Содержание к диссертации
Введение
1. Измерительные комплексы для поиска источников ионизирующего излучения 9
1.1 Системы радиационного мониторинга 9
1.2 Методы обследования участков местности, загрязненных гамма излучающими радионуклидами 12
1.3 Контроль перемещений делящихся и радиоактивных материалов 14
1.4 Методы и технические приемы радиационного контроля 15
1.5 Технические средства радиационного контроля 16
1.6 Выводы 17
2. Конструкции ПДКК 18
2.1 Идея, заложенная в создание прибора 18
2.2 Выявляемость источника излучения 20
2.3 Конструкция макета ПДКК 24
Кодирующий коллиматор 24
Система вращения коллиматора 26
2.4 Основные характеристики ПДКК 27
2.5 Выводы 28
3. Методы определения направления на источник фотонного излучения 29
Метод поиска направления на источник 29
Метод обработки данных с использованием матриц 30
Метод определения направления на источник с помощью нейронной сети 38
Структура нейронной сети 38
Выводы 43
4. Экспериментальная проверка разработанных методов и аппаратуры 44
Определение предельной дальности обнаружения источника фотонного излучения 44
Определение углового разрешения ПДКК 54
Определение прозрачности коллиматора к излучению 61
Определение возможности выявления источников фотонного излучения в сложной геометрии 63
Выводы 64
Заключение 66
Используемая литература 68
- Методы обследования участков местности, загрязненных гамма излучающими радионуклидами
- Выявляемость источника излучения
- Метод обработки данных с использованием матриц
- Определение углового разрешения ПДКК
Введение к работе
По данным МАГАТЭ, в мире постепенно растет количество радиоактивных материалов, используемых различными отраслями науки и техники. Однако, из-за того, что радиоактивные материалы относятся к классу особо опасных веществ, любое халатное, неаккуратное или невежественное обращение с ними может привести к радиоактивному загрязнению местности. Ликвидация возникших очагов загрязнения требует точной локализации места излучения. При этом целесообразно минимальное участие человека при проведении таких работ, для чего необходимо создавать максимально автоматизированные системы радиационного мониторинга окружающей среды в широких диапазонах энергии регистрируемых частиц. При радиационном мониторинге ограниченных территорий или труднодоступных для человека мест необходимо уметь правильно определять пространственное распределение поля гамма-излучения и местоположение источников, создающих это поле.
Одной из важнейших технических задач в настоящее время является задача установления полного контроля над миграциями радиационных материалов. Поэтому требуются эффективные системы защиты ядерных материалов и установок от хищений и диверсий в целях обеспечения как нераспространения, так и радиационной безопасности.
Также, в нынешнее время особую важность имеет проблема предотвращения ядерного терроризма, возникающего при бесконтрольном распространении ядерных материалов.
Для решения этой проблемы требуется установление полного контроля над миграциями радиационных материалов. Поэтому необходимы эффективные системы защиты ядерных материалов от хищений и диверсий в целях обеспечения как нераспространения радиоактивных материалом, так и радиационной безопасности.
Для решения данных задач применяются детекторы ядерного излучения различных конфигураций, в состав которых входят: первичный регистратор
фотонного излучения и системы сбора и обработки информации, работающая в режиме реального времени.
К их числу относится и панорамный датчик с кодирующим коллиматором, позволяющий определить направления на источник фотонного излучения (ИФИ). Наиболее эффективно данный детектор может быть использован для выявления ИФИ в узких замкнутых пространствах, где невозможно или затрудено перемещение детектора.
Целью работы является. Создание метода определения направления на источник фотонного излучения по данным, получаемым с панорамного датчика с кодирующим коллиматором.
Задачи работы
разработка конструкции макета панорамного датчика с кодирующим коллиматором, расчет параметров коллиматора и выбор первичного регистратора фотонного излучения;
изготовление коллиматора с кодирующей апертурой;
построение метода проведения измерений с помощью созданного детектора;
разработка методов определения направления на источник по данным, полученным от панорамного датчика с кодирующим коллиматором;
проверка работоспособности методов и макета детектора.
Научная новизна работы
конструкция панорамного датчика с кодирующим коллиматором для определения направления на источник фотонного излучения;
алгоритм определения направления на источник фотонного излучения с использованием панорамного датчика с кодирующим коллиматором;
метод определения направления на источник фотонного излучения по информации, получаемой от панорамного датчика с кодирующим коллиматором, основанный на свойстве матриц циркулянта;
метод определения направления на источник фотонного излучения по информации, получаемой от панорамного датчика с кодирующим
коллиматором, построенный с использованием нейронной сети прямого распространения.
Практическая значимость работы заключается в том, что:
предложен способ построения кодирующего коллиматора для определения направления на источник фотонного излучения;
создан макет панорамного датчика с кодирующим коллиматором для определения направления на источник фотонного излучения в физически ограниченных местах;
разработано два метода определения направления на источник фотонного излучения с применением панорамного датчика с кодирующим коллиматором.
Автор выносит на защиту
конструкцию панорамного датчика с кодирующим коллиматором для определения направления на источник фотонного излучения;
алгоритм определения направления на источник фотонного излучения с использованием панорамного датчика с кодирующим коллиматором;
метод определения направления на источник фотонного излучения по информации, получаемой от панорамного датчика с кодирующим коллиматором, основанный на свойстве матриц циркулянта;
метод определения направления на источник фотонного излучения по информации, получаемой от панорамного датчика с кодирующим коллиматором, построенный с использованием нейронной сети прямого распространения.
Апробация результатов работы
Основные результаты диссертационной работы были доложены на научных сессиях МИФИ 2005 и 2007 годах, на 4-ой Курчатовской молодежной научной школе в 2006 году и опубликованы в журнале «Инженерная физика».
Общее число работ по теме диссертации 5. Одна работа опубликована в журнале «Инженерная физика» (в печати).
Личное участие автора:
разработка и создание кодирующего коллиматора;
построение алгоритма определения направления на источник фотонного излучения с использованием панорамного датчика с кодирующим коллиматором;
разработка двух методов определения направления на источник фотонного излучения;
проведение экспериментов, подтверждающих работоспособность предложенных методов и макета детектора.
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Содержит 72 страницы, в том числе 38 рисунков и 8 таблиц. Список литературы включает 26 наименований.
Работа выполнена на кафедре "Прикладная ядерная физика" факультета "Физики и экономики высоких технологий" Московского инженерно-физического института (Государственного университета).
Методы обследования участков местности, загрязненных гамма излучающими радионуклидами
Существующие на данный момент методы радиационной разведки местности делятся на пешеходную радиосъемку и дистанционную спектрометрию. Пешеходная радиосъемка осуществляется путем хождения по заранее выбранному маршруту (сетке) с дозиметром и последующим нанесением изодоз на карту [3]. Недостатки этого метода очевидны: малая скорость обследования, невозможность обработки информации в режиме реального времени и идентификации радионуклидов. Эффективность мероприятий, направленных на ликвидацию последствий аварий на предприятиях атомной промышленности, сопровождающихся выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду, в значительной степени зависит от полноты и оперативности информации о радиационной обстановке, обусловленной этой аварией. В случае, если среди радиоактивных веществ, попавших в окружающую среду, присутствуют гамма-излучающие радионуклиды, такая информация может быть получена методами дистанционной гамма-спектрометрии [3]. Одним из примеров наземного метода является метод поиска источников ионизирующего излучения, в котором используется регистрирующая аппаратура с системой коллиматоров. На базе этой методики создаются новые системы по поиску и локализации источников радиации. Изменяя телесный угол детектора, снимают серию показаний, прослеживая изменения в скорости счета детектора. При помощи этой методики решают следующие задачи: нахождение градиента поля излучения; определение количества источников излучения: определение характеристик поля излучения. Но, к сожалению, эта методика трудоемка и требует высокого профессионализма обслуживающего персонала. К недостаткам этой системы следует также отнести невозможность работы в режиме реального времени. Методы аэрогамма-спектрометрии позволяют решать следующие задачи [6]: обнаруживать зоны приземного слоя атмосферы, содержащие гамма-излучающие радионуклиды; исследовать характеристики обнаруженного в атмосфере радиоактивного формирования (размеры, скорость и направление распространения, высоту над поверхностью Земли, радионуклидный состав, удельную активность отдельных радионуклидов, ее пространственно-временную динамику; обнаруживать участки территории, на которые произошло выпадение радиоактивных гамма-излучающих продуктов; исследовать характеристики поля выпадения гамма-излучающих радионуклидов (размеры территории, радионуклидный состав, плотность поверхностной активности отдельных радионуклидов, пространственно-временную динамику, глобальный запас активности); обнаруживать локальные (точечные) источники гамма-излучения и исследовать их характеристики (радионуклидный состав, активность отдельных радионуклидов, координаты источника); исследовать характеристики поля выпадения радионуклидов, не являющихся гамма-излучателями, при наличии корреляционных соотношений между параметрами поля выпадения этих продуктов и гамма-излучающих радионуклидов.
Для обнаружения участка территории с радиоактивным загрязнением и исследования характеристик поля выпадений гамма-излучающих радионуклидов проводится измерение пространственно-энергетического распределения плотности потока гамма-излучения из нижнего полупространства системой детекторов, установленной на борту летательного аппарата. Для этого при проходе летательного аппарата над обследуемым участком территории проводится набор серии последовательных спектров. Таким образом, каждый из спектров оказывается привязанным к участку территории, линейные размеры которого определяются скоростью летательного аппарата и временем набора спектра. Аналогично проводится обнаружение и исследование характеристик локальных источников гамма-излучения на поверхности земли и радиоактивного загрязнения приземного слоя атмосферы [6].
В применяемых в настоящее время аэро-гамма-спектрометрических комплексах (АГСК) [6] возможны два варианта применения блоков детектирования (БД): германиевый полупроводниковый детектор параллельно (одновременно) с БД на базе сцинтилляционных детекторов; только германиевый детектор. При построении радиационных карт значения плотности поверхностной активности определяются по спектрам германиевых БД, а пространственное распределение радионуклидов - по спектрам сцинтилляционных БД и германиевых БД. Такой подход был реализован в АГСК МИФИ.
При решении задач контроля несанкционированных перемещений радиоактивных и делящихся материалов (РиДМ) в основном используются технические средства, работающие по пороговому принципу, оперативно фиксирующие превышение гамма - и (или) нейтронного фона над естественным (или фиксированным) уровнем. При этом в задачу контроля не входит ни определение типа материала, ни его количества, а приоритетными параметрами являются высокая чувствительность, оперативность контроля, простота и безопасность в эксплуатации, максимальная информативность (наглядность отображения информации), низкая стоимость датчиковых средств, малое энергопотребление и высокая надежность. Данная задача возникает при установлении достоверности (идентификации) делящегося материала.
Контроль санкционированных (заявленных) перемещений делящихся и радиоактивных материалов осуществляется по совокупности нескольких непосредственно измеряемых радиационных характеристик, например, аппаратурного гамма-спектра и интегрального выхода нейтронов. Выбранная контролируемая совокупность радиационных параметров является своеобразным радиационным "паспортом" объекта, который документируется и сличается с заявленным паспортом образца. Применение в радиационном "паспорте" объекта сведений о составляющих спектра нейтронов может значительно усложнить возможность «подделки» радиационных характеристик. Приоритетными параметрами для этого класса технических средств являются информативность выбранного набора радиационных характеристик, простота методик и наглядность результата сравнения.
Выявляемость источника излучения
Для формирования интегрально - кодового образа искомой функции распределения скоростей счета по секторам, был использован цилиндрический коллиматор с расположенным в центре детектором. Боковая сторона коллиматора разбита на необходимое число секторов, некоторые из которых содержат отверстия. Поскольку прибор предназначен для поиска источников на открытых пространствах т. е. предполагается, что расстояния от центра коллиматора до источников будут различные, то возникает ряд особенностей связанных с формированием поля излучения на боковой поверхности коллиматора и соответственно влияние на скорости счета в каждом отдельном секторе. Данные особенности вызваны перекрытием соседних областей видимости (ОВ) отверстий коллиматора. На рисунке 2.2 представлен случай, когда максимальное число перекрытия областей видимости достигает трех. В этом случае получается четыре области нахождения источника, которые по разному влияют на скорости счета в секторах [15].
Нахождение источника в области (1), которая не перекрывается ни одной ОВ отверстия, вызовет затруднение в выявлении направления на источник. Как видно из рис. 2.2 уменьшить площадь данной области и, следовательно, повысить обнаружительную способность детектора, можно заменив форму отверстия на коническую.
В случае попадания источника в область (3), которая образована перекрытием двух ОВ соседних отверстий, определить направление на источник можно используя априорную информацию о том, как распределяется излучение источника по соседним секторам. Для уменьшения вероятности попадания источника в данную область, форма отверстий должна выбираться такой, чтобы данные области (3) образовывались как можно дальше от точки детектирования. Т.е. делать коллимационные щели как можно уже. Однако, с другой стороны, это приводит к увеличению теневой области (1). Расстояние от центра коллиматора до начала данной области совпадает с расстоянием до окончания теневой области и равно расстоянию от центра коллиматора до фокусной плоскости.
Попадание источника в ОП образованную перекрытием ОВ трех соседних отверстий приведет к влиянию на скорости счета во всех трех секторах, которое можно учесть используя априорную информацию о распределении излучения по данным секторам. Однако при определенном выборе геометрических параметров коллиматора (гь r2, d) данную область можно вообще исключить. Для этого найдем зависимость расстояния от точки детектирования до данной ОП воспользовавшись рис. 2.3. где R - расстояние от центра коллиматора до пересечения всех трех областей; Гі, r2 - радиусы от центра коллиматора до внутренней и внешней границы коллиматора; d - ширина отверстия; а - размер угла сектора. Из формулы видно, что при стремлении vj/-»(90-a) расстояние до неё увеличивается т. е. R - да.
Конструкция макета ПДКК, предназначенного для решения выше описанной задачи, содержит следующие модули: кодирующий коллиматор; систему вращения коллиматора и блок регистрации излучения. Кодирующий коллиматор Для формирования интегрально-кодового образа искомой функции распределения скоростей счета по секторам, предлагается использовать цилиндрический коллиматор с расположенным в центре детектором. Боковая сторона коллиматора разбита на выбранное число одинаковых секторов, каждый второй из которых может либо содержать отверстие (1), либо нет (0). Вторая половина отверстий не содержит в любом случае.
Выбор длины кодирующей последовательности v осуществлялся из следующих соображений. Псевдослучайные последовательности существуют для v= 7, 11, 13, 15, 19 и больших [11]. Чем больше длина ПСП - тем более точно возможно восстановить образ искомой функции. С другой стороны, изготовление цилиндрического коллиматора с большим числом отверстий проблематично. В данном случае была выбрана длина кодирующей последовательности v = 151 При этом остальные параметры ПСП - = 7, Л = ЗФ Явный вид этой последовательности - {1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, где 0 означает отсутствие отверстия, а 1 - его наличие.
В целях проведения дальнейших экспериментов предусматривается возможность задания произвольной кодовой последовательности, для чего в верхней грани коллиматора предусмотрены щели для ручной установки заслонок. Для борьбы с потенциальными краевыми эффектами в области возможных зазоров между заслонкой и коллиматором и фиксации заслонок, щели под заслонки, как и заслонки, сделаны несколько большей ширины, чем сами отверстия коллиматора. Геометрические размеры коллиматора выбирались исходя из размеров имеющихся в распоряжении кафедры блоков детектирования с кристаллами сцинтиллятора Nal(Tl) и характеристик источников, которые предполагается искать.
Проведение измерений детектором с кодовой апертурой подразумевает циклическое смещение строки матрицы-циркулянта v раз, что в нашем случае требует проведения 15 (v) измерений, между которыми происходят повороты коллиматора вокруг своей оси на 24 (} у ) градуса в выбранном направлении.
Метод обработки данных с использованием матриц
Для выявления направления повышения уровня радиационного излучения, необходимо произвести сканирование интенсивности излучения плотности потока в данной точке местности в радиальных направлениях, для чего можно производить измерение скорости счета в секторах, на которые разбит полный азимутальный угол (рис 3.2). На рисунке изображена общая схема проведения измерений по выявлению направления повышения уровня рациационного излучения. Толстой линией (1) показана граница окружности, из центра которой производятся измерения в радиальных направлениях скоростей счета Nj, N2, N3 и т. д. Штрихпунктирной линией показано условное разбиение полного азимутального угла на сектора, причем величина сектора Лф одинаковая для всех секторов. Координатными осями (2) показано, что при проведении эксперимента, необходимо учитывать расположение секторов и их ориентацию на местности, для осуществления привязки производимых оценок скоростей счета в секторах, с последующим выявлением направления на источник.
При построение измерительных приборов, осуществляющих данный способ измерения, можно использовать различные решения, которые не всегда рациональны и не позволяют получить результаты с достаточной точностью, из за чего могут возникнуть ошибки в определении направлений на источники. К примеру, при традиционном подходе к решению данной задачи, экспериментатор производил бы измерение скорости счета в каждом секторе отдельно от остальных, используя коллиматор достаточной толщины, для снижения интенсивности излучения и экранировки от других секторов. В свою очередь это приводит к лишнему расходу материалов и, кроме того, не оптимально в рамках некоторых важных критериев планирования эксперимента. Затем сам прибор должен представлять полностью автоматизированную систему, чтобы исключить воздействие радиации на организм человека [11].
Геометрия проведения эксперимента при радиальном сканировании интенсивности излучения местности: N[, N2, - скорости счета в секторах, Аф - угол поворота измерительной системы равный размеру сектора; 1 - линия границы по которой происходит восстановление плотности потока излучения; 2 -ориентирующие оси, для привязки к местности
Используя принцип мультиплексности при конструировании прибора, можно избежать выше перечисленные недостатки, т. е. сделать прибор более компактным, повысить точность, упростить систему автоматизации [9]. Под мультиплексными подразумеваются такие системы измерений, в которых информация, поступающая из прибора, имеет вид интегрального образа исследуемой функциональной зависимости, а не является её отсчетами непосредственно, как в традиционных приборах.
Системы, использующие данный принцип измерения, разрабатываются достаточно давно и нашли своё применение в таких областях как томография, интроскопия, спектрометрия, различных детекторов частиц.
Вначале делается холостое взвешивание, определяя нулевую точку весов, затем по очереди взвешивает каждый из объектов. Это пример традиционно используемого однофакторного эксперимента. Здесь исследователь изучает поведение каждого фактора в отдельности. Вес каждого объекта оценивается по результатам двух опытов: того опыта, где на весы был положен изучаемый объект, и холостого опыта.
Здесь числители получены путем умножения элементов последнего столбца на элементы столбцов А, В, и С. Мы видим, что при вычислении, скажем, веса объекта А он входит в числитель два раза(при измерении у2, а затем при измерении суммарного веса т. е. уД и поэтому в знаменателе стоит число 2. Вес объекта А, вычисленный по приведенной выше формуле, оказывается не искаженным весами объектов В и С, так как вес каждого из них входит в формулу для веса А дважды и с разными знаками [11].
Найдем теперь дисперсию, связанную с ошибкой взвешивания, при новой схеме постановки экспериментов; она равна Аналогичным образом находим а2{В}=а2\у} и а2{с}=а2{у}. Мы видим, что при новой схеме взвешивания дисперсия получается вдвое меньше, чем при традиционном методе взвешивания, хотя в обоих случаях выполнялось по четыре опыта. При традиционном взвешивании мы должны будем все четыре опыта повторить дважды, для того чтобы получить результаты с той же точностью, как в первом опыте. В первом случае эксперимент был поставлен так, что каждый вес мы получали лишь из результатов двух опытов. При новой схеме эксперимента, каждый вес вычисляется уже из результатов всех четырех опытов. Отсюда и удвоение точности. Вторую схему эксперимента можно назвать многофакторной. Здесь оперируют всеми факторами (объектами взвешивания) так, чтобы каждый вес вычислялся по результатам всех опытов, проведённых в данной серии экспериментов. Рассмотренная задача взвешивания решается простой операцией, и вряд ли здесь нужно применять сложные схемы планирования эксперимента. По такой же схеме можно проводить и значительно более трудоёмкие эксперименты [11].
Преимущества мультиплексного прибора реализуются тогда, когда полная дисперсия результатов измерений определяется не статической ошибкой числа зарегистрированных квантов излучения или элементарных частиц, а другими факторами, например, фоном постороннего излучения, шумами детекторов частиц, независимыми от величины регистрируемого сигнала, или дрейфом параметров аппаратуры при длительных измерениях. Действие всех факторов существенно ослабляется, если измерения вести при помощи мультиплексного прибора [10].
Прибор, предназначенный для выявления повышения уровня радиационного излучения и определения направления на источник, построен с использованием принципа мультиплексности, производит сканирование плотности потоков излучения серией измерений величин, каждое из которых представляет собой линейную комбинацию скоростей счета в дискретных секторах, на которые разбит весь азимутальный угол, т.е. измерение скорости счета производится не в каждом отдельном секторе, а сразу в нескольких секторах (что достигается особой конструкцией коллиматора). При этом результаты поступающие с детектора могут быть представлены в следующем виде:
y,=c,+P0x0t+plx\+... + ptlx? где yi - скорость счета числа импульсов зарегистрированная детектором в / -измерении; x?,xj1...,x4 - скорости счета числа импульсов в дискретных секторах разбивающих полный азимутальный угол в / - измерении; с, - скорость счета фона обусловленного различными факторами при проведении эксперимента; po,p,,...,pN - коэффициенты представляющие собой интегрально кодовое преобразование, учитывающие план эксперимента, а так же не идеальности коллимирующей системы.
Определение углового разрешения ПДКК
Эксперименты по определению углового разрешения позволяют судить о возможностях детектора различить два и более источников расположенных вместе. Эти эксперименты проводились с участием двух источников различной энергии 4 Am и I37Cs. Геометрия эксперимента представлена на рис. 4.9. Источник 1 располагался на против центра 1 щели на расстоянии R, а источник 2 устанавливался на том же расстоянии, но под углом р. Проводя серии экспериментов с изменением угла между 2-мя источниками были получены и обработаны данные, значения которых представлены на рис. 4.10 . Рис. 4.9 Схема эксперимента по определению углового разрешения двух источников а) б) Из приведенных результатов на рис. 4.15 видно, что максимальная скорость счета наблюдается, когда источник располагается на полувысоте коллиматора. Это объясняется тем, что при таком расположении на первичный регистратор (сцинтилляционный кристалл Nal(Tl)) падает большее число фотонов, нежели когда источник располагается в нижней или верхней части детектора. Данный эффект очень сильно сказывается на небольших расстояниях, до 50 см.
Прозрачность коллиматора - это показатель того насколько эффективно защищает он детектор при закрытых щелях от проникающего излучения. Толщина коллиматора была выбрана таким образом, что ты существенно снизить (более чем на два порядка) поток фотонного излучения с энергией 0,6 МэВ [25, 26]. И в данном варианте его толщина составила 3 см. Так как коллиматор выполнен в разборном виде, то между его составными элементами имеются зазоры, которые изменяют его защитные свойства.
Определение прозрачности коллиматора осуществлялось в ходе следующего эксперимента. Вначале в коллиматоре были закрыты все щели, и перед коллиматором поочередно располагались источники фотонного излучения 24lAm, I37Cs и 60Со. Все измерения проводились в течение 3 мин. Затем эксперимент был повторен, но с уже открытыми щелями. Для учета вклада фонового излучения было снято распределение фона.
Общий эксперимент по выявлению направления на ИФИ в физически ограниченном месте проходил в лаборатории кафедры «Прикладная ядерная физика» МИФИ. Вокруг детектора были расположены три источника фотонного излучения ( Со, Cs, и Na) и предметы, позволяющие физически ограничить перемещение детектора. Источники располагались в секторах 3, 9, 13. Среднее расстояние между детектором источниками составило 30 см. Ограничивающий радиус - 50 см. Продолжительностью всего эксперимента составила 7 минут
Результаты, полученные в ходе этого эксперимента, были обработаны с помощью двух методов и представлены в виде круговой диаграммы (рис. 4.17). Видно, что метод, построенный на основе матриц циркулянтов, позволяет определить направление на все 3 источника, однако в распределении присутствуют и два дополнительных направления более низкой интенсивности. Средняя точность определения направления на источник в данном случае составила 70%.
Второй метод дал более точный ответ на место положение источников. Точность определения направления в данном случае составила 99%. Это еще раз говорит о преимуществе методов основанных на нейронной сети для решения такого класса задач.
Основной итог диссертационной работы заключается в разработке двух методов определения направления на источник фотонного изучения. Для достижения этого результата были физически обоснован и создан алгоритм определения направления на источник фотонного излучения с использованием панорамного датчика с кодирующим коллиматором, спроектирован и изготовлен макет панорамного датчика, проведен ряд исследований, подтверждающих работоспособность предложенного алгоритма и методов.
Эти выводы подтверждаются следующими результатами. 1. Разработан и создан панорамный датчик с кодирующим коллиматором, который позволяет определять направление на источник фотонного излучения. Его конструкция позволяет существенно снизить влияние шумов (примерно в 4 раза) по сравнение со сканирующими детекторами. 2. В работе предложен алгоритм определения направления на источник фотонного излучения, с помощью которого можно легко локализовать источники излучений в физически ограниченных местах (шахтах, колодцах). При дальнейшем развитии этого алгоритма, и улучшений характеристик панорамного датчика с кодирующим коллиматором, можно будет говорить о возможности точного определения место положения, с указанием конкретного не только направлении, но и расстояния, и активности источника. Проверка работоспособности алгоритма проводилась на действующем макете панорамного датчика, и подтверждает такую возможность. 3. Разработан метод определения направления на источник фотонного излучения с применением классического математического метода (матриц циркулянта), основные свойства которых заложены в идею конструкции панорамного датчика с кодирующим коллиматором. Экспериментальные исследования по определению направления на источник показали хорошую работоспособность данного метода. 4. Разработан метод определения направления на источник фотонного излучения с применением двухслойной нейронной сети прямого распространения, который позволяет повысить качество выявляемости направление на источник. Так метод хорошо работает при отношении сигнал / шум 11:10, в то время как метод, основанный на матрице циркулянта работает при отношении 15:10. 5. В работе проведено сравнение работы двух разработанных методов определения направления на источник фотонного излучения. Видно, что метод, построенный с использование нейронной сети, дает белее качественные результаты по определению направления на источник фотонного излучения, чем метод, построенный с применением матриц циркулянта, о чем свидетельствуют проведенные экспериментальные исследования.
