Детектор ионизирующего излучения

Детектор ионизирующего излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области регистрации ионизируюпшх излучений и может быть использовано для иэмере .ния мощности дозы жесткого рентгеновского или гамма-излучения вакуумными вторично-эмиссионными детекторами. Цель изобретения - увеличение точности измерения мощности дозы излучения с неопределенным пространственно-, угловым распределением за исключением мононаправленного излучения, параллельного поверхности электрода. Цель достигается выполнением отверстий в одном из электродов, причем общая площадь отверстий, отнесенная к площади электрода, не превышает значения величины коэффициента поглощения излучения электродом без отверстий в поле изотропного излучения, а приведенный диаметр каждого из отверстий меньше межэлектродного расстояния. Точность измерения повышается за счет компенсации дисбаланса переноса быстрых вторичных электронов между электродами , обусловленного, ослаблением излучения в электродах. 1 ил. § С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Г— ло- "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудАРственный номитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30.03.91, Бюл, Ф 12 (21) 4299168/25 ,(22) 15.07.87

-(72) М,Я . Грудский, E .К. Малышев, Н.Н, Ролдугин, В.В. Смирнов и С.В, Чукляев (53) 539.1 .074.8(088.8) (56) Малышев Е.К., Чукляев С.В., Щетинин О.И, Характеристики вторично-эмиссионных детекторов при гаммаоблучении.- Атомная энергия, 1987, т. 63, вып. 3, с.184-186.

Авторское свидетельство СССР

М 828902, кл. Н 01 J 47/02, 1979. (54) ДЕТЕКТОР ИОНИЗИРУЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для измере-. .ния мощности дозы жесткого рентгенов" ского или гамма-излучения вакуумными вторично-эмиссионными детекторами.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для измерения мощности дозы жесткого рентгеновского или гамма-излучений вакуумными вторично-эмиссионными детекторами (ВЭД), работающими с внешним источни" ком питания, ионизационными газонаполненными камерами и др., а также для измерения потока нейтронов вакуумными камерами деления (ВКД)в присутствии гамма-фона.

Целью изобретения является увеличение точности измерения мощности до" зы излучения с неопределенным простРанственно"угловым распределением за

„„SU„„1512340 А 1 (51) 5 G, О! Т 1/28/ Н 01 J 47/02 т

Цель изобретения — увеличение точности измерения мощности дозы излучения с неопределенным пространственноугловым распределением за исключением мононаправЛенного излучения. параллельного поверхности электрода. Цель достигается выполнением отверстий в одном из электродов, причем общая площадь отверстий, отнесенная к пло" щади электрода, не превышает значения величины коэффициента поглощения излучения электродом без отверстий в поле изотропнаго излучения, а приведенный диаметр каждо-а из отверстий меньше межэлектродного расстояния. Точность измерения повышается за счет компенсации дисбаланса переноса быстрых вторичных электронов между электро" дами, обусловленного. ослаблением излучения в электродах. 1 ил. исключением мононаправленного иэлуче- ь,щ ния, параллельного поверхности электрода.

На чертеже приведен детектор. 4ь

Детектор ионизирующего излучения состоит иэ размещенных в цилиндрическом корпусе 1 двух электродов 2,.

3. При этом каждый электрод, например, может представлять собой набор из десяти (для электрода 2) н одиннадцати (для электрода 3)элементов, йь выполненных, например, в виде сегментов сферической поверхности, Каждый элемент одного электрода 2, кроме двух крайних, оказывается размещенным между двумя элементами второго

eq(S-s) ц где е - заряд электрона 30

- полный выход быстрых ВЭ на один гамма-квант, $ - площадь сплошного элемента электрода (элемента без отверстий) °

s — - суммарная площадь отверстий в элементе электрода 3.

В предположении, что токи быстрых

ВЭ компенсируются в цепи сигнального электрода 2, запишем равенство j.e 40

j которое, следуя выражениям для

j и j >, справедливо при условии выполнения соотношения

8/(S s) 1 « /ф /Ъ, 45 где а - коэффициент поглощения излучения элементом сплошного электрода

- плотность потока гамма-кван% 50 тов, падающих на элемент электрода 2 после прохождения сплошных участков элементов. электрода 3, В иэотропном поле излучения для тонких элементов электродов по сравнейию с длиной пробега гамма-квантов в веществе электрода 2рй, где р,d " линейный коэффициент ос"

3 t 51234 электрода 3. В ълементах электрода

3 выполнены сквозные отверстия 4, раэ" мещенные равномерно по поверхности элементов; Электрод 3 соединяют с

5 внешним источником питания 5, а другой электрод 2 — с регистратором. Корпус

1 эаземляют.

Работа детектора основана на регистраци медленных вторичных электронов (ВЭ), выходящих из эмиттера под действием ионизирующего излученияе

При облучении фотонным излучением с изотропным пространственно-угловым распределением между элементами разно-, именных электродов 2 и 3 возникают токи быстрых ВЭ 1 и j » которые переносятся с элементов электрода 2 на элементы электрода 3 и с элементов 20 электрода 3 на элементы электрода 2 соответственно. Токи j, < и j s связаны с плотностями потока гамма-квантов,. падающих на элементы электрода

3 Чь и 2 ц> соотношениями 25 е18 Ч e y (8-s) tf< +эЧз 1

0 4 лабления излучения и толш1 1 . пе»- тов электродов соответственно.

Для гамма-излучения с изотропным пространственно-угловым распределением и энергией 1,25 МзВ в описанной выше конструкции детектора с электродами из нержавеющей стали S 12,5 см, d 0,35, мм /jj = 0,0284 и s g О, 365см .

Огран боченке на диаметр отверстий который не должен превышать расстояние между электродами, обеспечивает незначительное влияние искажений электрического поля в межэлектродном промежутке на эффективность собирания медленных ВЭ. Поэтому установив диаметр отверстий 0 = 0,1 см рассчитали их число п в элементе эл ктрода 3 по формуле п « 4Б/AD 46.

М

Размещение отверстий равномерно по всей площади элементов электрода уменьшает анизотропию показаний в полях с пространственно-угловым распределением излучения, отличаю- щимся от иэотропного.

В предложенной конструкции возможно полностью скмопенсировать вклад быстрых ВЭ, возникающий от изотропной составляющей поля излучения с пространственно-угловым распределением, отличающимся от изо тропного.

В поле мононаправленного излучения полная компенсация тока быстрых

ВЭ не достигается ввиду отсутствия возможности скомпенсировать вклад быстрых ВЭ, вылетающих в направлении "назад" по отношению к направлеНию распространения гамма-квантов.

t:.

В предложенной конструкции, облучаемой фотонным излучением энерги- о ей 1,25 ИэВ и неопределенным пространственно-угловым распределением, вклад быстрых ВЭ уменьшается на величину не менее 65Х, может быть снижен до 80% при использовании информации о направлении распространения излучения и практически полностью скомпенсирован в поле излучения с иэотропным пространственно-угловым распределением.

Аналогично, например, при облучейии гамма-квантами энергией 100 кэВ и изотропным пространственно-угловым распределением 1ь 0,184 и величина

S не должна превышать. 2,82 см

l 512340

Полная компенсация сигнала быстрых

ВЭ описанной выше конструкции достигается количеством отверстий диаметром 1 мм равным 359.

Предложенный детектор ионизирующего излучения по сравнению с известСоставитель С. Михеенко

Редактор Н, Коляда Техред И.Верес Корректор Н. Борисова

Заказ 1063 Тираж 307 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ными конструкциями позволяет устранить вклад быстрых ВЭ в сигнал детектора при облучении фотонным излучением с изотропным пространственно-угловым распределением и уменьшить величину вклада быстрых ВЭ при облучении гамма-квантами с неопределенным пространственно-угловым распределением и этим увеличить точность измерения мощности дозы на величину от нескольких процентов до нескольких десятков процентов в зависимости от энергии гамма-излучения.

Формула изобретения

Детектор ионизирующего излучения, содержащий размещенные в корпусе два электрода, в одном из которых выполнено по крайней мере одно сквозное отверстие, отличающийся тем, что с целью увеличения точности измерения мощности дозы излучения с неопределенным пространственно-угловым распределением за исключением мононаправленного излучения, параллельного поверхности электродов, общая площадь отверстий, отнесенная к

15 площади электрода, не превышает значения величины коэффициента поглощения излучения электродом без отверстий в поле с изотропным пространственно-угловым распределением, а при"

20 веденный диаметр каждого из отверстий меньше межэлектродного расстояния .