Ионизационная 4 -камера

Ионизационная 4 -камера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополиительиое к авт, свид-ву (22) Заявлено 100375 (21) 2112315/18-25 (S I) lA

Н 01 7 39/26

G 01 Т l y 00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственмый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.1080. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 07,1080 ) (53) УДК 538.1. 074 °

7 (088.8) (72) Автор . изобретения

A.C .Äðè÷êo (7 t ) Заявитель (54 ) ИОНИЗАЦИОННАЯ 4п-КАИЕРА

Изобретение относится к областиядерного приборостроения и может быть использовано для измерений характеристик источников и полей ионизирующих излучений, в частности 5 для проверни образцовых гамма-источников по активности нуклидов и прецизионных измерений активности нуклидов в растворах, заключенных в ампулы. t0

Известна цилиндрическая иониэационная 4п-камера с колодцем jl),представляющая собой полый замкнутый сосуд с внешней и внутренней цилиндрическими стенками, служащий потенциаль- т5 ным электродом. Иежду стенками потенциального электрода расположен цилиндрический собирающий электрод.

Цилиндрическая полость, органиченная ближайшей к оси камеры стенкой по- 20 тенциального электрода и называемая колодцем, служит для размещения в камере источников ионизирующих излучений.25

Эта камера имеет зависимость тока от размеров источников, и прежде всего от их длины,обуславливающую большую погрешность сравнения активности нуклидов в источниках.

Наиболее близкой к предлагаемой является цилиндрическая ионизационная 4п-камера, содержащая цилиндрический потенциальный электрод 1 (см. фиг. 1) с внешней стенкой 2 и внутренней стенкой 3, в средней части которой укреплен короткий цилиндр 4 большего диаметра, и цилиндрический собирающий электрод 5, в средней час. ти которого также укреплен короткий цилиндр б большего диаметра (2).

Известная камера работает следующим образом.

При размещении в центре камеры источника f -излучения в объеме между цилиндрическим потенциальным электродом 1 и цилиндрическим собирающим электродом 5 камеры ионизуются молекулы газа и, благодаря разности потенциалов между цилиндрическими потенциальньм и собирающим элекгродами 1 и 5, возникает ионизационный ток, регистрируемый какимлибо электроизмерительным устройством . Измеренное значение ионизационного тока используют для определения активности нуклидов в источнике, поскольку гок, создаваемый в камере. излучением источника, пропорционален активности нуклида в нем.

710402

При увеличении длины ) -источников увеличивается доля излучения источников, выходящая через основания внутренней стенки 3 цилиндрического потенциального электрода 1 и не вносящая вклад в ионизационный ток камеры.. Однако соответствующее уменьшение тока в некоторой степени компен:сируется благодаря относительно .большим размзрам ионизационных объемов в верхней и нижней частях камеры по сравнению с ионизационным объемом в ее средней части. Это уменьшение объема осуществляют путем размещения

° в средней части камеры дополнительных коротких цилиндров 4 и б бэльшего диаметра. 15

Таким образом, уменьшение зависимости тока камеры от длины источников достигается уменьшением ионизационного объема, а следовательно, и чувствительности камеры. 20

Вместе с тем характер зависимости тока камеры от длины источника остается таким же,.как н для камеры без дополнительных коротких цилинд- > ров 4 и б (см. фиг. 2). Эта зависимость несимметрична относительно центра камеры, совмещенного с центром источника, причегл при увеличении длины источников в обоих направлениях относительно центра камеры ее ток уменьшается. В результате ток, соответствующий источнику некоторой длины, всегда меньше тока камеры, соответствующего источнику меньшей длины, чем первый источник, при равной активности нуклида и одинаковом коэффициенте саглопоглощения излучения в источниках.

Цель изобретения — повышение чувствительности камеры и точности измерения активности нуклидов в про- 40 тяженных Я -источниках.

Это достигается тем, что в 4пкамере, включающей собирающий электрод и соосно с ним расположенный цилиндрический потенциальный элект- 45 род, ближайший к оси камеры электрод полностью или частично вплоть до од-. ного из торцов электрода выполнен в виде тела вр щения, диаметр поперечного Сечения которого монотонно убывает вдоль оси электрода.

На фиг. 1 изображена известная камера; на фиг. 2 — график, иллюстрирующий характер зависимости тока извес гной камеры от длины.источникову на фиг, 3 — предлагаемая камера; на фиг. 4 - график, иллюстрирующий характер зависимости тока предлагаемой камеры от длины источников; на фиr. 5 - модификация предлагаемой камеры; на фиг. б — предлагаемая 60 камера с собирающим электродом, частично выполненным в виде усечен:"ного конусау на фиг. 7 - камера с цилиндрическим собирающим электродом; на фиг. 8 — график зависимости тока 65 предлагаемой камеры с алюминиевыми электродами от длины источников; на фиг. 9 — график зависимости. тока пред лагаемой камеры со свинцовыми электродами от длины источников.

Предлагаемая камера содержит потенциальный электрод 7 с цилиндрической стенкой и соосный с ним собирающий электрод 8, выполненный частично в виде цилиндра, частично — в виде тела вращения, монотонно сужающегося от цилиндра к основанию камеры.

Камера работает следующим образом.

При увеличении длины источников в пределах. цилиндрической части собирающего электрода 8 ток камеры убывает по той же причине, что и в известной камере — увеличивается доля излучения источника, выходящая через основания собирающего электрода и не вносящая вклад в ионизационный ток камеры.

При увеличении длины источников в пределах сужающейся части собирающего электрода 8 ток камеры возрастает. Это возрастание определяется во-первых, увеличением ионизационного объема камеры в ее половине с сужающейся частью собирающего электрода 8 и, во-вторых, уменьшения доли излучения источников, выходящей через меньшее основание сужающейся части электрода 8 и не вносящей вклад в ток камеры.

В результате увеличивается чувствительность камеры, а характер зависимости тока камеры от длины источников меняется на симметричный относительно центра кагеры (си. фиг. 4). При этом уменьшение тока камеры, связанное с положениегл одной половины источника в пределах цилиндрической части собирающего электрода 8, компенсируется увеличением тока, связанным с положением второй половины источника в пределах сужающейся части электрода 8. Это позволяет уменьшить влияние на ток камеры длины источников и, тем самым уменьшить погрешность измерения активности нуклидов в источниках.

Рассматриваемое свойство предлагаемой камеры позволяет также в необходимых случаях уменьшить высоту камеры без уменьшения погрешности измерения активности нуклидов в источниках, Все сказанное выше о предлагаемой камере, начиная с описания ее работы и далее, целиком относится к модификации предлагаемой камеры, изображенной на фиг. 5. Эта камера включает потенциальный электрод 1 с цилиндрической внешней стенкой 2, внутренней стенкой 3, между которыми расположен цилиндрический собираюэлектрод 4. В этой камере ближайшей к оси камеры является стенка 3 потенциального электрода 1, которая

710402

Формула изобретения

$0

60 выполнена частично в виде цилиндра, частично в виде тела вращения., монотонно служащего от цилиндра к основанию камеры.

Наиболее существенным моментом является выбор формы собирающего электрода, Рассчитать оптимальную форму электрода в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия теории, детально описывающей зависимость тока камеры от размеров и формы ее электродов. Исследования показали, что значительная часть собирающего электрода или весь электрод должен представлять собой тело вращения, сужающееся к одному основанию камеры и соответственно расширяющееся в направлении другого основания камеры.

Это могут быть, например, половина псевдосферы, конус, усеченный конус, вытянутый параболлоид и т.д.

Что же касается части электрода, дополняещей рассмотренное вьые тело вращения, если оно не составляет весь электрод, то эта часть должна быть близкой к круговому цилиндру, Соотношение между размерами частей электрода, как уже отмечалось, вычис лено быть не может. Оно зависит от размеров электродов и соотнощения размеров электродов камеры, а также от необходимой степени положительного эффекта. Поэтому в каждом случае рассматриваемое соотношение должно подбираться экспериментально.

Ниже приведено описание двух пар камер, использованных в экспериментах, и результаты одного иэ экспериментов. Пары камер отличаются только материалом электродов, электроды одной пары изготавливают из алюминия толщиной 3 мм, электроды другой из свинцовых листов толщиной 1 ми.

На фиг. 6 изображена камера, включающая цилиндрический потенциальный электрод 7 высотой 270 мм и внутренним диаметром 200 мм, собирающий электрод 8 высотой 260 мм, составленный из цилиндра высотой 130 мм и наружным диаметром 55 мм и усеченно,го конуса высотой 130 мм с наружными диаметрами оснований 55 мм и 30 мм.

На фиг.. 7 изображена каиера, включающая цилиндрический потенциальный электрод 7 тех же размеров, что и электрод 7 камеры на фиг, б, и полностью цилиндрический собирающий электрод 8 высотой 260 им и наружным диаметром 55 ми.

Камеры сравнивают по чувствительности к " -излучению источника из CO. В результате сравнения камер устанавлинают, что чувствительность

5 !

О

20 а5

35 предлагаемой камеры с цилиндрическоконическим электродом (фиг. 5) больи.е чувствительности камеры с цилиндрическим электродом (фиг. 7) на 2,5Ъ для пары камер с алюминиевыми электродами и на 3% для пары камер со свинцовыми электродами, Изучение зависимости тока предлагаемой камеры (см. фиг, 6) от длины источников осуществляют с помощью 1 -источника из -т О в форме цилиндра

6 -. малых размеров — высотой и диаметром равных 2 мм. В процессе измерений источник перемещают по оси камеры в обоих направлениях относительно ее центра.

Исследуемая зависимость тока предлагаемой камеры с алюминиевыми электродами представлена графиком на фиг.

8, Аналогичная характеристика предла гаемой камеры со свинцовыми электродами представлена графиком на фиг. 9

Графики на фиг. 8 и 9 ограничены по осям абцисс максимальной длиной стан» дартных ампул с растворами радиоактивных нуклидов, Их вид аналогичен виду кривой на фиг. 2. В пределах погрешности эксперимента оба графика симметричны относительно точек на них соответствующих центру каиеры, Рассмотренные результаты позволяют выделить ряд существенных преимуществ предлагаемой камеры, касающихся условий ее эксплуатации. Эти преимущества связаны с повьааением точности измерений и срстоят в возможности уменьшить габариты камер, а вместе с тем уменьщить напряжение питания камер, габариты и массу радиационной защити.

Ионизационная 4п-камера, включающая собирающий электрод и соОсно с ним расположенный цилиндрический потенциальный электрод, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности при измерении активности нуклидов в протяженных ф -источниках, ближайций н оси камеры электрод полностью или частично вплоть до одного иэ торцов электрода выполнен s ниде тела вращения, диаметр поперечного сечения которого монотонно убывает вдоль оси электрода.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Radioactivite (Hermannet Cie

Edit), р, 158, 1935.

2. Патент ФРГ Р 1179306, кл. Н Ol 7 1964.

710402 фие.б

Составитель Ю.Гринев

Редактор Т.Колодцева Техред Т.Иаточка КорректорЮ.Макаренко

Заказ 8678/73 Тираж 844 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4