SU1464707A1 - Детектор ионизирующего излучени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измере- ни м ионизирующих излучений и может быть использовано дл  измерени  мощности дозы жесткого рентгеновского или гамма-излучени . Цель изобретени . - повышение точности измерени  мощности дозы мононаправлеиного налу чени . Детектор содержит несколько измерительных секций. Кажда  секци  состоит из одного сигнального электрода , расположенного между двум  высоковольтными элек родами. В сиг-, нальньр; электродах вьтолнено одно или несколько сквозных отверстий.Во всех высоковольтных электродах, кро- ; ме последнего,выполнено одно или несколько сквозных отверстий. Приведенные диаметры всех отверстий меньше межзлектродного рассто ни . Разность отношений суммарных площадей отвер стий в соседних электродах каждой секции к площад м соответствующих электродов равна коэффициенту поглощени  излучени  сплошным электродом. Электроды размещены в пор дке убывани  суммарной площади отверстий в них в направлении распространени  излучени , В последнем высоковольт-- ном электроде вьтолнено п отверстий, причем п « 0,1,2,., При измерени х высоковольтные электроды соедин ют с одним внешним источником питани , а сигнальные электроды - с одним регистратором . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с о л с: 4 о: 45. VI

Description

1

Изобретение относитс  к экспериментальной физике, а точнее - к регистрации ионизирующих излучений, и

№)жет быть использовано дл  измерени  мощности дозы жесткого рентгеновского или гамма-излучени  вакуумными вторично-эмиссионными детекторами (ВЭД), работающими с ннешним источником питани , ионизационными газонаполненными камерами и др., а также дл  измерений потока гойтронон ваку-

умными камерами делени  (ВКД) в присутствии гамма-фона.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  мощности дозы моно- направленного излуче(ш .

На чертеже изображена схема предложенного детектора иониэирукмцего излучени .

Детектор ионизирующего излучени  cocTOFiT из размещеН1Гь х в цилиндр)ичр.с- ком корпусе 1 тошпимой стенки 0,8 мм

3

и BHenhiHM диаметром 50 мм электродов 2-6, образующих несколько располо- жеи(гых одна за другой измерительных секций. В каждой секции находитс  по .одному сигнальному электроду: 3 - в одной секции, 5 - в другой, размещенных между высоковольтными электродами 2,Аи6, .

Электроды выполнены в виде сфери- ческих сегментов, полученных формовг- кой в сфорнческой матрице радиусом 55 мм плоских заготовок - металлических -дисков, диаметром 44 и толщиной

0,35 мм с трем  выступами -  зыч- 5 ками, и соединены между собой трем ;

металлическими стойками с отверсти - 5И. При сборке электродной системы  зьики ввод т в отверсти  несущих стоек, загибают и приваривают к пос

ледним точечной электросваркой. От- версти  в стойках расположены так, что между поверхност ми соседних электродов обеспечиваетс  зазор около 1,6 мм. Электрод 2 выполнен сплоп иыи (без отверстий ), а в электродах -3 - 6 .вьтолнено соответственно 23, 46, 71, 96 сквозных отверстий диа- мет-ром I мМо Эти отверсти  размещены равномерно по поверхност м электродов , Стойки разноименных электродов изолированы от корпуса опорными изол торами из высокоглинозе- мистой керамики. Одна из стоек каждого электрода соединена проводником с соответствующим стандартным метал- локерамичёским электровводом 7,установленным на торцовом фланце корпуса детектора Детектор вакуумируют до давлени  остаточных газов ниже 1 v nlO Па При иэкерени х сигнальные , электроды 3 и 5 соедин ют с регистратором , а высоковольтные 2, 3, 6 - с внешним источником 8 питани , Кор- пус 1 заземл ют.

Работа детектора ионизирующего излучени  основана йа рвг.истрац.ии :- медленных вторичных электронов (ВЭ), выход щих из электродов (эмиттеров) под воздействием ионизирующего излу- чени . Эти медленные ВЭ собираютс  электрическим полем, создаваемым внешним источником 8 питани , на про тивоположные электроды (коллекторы),

Прн облучении мононаправленным фотонным нзлучением, падающим .приблизительно перпендикул рно поверхност м элементов со стороны электрода б с максимальной суммарной площадью

отверстий, между соседними электродами возникают токи быстрых ВЭ в направлени х вперед и назад относительно направлени  распространени  излучени . Токи быстрых ВЭ, переносимых в направлении вперед с (J V) и К+1-ГО (j,) электродов , св заны с плотност ми потоков гамма-квантов ц и . падающих соответственно на эти электроды, со- отнойенн ми

(S-S,)lЧ-eч

S-S

Ks-s,), -t

e Ч

+S Чч+1 1 (S-SK4i)f

k+1

Sy,S,4.

M

где e - зар д электрона;

- быстрых ВЭ из СПЛОШ-; ных электродов в направлении вперед относительно направлени  распространени  излучени ;

S -площадь сплошного элек- трода;,1

суммарные площади отвер- | стий соответственно в К-ом и К+1-М электродах систе- мы;

плотность потока гамма- квантов, падающих на К-й

электрод после прохождени  сплошгак участков K+l-jto электрода.

Здесь нумераци  электродов системы осуществл етс  последовательно, начина  с крайнего, в направлении, противоположном направлению распространени  излучени ,

ffпредположении,что токи быстрьк ВЭ компенсируютс  в цепи сигнального электрода, запишем равенство j « которое, следу  выражени м дам, J к и , , справедливо при условий выполнени  соотношени 

1-ч:.ч,

Siil.Ǥj.

S S Ki 1 S - S

где jb - коэффициент поглощени  гам- ма-излз чени  сплошным электродом .

Выполнение отверстий в соседних электродах, суммарные площади которых удовлетвор ют последнему соотношению , одновременно гарантирует компенсацию в цепи сигнального электрода токов быстрых ВЗ, выход щих в направлении назад.

Лл  электродной с;истеъв 1 с электродами одинаковой толщины последнее соотношение удобно записать в виде

Si S-S,

,-SL s-s

(К-1)/з,,3,4,,., (J)

к

где S, - суммарна  площадь отверстий в электроде, размещенном -последним в направлении распространени  излучени . В электроде,, размещенном последним в направлении распространени  излучени , отверсти  выполн ют про- изволы Ьй (заданной заранее)- суммарной площадью или вообще не выполн ют и тогда при расчете S« в осталь ных электродах по формуле.(1) следует положить Sf 0.

В мононаправленном потоке гамма- квантов дл  тонких электродов по сравнению с длиной пробега гамма-излучени  в материале электродов /зж iid тде fj t d линейный коэффициент О(- лаблени  излучени  и толщина электродов соответственно.

При энергии гамма-излучейн  1,25 1,25 МэВ описанной вьппе конструкции детектора с электродами из нержавеющей стали, в.«оторой ,5 см ,35 мм, Л ,0142, в электроде 2 (фиг.1), размещенном последним в направлении распространени  излучени , отверстий нет, а суммарные площади Ътверстий в электродах 3-6 равны соответственно 0,18, 0,365, 0,556 и 0,753 см.

Ограниченна на диаметр отверстий, который не должен превьшать рассто ни  между электродами, обеспечивает незначительное вли ние искажений элек 1;рического пол  в межэлектродном промежутке на эффективность собирани  медленных ВЭ, Установив диаметр отверстий ,1 см, рассчитали их число в электродах 3 - 6 системы по

.LS

формуле п ц

и

|25 при К-2,3,4 и 5

получили п , , и соответственно.

Дл  отверстий неправильной формы берут приведенный диаметр D, равный усредненному по всем углам поворота вокруг оси отверсти  рассто нию между кра ми-отверсти  вдоль пр мой, проход щей через геометрический центр.

,

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Дл  достижени  эффекта компенсации быстрых ВЭ в мононапрапленном, но неоднородном по интенсивности, поле излучени  отверсти  размещают равномерно по площйд м соотретствую- щих электродов.

Предложенный детектор ионизирую- щего излучени  по сравнению с известными позвол ет устранить вклад быстрых ВЭ в сигнал, формируемый мед- iленными ВЭ при облучении мононаправленным фотонным излучением, и этим повысить точность измерени  мощности дозы на величину от нескольких процентов до нескольких дес тков процентов в зависимости от энергии гамма-квантов и примерно в два раза прЯ облучении жестким рентгеновским излучением .

Claims (1)

1. Формула изобретен и  

   1 . Детектор ионизирующего излучени , содержащий по крайней мере одну измерительную секцию в виде сиг нального электрода, расположенного между двум  высоковольтными электродами , причем в сигнальном электроде вьтолнены одно или несколько сквозных отверстий, приведенный диаметр каждого из которых меньше межэлек-; . тродного рассто ни , отличающийс  тем, что, с целью повы- щени  точности измерени  мощности дозы мононаправленного излучени , в высоковольтных электродах кроме последнего выполнены несколько сквоз- j ных отверстий, приведенный диаметр каждого из которых меньше межэлек- тродного рассто ни , причем разность отношений суммарных площадей отверстий в соседних электродах каждой секции к площад м соответствующих электродов равн коэффициенту поглощени  излучени  сплошным электродом и электроды размещены в пор дке убывани  cy мapнoй площади отверстий в них в направлении распространени  излучени , причем в последнем электро- де выполнено п отверстий, где ,// 2...

   2, Детектор поп,1,отлича щ и и с   тем, что отверсти  размещены равномерно.по поверхност м элементов электродов.

   юf K6aHfn6f

   И H f H И