Способ маркировки и радиационного контроля объектов и устройство для его осуществления

м ЕТЕН И ПАТЕ Комитет Российской Федерац по патентам и товарным зна(76) Ефимов Валерий Павлович; Ляпидевский Виктор Константинович(54) СПОСОБ МАРКИРОВКИ И РАДИАЦИОННО 1 О КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(87) Использование: маркировка и распознавани СВ) КЮ С 11 Э 2003134 С 1 (51) 5 О 01 Т 1 1 б 7 666 К 5 02 объектов. Сущность изобретения: на поверхность .обьекта наносят опознавательный знак толщиной 10 - 500 мкм, содержащий сцинтилляционные примеси, облучают его внешним источником излучения с энергией кванта 10 до 10 и фиксируют амплиэ втудное распределение сцинтилляции, являющееся кодом маркируемого обьекта. 2 с и 1 э.п.ф-лы, 1 ил, 2003134Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики, а точнее к спектрометрии с помощью сцинтилляционных дететоров, и может быть использовано при создании систем идентификации контролируемых объектов,Известен способ маркировки насекомых 11, который состоит в нанесении на спинку насскомых прилипателя и люминесцентного красителя. В качестве прилипателя используют эпоксидную смолу с полиглициринным эфиром, а в качестве красителя - оксихинолинат цинка, При облучении ультрафиолетовым светом краситель дает яркую флуоресценцию, что позволяет наблюдать миграцию насекомых в ночное время,Однако при таком способе маркировки метки не являются индивидуальными, т,е, не позволяют различить объекты между собой, Такие метки не являются уникальными, т,е. при необходимости их можно подделать (повторить, тиражировать). и ввести в заблуждениее контролирующую сторону.В качестве прототипа выбран способ маркировки контролируемых объектов 2, основанный на закреплении диэлектрического материала на поверхности контролируемого. объекта, облучении его электронным пучком до образования видимых капилляров, введении в них радиоактивных веществ с заданным периодом полураспада и фиксации амплитудного спектра сцинтилляционных вспышек.Недостатком прототипа является сложность введения радиоактивных веществ в капилляры, кроме того, закрепление диэлектрического материала на поверхности объекта и облучение электронным пучком возможно не для всех объектов, что существенно ограничивает область применения способа.Сущность изобретения состоит в том, что на поверхность объекта наносят опознавательный знак из диэлектрического материала толщиной не менее 10 мкм. содержащий радиоактивные и сцинтиллирующие примеси, облучают его внешним источником ионизирующего излучения с энергией кванта от 10 до 10 эВ и фиксируют амплитудное распределение сцинтилляций, вызываемое совместным действием внутреннего и внешнего источников излучения, которое является кодом объекта, хранящимся в памяти ЗВМ и служащим для контроля подлинности объекта.В качестве сцинтилляционной примеси используют кристаллофосфоры размерами 5-20 мкм, на основе сульфидов цинка, сульфидов кадмия. вольфрамов, щелочногалло 5 10 идных кристаллов и других кристаллофосфоров, применяемых для рентгеновских экранов. Для каждого объекта составляют смесь, состоящую из кристаллофосфоров различной природы и из кристаллов различных размеров, подобранных случайным образом.Минимальная толщина опознавательного знака (10 мкм) определяется тем, что при меньших толщинах выделение световойэнергии в слое при поглощении ионизирующей частицы недостаточно для ее регистрации, этим же определяется размер15 кристаллов, Максимальная толщина опознавательного знака не является существенным признаком, она зависит от свойствобъекта.С целью визуализации опознавательно 20 го знака поверхность объекта можно облучать ультрафиолетовым светом,Для увеличения разнообразия амплитудных спектров сцинтилляций в слой вещества опознавательного знака вводятрадиоактивные примеси и регистрируют амплитудное распределение сцинтилляций отсовместного действия внутреннего и внешнего источников излучения.Энергия квантов внешнего источника30 выбирается из следующих условий, Нижнийпредел энергии кванта 10 зВ определяетсятем. что при конверсионной эффективности,равной примерно 0,1, один поглощенныйквант будет зарегистрирован ФЭУ с вероят 35 ностью близкой к 1. При меньшей энергиикванта вероятность его регистрации уменьшается, что снижает надежность регистрации, Верхний предел энергии кванта 10 эВ,определяется тем, что используемые в лабо 40 раториях радиоактивные изотопы обычноимеют энергию не более указанной, Такимобразом, внешний источник состоит из смеси изотопов с энергиями в диапазоне 10 -з10 эВ, Такой источник может быть45 составлен из смеси изотопов Со, Сз исолей урана. Вместо одного источника, содержащего смесь изотопов, можно использовать несколько источников, каждый изкоторых содержит один или несколько изо 50 топов, излучающих гамма-кванты в заданном энергетическом диапазоне,Способ был осуществлен с помощью устройства, схема которого приведена на чертеже.55 На чертеже обозначены опознавательный знак 1, ФЭУ 2, корпус 3, источник 4гамма-излучения, и система 5 регистрации.Устройство состоит из коопуса 3, в котором размещены источники 4 гамма-излучения ФЗУ 2 и электронной системы 5,регистрирующей амплитудное расп ределе2003134 35 40 что в качестве сцинтиллирующих веществв опознавательный знак вводят кристаллы размерами 2 - 20 мкм на основе сульфидов цинка и кадмия, вольфраматов кальция или других кристаллофосфоров, применяющихся для рентгеновских экранов,3. Устройство для маркировки и радиационного контроля объектов с нанесенным на них опознавательным знаком, состоя щее из расположенного в корпусе Фотоэлектрического детектора, электронной системы регистрации амплитудного распределения сцинтилляций, отличающееся тем, что в качестве фотоэлектрического дп тектора применен ФЭУ с диаметром фотокатода больше размеров опознавательного знака, ФЭУ расположен соосно с корпу.сом, в котором симметрично его оси размещены источники гамма-излучения. ние сцинтилляций. Диаметр фотокатода ФЗУ больше размеров опознавательного знака для того, чтобы небольшие смещения ФЭУ относительно опознавательного знака не изменяли бы амплитудное распределение сцинтиляций, В корпусе ФЭУ, симметрично оси корпуса, размещены источники гамма-излучения с энергией кванта от 5 10 до 3 10 эВ. Поддействием источников гамма-излучения, закрепленных в корпусе ФЭУ в опознавательном знаке возникают сцинтилляции, Амплитудный спектр сцинтилляций измеряется с помощью электронной системы, Затем с помощью ЭВМ измеренный амплитудный спектр сравнивают со спектром, хранящимся в памяти ЭВМ. В случае совпадения спектров ЭВМ выносит решение о подлинности объекта,Существенным признаком изобретения является расположение источников гамма излучения в корпусе симметрично относительно оси ФЭУ, так как это обеспечивает неизменность амплитудного распределения сцинтилляции при повороте корпуса устройства относительно опознавательного знака. Поэтому не требуется фиксации угла поворота корпуса относительно объекта, что упрощает эксплуатацию устройства, Требование симметрии сохраняется и в том случае, когда вместо нескольких источников применяется один источник, содержащий смесь изотопов,Существенно также, что диаметр катода ФЗУ выбирается больше размеров опознавательного знака, так как это позволяет избежать процедуры юстировки ФЭУ относительно опознавательного знака. Формула изобретения 1, Способ маркировки и радиационного контроля объектов, заключающийся в том, что на поверхность объекта наносят опознавательный знак из материала, содержащего сцинтиллирующие и радиоактивные вещества, и регистрируют излучение от опознавательного знака, которое служит кодом данного объекта, отличающ 1 лйся тем, что опознавательнь 1 й знак наносят толщиной не менее 10 мкм, облучают его внешним источником ионизирующего излучения с энергиями квантов в диапазоне 10 - 10 эВ, а в качестве кода используют амплитудное распределение сцинтилляций, вызываемое совместным действием внутреннего и внешнего источников излучения.2. Способ по п,1, отличающийся тем,5 10 15 20 25 30 Число источников гамма-излучения, их изотопный состав и их пространственное расположение выбираются для данного устройства индивидуально, в зависимости от природы контролируемого объекта. Изменяя число источников, их изотопный состав и их пространственное расположение внутри корпуса устройства, можно получить большое разнообразие спектров при использовании одного и того же опознавательного знака. Таким образом индивидуальный подбор источников в устройстве практически исключает возможность подделки кода, так как код зависит как от индивидуальности опознавательного знака, так и от индивидуальности устройства.В осуществленном устройстве применялись три одинаковых, симметрично расположенных внутри корпуса относительно оси ФЗУ, гамма-источника Со . Опознавательный знак состоял иэ кристаллофосфоров сернистого цинка и сернистого кадмия с размерами кристаллов 5 - 20 мкм, взвешенных в лаке, применяющемся для покрытия произведений живописи, Амплитудное распределение измерялось анализатором, связанным с Э ВМ, Э ВМ сравнивала измеренное амплитудное распределение с распределением, хранящимся в ее памяти, и выносила решение о подлинности объекта.