
возможного основного загряз-
нения (пятен) в них. Из-за
протяженного характера
Рис.5. Контроль за загрузкой активного элемента в ТУК (а), применение камеры для определения
области наибольшего загрязнения вдоль элементов реакторных петель (б).
а) б)
24 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
источника в изображении
имеется значительный ста-
тистический шум. При пред-
ставлении изображения
с ограничением уровня сигна-
ла «снизу» на протяженном
загрязнении заметны макси-
мумы (пики на рис.7-3а). Но
они имеют статистический
характер, а не отражают ре-
альное распределение загряз-
нения, которое в пределах
статистического разброса сиг-
нала меняется незначительно.
Это видно при рассмотрении
гамма-изображения в полном
диапазоне сигнала (рис.7-3б).
Рис.8 иллюстрирует ис-
пользование функции оценки
измеряемой камерой парци-
альной мощности дозы для
характеризации найденного
источника. При сопрово-
ждении работ по демонтажу
реактора РФТ проводился
поиск горячих точек на дне
шахты. Измерения прово-
дились дозиметром и гам-
ма-камерой «Картогам».
Расстояние от камеры до дна
шахты H = 3,9 м, диаметр
шахты D = 2,9 м. МЭД
на срезе шахты 40–70 мР§ч
(доза, измеренная дози-
метром у горячей точки,
8 Р§ч). «Картогам» опреде-
лил МЭД от сильного пятна
как 20 мР§ч. Как показы-
вает полное представление
распределения излучения
(рис.8б), это единствен-
ное мощное пятно. Такая
мощность дозы может быть
создана источником пример-
но 0,1 Ки Cs‑137. Так как
облучение топлива заверши-
лось не менее 30 лет назад,
то для этого распалось 0,3 г
U-235. Приближенно оцени-
вая обогащение и плотность
топлива, для объема объекта
Рис.6-1. Применение камеры «Картогам». Робот «Брокк» переносит активный элемент реактора
в ТУК (а). Измерение распределения РАО в пеналах (б) и (в): исходное гамма-изображение (в) и изо-
бражение, обработанное итерационной процедурой (г).
а) б)
в) г)
АНРИ / № 1 (108) 2022 25
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
получаем 0,3 см3. Активным
объектом мог бы быть обло-
мок графита из кладки реак-
тора, но удельная активность
Cs-137 и других гамма-излу-
чателей в графите не больше
108 Бк§кг, поэтому фрагмент
графита должен иметь объем
порядка 10 литров. Так как
объект визуально не больше
сантиметра, то можно сде-
лать вывод, что обнаружен
небольшой обломок облучен-
ного ТВЭЛа из реактора.
Камеры 3, 4 и 5. Эти три
достаточно легкие и обладаю-
щие хорошей чувствительно-
стью камеры (рис.9) основаны
на универсальном позицион-
но-чувствительном детекторе
«Медипикс» с полупроводни-
ковым криcталлом CdTe [8].
Камеры используют кодирую-
щие апертуры разных типов.
Описание характеристик
камер дано в [8-10].
С помощью этих камер воз-
можно получение изображе-
ний с рук для достаточно ак-
тивных точечных источников.
Камеры можно использовать
при разных работах (упаков-
ка§укладка объектов в кон-
тейнеры, поиск источников,
Рис.6-2. Применение камеры «Картогам». Выбор наиболее загрязненного пенала в каньоне. Активное
пятно находится между пеналами (а), пенал с большим загрязнением выбран (б).
Рис.7-1. Поиск небольшого активного источника. Положение источника определено – верхнее пятно
(а), источник удален (б).
Рис.7-2. Изображение ВТУК,
имеющего дефект. Изображение
создается активным протя-
женным источником внутри
контейнера. Зеленый контур –
оценка формы дефекта, сделан-
ная дозиметром.
а) б)
а) б)
26 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
контроль защитных ТУК,
установка временной радиа-
ционной защиты). Изображе-
ние пенала на рис.10б полу-
чено камерой, установленной
на штатив, с применением
процедуры маска–антимаска
[4]. МЭД в точке располо-
жения прибора 100 мР§ч,
МЭД на расстоянии 10 см от
пенала 100 Р§ч, расстояние
до этих областей примерно
7 м. Экспозиция 300 сек.
На рис.11–13 показаны
результаты измерений с ис-
пользованием камеры 4 для
загруженных контейнеров
НЗК-150 за бетонной стеной
биологической защиты и око-
ло нее. На рис.11 видна щель
между плитами и излучение,
исходящее из этой щели. Дан-
ный источник излучения был
известен дозиметристам, но
именно система iPIX позволи-
ла получить детальное распре-
деление этого излучения.
На рис.12 показано явле-
ние обратного рассеяния –
дополнительный источник
выше контейнеров на бе-
тонной защите. Обратное
рассеяние обусловлено из-
Рис.7-3. Поиск загрязняющих объектов на дне реакторного сосуда после удаления элементов реакто-
ра. Автоматическое представление изображения программным обеспечением с удалением более слабого
сигнала (а) и полное представление распределения излучения, поступающего со дна (б).
Рис.8. Локализация и характеризация источника на дне шахты реактора РФТ после удаления элемен-
тов зоны. Автоматическое выделение программным обеспечением области с повышенным излучением и
оценка парциальной МЭД из этой области (а), полное представление распределения излучения (б).
а) б)
а)
б)
АНРИ / № 1 (108) 2022 27
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
Рис.9. Фото трех камер, использующих детектор «Медипикс». Вверху в центре детектор «Меди-
пикс» и одна из используемых кодирующих масок [8].
Рис.10. Камера 3. Получение изображения без установки камеры на штатив (а). Изображение пенала,
содержащего РАО с нуклидом Co-60 (б).
Рис.11. Гамма-изображение контейнера за защитной стенкой [9].
а) б)
Superimposed Image Decoded Gamma Image
Прототип
НИЦ КИ
Камера ФВКМ
НПП «Доза»
Camera iPIX
Canberra
28 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
Рис.12.
Камера 4.
Гамма-изобра-
жение контей-
неров, дающих
обратное
рассеяние гам-
ма-излучения
на защитной
стенке [9].
Рис.13.
Несколько
линейных
объектов
в контейнере
НЗК [9].
Рис.14. Камера 5. Пример определения МЭД из заданного телесного угла по полученному гамма-
изображению.
Superimposed Image Decoded Gamma Image
Superimposed Image Decoded Gamma Image
АНРИ / № 1 (108) 2022 29
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
лучением, исходящим из кон-
тейнера, стоящего во втором
ряду рядом с защитной
стенкой. Таким образом,
по обратному рассеянию
излучения можно обнаружи-
вать источники излучения
в местах, труднодоступных
для дозиметриста.
На рис.13 представлено
изображение нескольких
линейный объектов (пеналов
с ионообменной смолой),
находящихся в контейнере.
Через бетонную стенку кон-
тейнера хорошо видна струк-
тура объектов.
Последние версии каме-
ры 4 включают детектор CZT
объемом 1 см3 в коллима-
торе, направленном соосно
с гамма-камерой для оценки
нуклидного состава отобража-
емого загрязнения.
Применение камеры 5
состояло в поиске активных
источников, контроле за до-
зовой обстановкой (рис.14).
Программное обеспечение
камеры имеет удобную и по-
лезную функцию определения
парциальной МЭД (и других
характеристик изображения)
в выбираемой оператором
области [10]. Используя эту
функцию, оператор оценивает
парциальный вклад в МЭД
в точке расположения прибо-
ра от выбранной им области
и, таким образом, имеет воз-
можность определить основ-
ные источники излучения,
создающие МЭД в этой точ-
ке. Например, как видно на
рис.14, выделенный источник
создает в точке расположения
камеры МЭД 0,00016 сЗв§ч
(0,0016 мЗв§ч = 0,16 мР§ч).
Камера 6 – комптоновская
камера «Поларис», фирма
H3D (рис.15а). Камера приме-
Рис.15. Комптоновская гамма-камера «Поларис» (а) [13]. Гамма-изображение загрязнения в зале реак-
тора, выведенного из эксплуатации: нуклид Cs-137 (б), нуклид Co-60 (в). МЭД в точке расположения
прибора 1,0 мР/ч, МЭД в области расположения активных источников 30 мР/ч, расстояние до этих
областей примерно 15 м. Экспозиция 240 сек. [13].
Рис.16. Помещение с загрязнением на полу –
отдельные точки ближе к «южному» полюсу кар-
тины распределения загрязнения растягиваются
в горизонтальные линии. Нуклид Cs-137, МЭД
в точке расположения прибора 3 мР/ч, МЭД на
расстоянии 10 см от пятен 5–8 мР/ч, расстояние
до стен примерно 10 м. Экспозиция 200 сек. [13].
а) б)
в)
30 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
нялась для исследования
общей картины дозовой
ситуации в месте проведения
работ и поиска создающих
ее источников. Оперативно
получаемые изображения
со спектральным разре-
шением – это подсказка
по определению возможных
источников. Места приме-
нения – центральный зал
реактора МР, отдельные
помещения и площадка
территории приобъектовых
хранилищ РАО. Высокая
чувствительность и построе-
ние изображений для разных
энергий излучения – боль-
шой плюс при контроле
за текущей ситуацией как
при проведении работ, так
и при контроле остаточного
загрязнения после проведения
дезактивационных и реабили-
тационных работ. Результаты
применения камеры приведе-
ны на рис.15–17. Отобраны
изображения, которые пока-
зывают уникальные возмож-
ности комптоновских камер.
Обсуждение
Как показывают результа-
ты работ по выводу из экс-
плуатации и реабилитации
радиационно-опасных объ-
ектов Курчатовского инсти-
тута, гамма-камеры явля-
ются полезным, а иногда и
единственным инструментом
для определения характера
распределения активности
в§на объектах при различных
уровнях МЭД. Целесообраз-
но использовать гамма-ка-
меры при подготовке к про-
ведению работ, например,
по дезактивации, а также
непосредственно при операци-
ях, например, резке неравно-
мерно загрязненных элемен-
тов оборудования, контроле
результатов дезактивации.
Данные о создаваемом объ-
ектами гамма-поле позволяют
контролировать упаковку
контейнеров, правильность
создания радиационной защи-
ты, определять нежелательное
рассеяние излучения от от-
крытых источников на окру-
жающих конструкциях.
Необходимо указать и
выявленные недостатки ис-
пользованных камер, которые
желательно доработать для по-
вышения их эффективности и
удобства использования.
В конструкции камер
желательно предусмотреть
возможность их надежно-
го крепления на различные
средства доставки – крановое
оборудование, манипуляторы
роботов. Например, сделан-
ная нами подвеска в виде
корзины для достаточно
тяжелой камеры «Картогам»
на крюк мостового крана по-
зволила проводить измерения
над высокоактивными объек-
тами (рис.7-3).
В программном обеспече-
нии почти у всех камер отсут-
ствует функция сохранения
изображения, содержащего
гамма-сигнал, в доступном
для пользователя формате,
например, в черно-белом
*.BMP или *.TIFF файле
для самостоятельной обработ-
ки полученных изображений
пользователем.
Программное обеспечение
камер позволяет определять
значение МЭД из опреде-
ленной области (парциаль-
ную мощность дозы в точке
установки камеры) в пред-
положении о наличии нукли-
да, на излучение которого
Рис.17. Найденное незначительное загрязнение почвы нуклидом
Cs-137 в зоне особого контроля. МЭД в точке расположения прибо-
ра 25 мкР/ч, МЭД на расстоянии 10 см от пятна 70 мкР/ч, рас-
стояние до горячей точки примерно 6 м. Экспозиция 600 сек. [13].
АНРИ / № 1 (108) 2022 31
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
проведена калибровка. Для
комптоновских камер парци-
альную МЭД можно опреде-
лять по отдельным нуклидам.
Эту, безусловно, важную
функцию необходимо дораба-
тывать. Следует также устра-
нить неправильности цветовой
шкалы у некоторых камер и
создать возможность выбора
области для оценки парци-
альной МЭД. Так, в про-
граммном обеспечении камеры
«Поларис» шкала интенсив-
ности МЭД на изображениях
не связана с фактически из-
меряемой парциальной МЭД
(т. е. (мР§ч)§стеррадиан),
нет возможности определения
парциальной МЭД из выде-
ленной области.
В программном обеспече-
нии всех камер желательно
предусмотреть возможности
для автоматизации процесса
измерений для работы камеры
по различным сценариям. На-
пример, сделать возможным
получение нескольких после-
довательных изображений,
старт экспозиции от внешнего
сигнала.
При разработке камер
принимается определенный
компромисс в выборе угло-
вого разрешения и чувстви-
тельности при получении
гамма-изображений. Для всех
типов систем была показа-
на возможность улучшения
углового разрешения путем
обработки полученных гам-
ма-изображений с помощью
итерационного алгоритма
Тараско. Один из примеров
улучшения пространственного
разрешения гамма-изобра-
жения показан на рис.6-1г,
более подробные результаты
приведены в [13‑15].
Выводы
Полученный нами опыт
использования портативных
гамма-камер показывает,
что гамма-изображения, как
дистанционный метод иссле-
дования дозовой обстановки
и распределения загрязнения
объектов, является важной
процедурой сопровождения
работ по выводу из эксплуа-
тации и реабилитации ОИАЭ.
Поскольку рабочие харак-
теристики зависят от типа
камеры, для решения разноо-
бразных возникающих задач
целесообразно применять
разные типы камер.
Комптоновские камеры
имеют большой угол зрения –
порядка 90×90 град. (а не-
которые до 4p), обладают
высокой чувствительностью,
регистрируют изображение
с энергетическим разреше-
нием. Из-за необходимости
регистрировать спектраль-
ную информацию рабочая
МЭД для таких камер огра-
ничена – порядка 0,1 Р§ч и
ниже. Камеры регистрируют
изображения гамма-источ-
ников с энергией большей
200–300 кэВ. Для преодоле-
ния этого ограничения неко-
торые камеры дополняются
также кодирующими масками
для получения изображений
при низких энергиях.
Камеры на основе пинхола
или кодирующих масок, как
правило, используют детек-
торы, работающие в токовом
или счетном режиме. Они
имеют меньший угол зрения
(порядка 30–40 град.), могут
работать в условиях МЭД
до десяти Р§ч. Существуют
также камеры этих типов,
работающие в спектрометри-
ческом режиме, при этом зна-
чительно уменьшается МЭД
для их применения. Имеются
разработки камер с несколь-
кими кодирующими масками
и детекторами для увеличения
угла обзора.
Применение кодирующих
масок для малых энергий
в комптоновских камерах мож-
но расширить и на диапазон
высоких энергий, переводя де-
тектор в токовый или счетный
режим. Таким образом, появ-
ляется возможность работать
при более высоких МЭД.
В настоящее время в мире
ведутся разработки всевоз-
можных портативных гам-
ма-камер, и они образуют
целую линейку визуализирую-
щих гамма-излучение прибо-
ров – от миниатюрной камеры
nanoPIX [22] до сложных и
дорогостоящих комптоновских
камер фирмы H3D [12].
Для существующих в на-
стоящее время камер уже
32 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
можно определить практи-
чески важные и массовые
области использования. Так,
портативные комптоновские
камеры (типа «Поларис»,
«ДЕЛЬТА-Т») целесообразно
использовать для решения
следующих задач:
·· быстрый оперативный
контроль на качественном
уровне расположения источ-
ников в работах по выводу
из эксплуатации – прибли-
зительно где и какие источ-
ники присутствуют (здесь
не важно, что у изображе-
ний плохое пространствен-
ное разрешение);
·· определение положения
основных дозообразующих
источников при планирова-
нии защитных мероприятий;
·· поиск слабых источников
загрязнения, которые незна-
чительно превышают фоно-
вый уровень;
·· заключительный§выходной
контроль дезактивирован-
ных помещений, объектов;
·· использование в качестве
полевого спектрометра
для решения некоторых
задач. Например, на осно-
ве комптоновских камер
можно разработать мето-
дики характеризации РАО
в различных упаковках без
применения спектрометров
с тяжелыми коллиматорами.
Для гамма-камер с «меха-
нической» оптикой (кодиру-
ющей маской или обскурой)
имеются и другие области
применения. Это работа в вы-
соких гамма-полях, получение
изображений с высоким про-
странственным разрешением
при проведении технологи-
ческих операций, например,
резки. Объединение неско-
льких методов получения
гамма-изображения в одной
системе может расширить
круг решаемых задач.
Реализация новых методов
измерений для определе-
ния характеристик объектов
в стандартной геометрии –
характеризация различных
упаковок с РАО, измерение
загрязнения почвы и кон-
струкций – также возможна
и будет способствовать более
широкому применению метода
получения гамма-изображений
на объектах использования
атомной энергии.
Методы получения гамма-
изображений для сопровожде-
ния работ в ядерном комплексе
с помощью гамма-камер, не-
сомненно, перспективны. Для
расширения применения этих
методов требуется знакомство
с их возможностями и оборудо-
ванием, проведение обучения.
Если у потребителя есть выяв-
ленная и методически фор-
мализованная задача для ис-
пользования камер в рутинном
режиме, то возможна автома-
тизация работы камеры для
использования ее техниками,
лаборантами, дозиметристами
без привлечения высококвали-
фицированного персонала.
Для использования камеры
в нестандартных ситуациях –
при авариях, в случае слож-
ного распределения дозовых
полей или сложного состава
источников – необходимо
специальное обучение пер-
сонала. В частности, базой
для такого обучения может
служить НИЦ «Курчатовский
институт», где имеются высо-
коквалифицированный пер-
сонал и необходимые радиа-
ционно-физические условия
для проведения практических
измерений и обучения.
Заключение
Разработки в области
создания новых портативных
гамма-камер продолжаются
во многих странах. Испания,
Южная Корея, Япония, Ки-
тай разрабатывают как каме-
ры с кодирующими масками,
так и комптоновские камеры
[16-22]. В них используются
как полупроводниковые, так
и сцинтилляционные детекто-
ры. Основное предполагаемое
применение камер – это ши-
роко развертываемые в насто-
ящее время во многих странах
работы по выводу из эксплуа-
тации АЭС.
В России представительства
известных в области ради-
ационных измерений фирм
поставляют потребителям ка-
меры разных типов [9,10,12].
НПП «Доза» и французская
компания «Damavan Imaging»
осуществили недавно совмест-
ную разработку портатив-
ной комптоновской камеры
«ДЕЛЬТА-Т». Камера осно-
вана на сцинтилляционных
позиционно-чувствительных
детекторах с уникальной
системой считывания сигнала
с помощью цифровых SiPM –
кремниевых фотоумножите-
лей. Начались поставки этой
оригинальной камеры на АЭС
России [24].
Благодарности
Авторы выражают благодарность сотрудникам Управления «Реабилитация» НИЦ «Курчатов-
ский институт» за помощь при проведении измерений. Работа выполнена при поддержке НИЦ
«Курчатовский институт» (приказ от 14.08.2019 N 1808).
 

1. О. Ivanov, V. Stepanov, V. Volkov et. al. New Portable Gamma-Camera for Nuclear Environment and Its Application at Rehabilitation Works. Book of abstract NSS-MIC Conference, Rome, Italy, October, 16-23, 2004. P. 89.

2. О. Ivanov, V. Stepanov, V. Volkov et al. Application of portable gamma camera for the control on extraction of the radioactive wastes from temporal storage in territory of RRC Kurchatov Institute, ICEM05/DECOM05, Glasgow, UK, 2005. P. 78. Conference Record on CD: paper ICEM09-1197.

3. A. Stepanov, O. Ivanov, V. Stepanov, V. Potapo, «Simulation of Safe Methods for Performing Decontamination Work», Atomic Energy, vol. 90, no. 6, pp. 495-499, 2001.

4. Иванов О.П. Программное обеспечение гамма-камер для картирования радиоактивного загрязнения//Атомная энергия. 2010. N 3, Т. 108, С. 164-172.

5. B. Artem’ev, O. Ivanov, V. Stepanov, A. Danilovich. Gamma-imaging systems for ecological and nuclear environment measurements. 10-я Европейская конференция по неразрушающему контролю. ЕКНК, М., 2010. URL: https://www.ndt.net/article/ecndt2010/reports/3_08.pdf (дата обращения 17.02.2022).

6. Федоров Г.А., Дмитриев А.М., Терещенко С.А., Антаков М.А. Реконструкция изображений пространственных распределений источников ионизирующего излучения на основе итеративного обратного проецирования в интегрально-кодовых системах измерений//АНРИ. 2012. N 1(68), 2012. С. 62-70.

7. O. Gal, F. Jean, F. Laine, et al. The CARTOGAM portable gamma imaging system. IEEE Trans. Nuc. Sci. Vol. 47, no. 3, June 2000. P. 952-956.

8. O. Ivanov, I. Semin, V. Potapov, et al. Ultra-Light Gamma-Camera for Security and Emergency Situation. Proceedings of WM2014 conference. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7465584 (дата обращения: 17.02.2022).

9. Иванов О.П., Семин И.А., Сафронов А.М., Торицын О.С. Испытания системы визуализации полей гамма-излучения iPIX в НИЦ «Курчатовский институт»//АНРИ. 2017. N 2(89). С. 66-70.

10. Ю.Н. Мартынюк и И.Б. Вишневский. Промышленный прототип портативной гамма-камеры для применения на объектах атомной энергетики//АНРИ. 2016. N 4(87). С. 13-23.

11. Christopher G. Wahl, Willy Kaye, Weiyi Wang et al. Polaris-H measurements and performance. Published in: Nuclеаr Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), Seattle, WA, United States, 2014.

12. Сайт фирмы H3D. URL: https://h3dgamma.com/polarishquadspecs.pdf; сайт ООО «ГаммаТех». URL: https://h3dgamma.com/H400Specs.pdf? (дата обращения: 17.02.2022).

13. Иванов О.П., Потапов В.Н., Сафронов А.М. Исследование возможностей портативной комптоновской гамма-камеры «Поларис» при выводе из эксплуатации и реабилитации объектов атомной промышленности//АНРИ. 2018. N 2(89). С. 24-36.

14. O. Ivanov, V. Potapov, I. Semin. The Method to Improve the Angular Resolution of the Portable Gamma Camera with Pinhole Collimator (paper no. 08-4). Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), Strasbourg, France, 2016.

15. O. Ivanov, V. Potapov, V. Stepanov, Y. Martynyuk. The Image Processing for Improvement of Angular Resolution and Sensitivity of the Portable Gamma Camera with Medipix Detector (paper no. 08-5). Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), Strasbourg, France, 2016.

16. O. Ivanov, V. Potapov, A. Safronov, A. Stepanov. The Improving of the Angular Resolution of Gamma-Ray Images of Portable Compton Camera with Special Iterational Method. Published in: Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), Manchester, UK, 2019.

17. H. Lemaire, R. Abou Khalil, K. Amgarou et al., «Implementation of an imaging spectrometer for localization and identification of radioactive sources», Nucl. Instrum. Meth. A., vol. 763, pp. 97-103, 2014.

18. D. Matsuura, K. Genba, Y. Kuroda, H. Ikebuchi, T. Tomonaka. “ASTROCAM 7000HS” - Radioactive Substance Visualization Camera. Mitsubishi Heavy Ind. Tech. Rev., vol. 51, no. 1, March 2014. P. 68-75. URL: https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e511/e511068.pdf (дата обращения: 17.02.2022).

19. S. Takeda, A. Harayama, Y. Ichinohe et al., «A Portable Si/CdTe Compton Camera and its Applications to the Visualization of Radioactive Substances», Nucl. Inst. and Met. in Phys. Res. A, vol. 787, pp. 207-211, 2015.

20. G. Carosi, M. Burks, L. Heffern, E. Hull. A Dual Planar Germanium Compton Imager. In Proceedings of SORMA West, Oakland, CA, United States, 2012.

21. D.S. Judson, A.J. Boston, P.J. «Coleman-Smith et al. Compton Imaging with the PorGamRays Spectrometer», Nucl. Inst. and Met. in Phys. Res., A, vol. 652, no. 1, pp. 587-590, 2011.

22. L. Caballero et al. «Gamma-Ray Imaging System for Real-Time Measurements in Nuclear Waste Characterization», Journal of Inst., vol. 13, P03016, 2018. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/13/03/P03016/pdf (дата обращения: 17.02.2022).

23. Камера NanoPIXpix. URL: https://www.cea-tech.fr/cea-tech/english/Pages/ec_2018/nanopixsmallest-gamma-camera-information-communication-technologies.aspx (дата обращения: 17.02.2022).

24. Гамма-камера «ДЕЛЬТА-Т», НПП «Доза». URL: https://www.doza.ru/about_us/news/6799/(дата обращения: 17.02.2022).