Учеными Юго-Западного государственного университета в рамках программы «Приоритет-2030» создан действующий портативный макет многодетекторного гамма-n-спектрометра реального времени с полупроводниковыми фотоматрицами. Инновационная разработка не имеет аналогов в мире. Над проектом работала команда регионального центра нанотехнологий ЮЗГУ в составе докторов наук, профессоров Александра Кузьменко и Валерия Дрейзина.
Прибор предназначен для инспекционного контроля радиационной обстановки на рабочих местах и территории ядерных объектов по нейтронной составляющей и гамма-компонентам излучения с измерением их энергетических спектров и определяемой по ним интегральной плотности потоков и мощности поглощенной и эквивалентной дозы с исключением энергетической погрешности.
В настоящее время с этой целью используется радиометрическая аппаратура, включающая несколько блоков детектирования, поочередно подключаемых к единому измерительному пульту. Однако, в связи с высокой вариабельностью форм спектров нейтронной составляющей, широким энергетическим диапазоном (более 10 порядков) и ограниченной спектральной чувствительностью таких детекторов, возможны реальные энергетические погрешности измерения мощности.
В региональном центре нанотехнологий ЮЗГУ предложен новый подход к построению спектрометра-дозиметра нейтронного излучения. Он состоит в использовании нескольких параллельно работающих детекторов нейтронного излучения, имеющих различные зависимости чувствительности от энергии нейтронов. Они подбираются таким образом, чтобы совместно перекрывать весь энергетический диапазон измеряемых нейтронных потоков. Выходные сигналы этих детекторов обрабатываются с помощью нейронной сети, заранее обученной на обширной выборке нейтронных потоков с разнообразной формой энергетических спектров. Это обеспечивает вычислительное восстановление энергетического спектра измеряемого потока нейтронов.
Новизна разработки подтверждена четырьмя полученными патентами РФ (патентообладатель ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет») и восемью научными статьями в специализированных журналах.
В прототипном образце прибора блок детектирования содержит четыре нейтронных детектора и один детектор гамма-излучения. Ввиду малых габаритов и массы блока детектирования гамма-нейтронного спектрометра (объем спектрометра менее 0,3 куб. дм, масса — менее 0,25 кг) возможна его установка на наноспутнике с трансляцией измерительной информации по радиоканалу и ее обработкой наземной аппаратурой с целью восстановления спектров нейтронных и гамма-полей в ионосфере на высотах от 150 до 500 км. Использовать блок детектирования можно и на БПЛА для локализации мест радиационных загрязнений на местности.
