RU2797041C1 - Способ дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере - Google Patents
Способ дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере Download PDFInfo
- Publication number
- RU2797041C1 RU2797041C1 RU2022101155A RU2022101155A RU2797041C1 RU 2797041 C1 RU2797041 C1 RU 2797041C1 RU 2022101155 A RU2022101155 A RU 2022101155A RU 2022101155 A RU2022101155 A RU 2022101155A RU 2797041 C1 RU2797041 C1 RU 2797041C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cloud
- radioactive
- activity
- atmosphere
- level
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к способу дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере. Облако облучают электромагнитным сигналом, принимают электромагнитный сигнал, отраженный от облака, причем облучают облако электромагнитным сигналом круговой поляризации с длиной волны сигнала равной удвоенной длине трека альфа излучения в атмосфере. Затем принимают сигнал, отраженный от облака, на линейной поляризации и измеряют эффективную площадь рассеяния облучаемого участка радиоактивного облака, по формуле: где Q - активность облучаемого участка радиоактивного облака [Ku], σ - эффективная площадь рассеяния облучаемого участка радиоактивного облака [m2], λ - длина волны электромагнитного облака [m]. Техническим результатом является возможность получения дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере без предварительного измерения параметров воздушной среды в месте источника радиоактивного выброса. 1 ил.
Description
Техническое решение относится к физическим изменениям, а именно к радиотехническим средствам, использующим поляризационные свойства целей для дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере.
Известен способ определения уровня радиоактивности в потоке воздуха, в котором устанавливают зависимость между параметрами уровня радиоактивности в потоке воздуха, отводимого из атомного объекта-источника радиоактивного выброса в атмосферу, и параметрами этого потока, затем зондируют радиолокационным сигналом зону выброса этого воздуха в атмосферу, принимают отраженный сигнал, определяют эффективную площадь рассеяния выбрасываемого потока воздуха, по ее величине определяют расход воздуха в потоке, отводимом из атомного объекта в атмосферу, и, в соответствии с предварительно установленной зависимостью определяют уровень радиоактивности [Кронин Ю.А., Канарейкин Д.Б., Родин А.Л., Соловей В.А. Способ определения уровня радиоактивности в потоке воздуха, отводимого из радиоактивного объекта в атмосферу. Российский патент 1997 года RU 2081433 С1].
Недостатком этого способа-прототипа является то, что требуется предварительное определение параметров радиоактивного выброса в атмосферу в месте источника этого выброса.
Задачей заявляемого технического решения является обеспечение независимости получения оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере от предварительного определения параметров воздушной среды в месте источника радиоактивного выброса.
Это достигается тем, что в заявляемом способе дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере используют облучение облака электромагнитным сигналом, прием электромагнитного сигнала, отраженного от облака, при этом облучают облако электромагнитным сигналом круговой поляризации с длиной волны сигнала равной удвоенной длине трека альфа излучения в атмосфере, принимают сигнал, отраженный от облака, на линейной поляризации, измеряют эффективную площадь рассеяния облучаемого участка радиоактивного облака и определяют оценку активности облучаемого участка радиоактивного облака по формуле
где Q - активность облучаемого участка радиоактивного облака [Ku];
σ - эффективная площадь рассеяния (ЭПР) облучаемого участка радиоактивного облака [m2];
λ - длина волны электромагнитного сигнала [m].
Сущность заявляемого способа поясняется на примере устройства, реализующего этот способ. Функциональная схема устройства приведена на фиг.
Устройство, реализующее заявляемый способ дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере, содержит антенну 1, циркулятор 2, 1-й выход которого подключен к входу антенны 1, а 1-й вход циркулятор 2 подключен к выходу антенны 1, передатчик 3, выход которого подключен ко 2-му входу циркулятор 2, приемник 4, 1-й вход которого подключен ко 2-му выходу циркулятора 2, синхронизатор 5, 1-й выход которого подключен к входу передатчика 3, а 2-й выход подключен ко 2-му входу приемника 4, измеритель ЭПР 6 радиоактивного облака, вход которого подключен к выходу приемника 4, блок оценки уровня активности 7 радиоактивного облака в атмосфере, вход которого подключен к выходу измерителя ЭПР 6 радиоактивного облака.
Работает устройство следующим образом.
В передатчике 3 вырабатываются импульсы с высокочастотным заполнением, с длиной волны высокочастотного заполнения, при которой амплитуда сигнала, отраженного от диполя, образованного треком альфа излучения, наибольшая. Сигнал с выхода передатчика 3 поступает на 1-й вход циркулятора 2, с 1 -го выхода циркулятора 2 сигнал поступает на вход антенны 1 круговой поляризации общей на передачу и прием. Антенна 1 излучает сигнал круговой поляризации, которым облучается облако в атмосфере, принимает отраженный от облака сигнал, который поступает на 2-й вход циркулятора 2, затем со 2-го выхода циркулятора 2 сигнал поступает на 1-й вход приемника 4. С выхода приемника 4 сигнал поступает на вход измерителя ЭПР 6 радиоактивного облака. С выхода измерителя ЭПР 6 радиоактивного облака сигнал поступает на вход блока оценки уровня активности 7 радиоактивного облака.
Радиоактивное облако может включать как радиоактивные области, так и не радиоактивные области. Поскольку взаимная антенна на прием имеет круговую поляризацию, принятый сигнал на выходе антенны, отраженный от нерадиоактивной области естественного облака будет равен нулю [Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. М. Сов. радио. 1966]. Радиоактивная область облака представляет собой хаотическую совокупность диполей, при этом мощность Р сигнала, отраженного от этой области, на выходе приемной антенны круговой поляризации будет равна скалярному произведению вектора Стокса Sa приемной антенны и вектора Стокса Sc принимаемого сигнала [Антенны эллиптической поляризации. Под ред. А.И. Шпунтова. М. Иностранная литература. 1961]:
где Sc=M S0, M - матрица Мюллера хаотическая совокупность диполей,
S0 - вектор Стокса облучающей волны.
Матрица Мюллера хаотической совокупности диполей равна [Matt D.L. Stokes parameter description of backscattering from a randomly oriented dipoles. Proc. IEEE, 1969, v. 57, №11, p/2067-2068]:
Поскольку антенна на излучение имеет круговую поляризацию, то вектор Стокса S0 облучающей волны (с точностью до постоянной) равен [Шерклифф У. Поляризованный свет. Изд. Мир. М. 1965]:
а вектор Стокса Sa приемной антенны равен:
Тогда мощность Р сигнала, отраженного от радиоактивной области облака, на выходе приемной антенны круговой поляризации будет равна:
т.е.
Аналогично мощность Рвх на входе приемной антенны равна:
Следовательно, мощность Р сигнала, отраженного от радиоактивной области облака, на выходе взаимной антенны круговой поляризации в два раза меньше мощности Рвх сигнала на входе антенны, т.е.
Мощность Рвх сигнала, отраженного от облака, связана с его ЭПР, параметрами приемника, антенны и параметрами излучающей электромагнитной волны следующим соотношением [Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии. Гидрометеорологическое изд. Л.
где Р0 - чувствительность приемника [W], A - апертурная площадь антенны [m2], λ - длина волны электромагнитного облака [m], R-расстояние от антенны до облучаемого облака [m].
В соответствии с выражениями (1) и (2) в блоке измерителя ЭПР 6 радиоактивного облака определяется ЭПР этого облака. Затем, учитывая выражение, связывающее уровень активности Q радиоактивного облака, его ЭПР о и длину облучающей электромагнитной волны X [Полянский В.А. Обратное рассеяние электромагнитной волны на облаке радиоактивных элементов в воздухе, испускающих альфа-частицы. ЖТФ, 2000, Т. 70, №2, с. 133-135]:
по определенному в блоке 6 значению ЭПР о в блоке 7 в соответствии с выражениями (1) и (3) производится оценка уровня радиоактивности облака по формуле:
или
Итак, заявляемый способ дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере, при котором используется облучение облака электромагнитной волной круговой поляризации с длиной волны равной удвоенной длине трека альфа излучения в атмосфере, прием сигнала, отраженного от облака, на линейной поляризации, измерение эффективной площади рассеяния облучаемого участка радиоактивного облака, определение оценки активности Q этого участка радиоактивного облака по формуле
обеспечивает получение дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере, не требуя предварительного измерения параметров воздушной среды в месте источника радиоактивного выброса.
Claims (5)
- Способ дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере, включающий облучение облака электромагнитным сигналом, прием электромагнитного сигнала, отраженного от облака, отличающийся тем, что облучают облако электромагнитным сигналом круговой поляризации с длиной волны сигнала равной удвоенной длине трека альфа излучения в атмосфере, принимают сигнал, отраженный от облака, на линейной поляризации, измеряют эффективную площадь рассеяния облучаемого участка радиоактивного облака, определяют оценку активности облучаемого участка радиоактивного облака по формуле:
- где Q - активность облучаемого участка радиоактивного облака [Ku];
- α - эффективная площадь рассеяния облучаемого участка радиоактивного облака [m2];
- λ - длина волны электромагнитного сигнала [m].
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2797041C1 true RU2797041C1 (ru) | 2023-05-31 |
Family
ID=
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4649388A (en) * | 1985-11-08 | 1987-03-10 | David Atlas | Radar detection of hazardous small scale weather disturbances |
SU1716457A1 (ru) * | 1990-08-16 | 1992-02-28 | Филиал Института атомной энергии им.И.В.Курчатова | Автоматизированный радиационный мониторинг окружающей среды в районе объекта, содержащего радиоактивные вещества |
RU94001444A (ru) * | 1994-01-13 | 1995-10-20 | Акционерное общество "Инстар" | Система обнаружения радиоактивных выбросов в атмосферу и их осаждение |
RU2081433C1 (ru) * | 1994-02-03 | 1997-06-10 | Кронин Юрий Алексеевич | Способ определения уровня радиоактивности в потоке воздуха, отводимого из атомного объекта в атмосферу |
RU2626313C1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-07-25 | ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Способ дистанционного обнаружения вещества и устройство для его реализации |
RU2650850C2 (ru) * | 2015-04-23 | 2018-04-17 | Геннадий Валентинович ЗАБОЛОТНИКОВ | Способ мониторинга воздушного пространства в зонах распространения облаков вулканического пепла |
RU182124U1 (ru) * | 2018-05-28 | 2018-08-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Устройство для измерения содержания газов и пыли в атмосфере |
RU196118U1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-02-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Устройство для анализа содержания аэрозолей и газов в атмосферном воздухе |
RU2758843C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-11-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Способ определения основных параметров структуры воздушно-капельных образований облаков и туманов |
RU2758799C1 (ru) * | 2020-08-21 | 2021-11-02 | Владимир Александрович Полянский | Способ дистанционной идентификации радиоактивного облака в атмосфере |
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4649388A (en) * | 1985-11-08 | 1987-03-10 | David Atlas | Radar detection of hazardous small scale weather disturbances |
SU1716457A1 (ru) * | 1990-08-16 | 1992-02-28 | Филиал Института атомной энергии им.И.В.Курчатова | Автоматизированный радиационный мониторинг окружающей среды в районе объекта, содержащего радиоактивные вещества |
RU94001444A (ru) * | 1994-01-13 | 1995-10-20 | Акционерное общество "Инстар" | Система обнаружения радиоактивных выбросов в атмосферу и их осаждение |
RU2081433C1 (ru) * | 1994-02-03 | 1997-06-10 | Кронин Юрий Алексеевич | Способ определения уровня радиоактивности в потоке воздуха, отводимого из атомного объекта в атмосферу |
RU2650850C2 (ru) * | 2015-04-23 | 2018-04-17 | Геннадий Валентинович ЗАБОЛОТНИКОВ | Способ мониторинга воздушного пространства в зонах распространения облаков вулканического пепла |
RU2626313C1 (ru) * | 2016-04-25 | 2017-07-25 | ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Способ дистанционного обнаружения вещества и устройство для его реализации |
RU182124U1 (ru) * | 2018-05-28 | 2018-08-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Устройство для измерения содержания газов и пыли в атмосфере |
RU196118U1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-02-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Устройство для анализа содержания аэрозолей и газов в атмосферном воздухе |
RU2758799C1 (ru) * | 2020-08-21 | 2021-11-02 | Владимир Александрович Полянский | Способ дистанционной идентификации радиоактивного облака в атмосфере |
RU2758843C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-11-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Способ определения основных параметров структуры воздушно-капельных образований облаков и туманов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104856678B (zh) | 基于模板信号相似度的复杂体内部异物的微波检测*** | |
US20190257771A1 (en) | Sensor System For Detection Of Material Properties | |
US20150377778A1 (en) | Scattering tomography method and scattering tomography device | |
WO2020113671A1 (zh) | 一种使用太赫兹电磁波检测物体的电磁特性的***及方法 | |
US10983209B2 (en) | Accurate signal compensations for UWB radar imaging in dispersive medium | |
RU2371730C1 (ru) | Способ измерения эффективной площади рассеяния объектов и радиолокационный комплекс для его осуществления | |
Rahiman et al. | Microwave Tomography Application and Approaches –A Review | |
RU2797041C1 (ru) | Способ дистанционной оценки уровня активности радиоактивного облака в атмосфере | |
EP2505995B1 (en) | Method for determining the dielectric permittivity of a dielectric object | |
CN206756715U (zh) | 雷达型水分测试*** | |
Caorsi et al. | A passive antenna system for data acquisition in scattering applications | |
Torabi et al. | Ocean Surface Wave Parameter Estimation using Periodogram Method | |
RU2530542C1 (ru) | Способ и устройство измерения угловой высоты объекта поиска в обзорных нелинейных радиолокаторах | |
Nashashibi et al. | Experimental characterization of the effective propagation constant of dense random media | |
RU103936U1 (ru) | Метеорологическая радиолокационная станция | |
Cha et al. | Nonlinear through-the-wall detection using DORT applied with LFM pulses | |
Teplyuk | Radar sounding of disperse streams | |
RU2626018C1 (ru) | Способ определения эффективной площади рассеяния воздушных объектов бортовой радиолокационной станцией | |
Bukrin et al. | Application of aerological radar to determine the wind profile in the lower troposphere | |
Titchenko et al. | Cross-Correlation of Radar Signals Separated in Frequency Bistatically Reflected by a Water Surface | |
Thompson et al. | Quantitative imaging of dielectric objects based on holographic reconstruction | |
Sridhar et al. | Current Trends of Microwave Imaging | |
Sarafianou et al. | A novel 3-D breast surface reconstruction algorithm for a multi-static radar-based breast imaging system | |
Sovlukov et al. | The capabilities of microwave methods for alive people detection through obstacles by breathing and heartbeat | |
SU862083A1 (ru) | Способ измерени эффективной площади рассе ни вперед объектов цилиндрической формы |