Способ калибровки пироэлектрических гамм-детекторов

Всесо;з;патентно те:;н,; библиоте а ЛБ, т ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соки Советских Социалистических Республик1728509 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 До ительное к авт 1 Т 1/12 ено 03,05,78 (21) 2611968/18-25 присоединением зая тосударствеикыв комите(45) Дата опубликования описан о лелем иэооретеиийраковская, А. Г, Стась и Л, С, Кременчугский 1) Заявители Институт физической химии им, Л, В. и Институт физики АН Украин ржевского.ССР(54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ПИРОЗЛЕКТРИЧЕСКИХ ГАММА-ДЕТЕКТОРОВх поля. Это существе ну показаний и, след ную погрешность.ульсных измерителей место занимают де основе пироэффекта. но вли- вательразных точка яет на величи но, на суммарСреди импя особое чения на излу ектор 5 чени излуИзобретение относится к области метрологии ионизирующего излучения и может быть использовано,для количественного сравнения результатов импульсных и аналоговых измерителей. Изобретение может найти применение в дозиметрии гамма-излучения,Известны аналоговые измерители мощности дозы гамма-излучения на калориметрическом эффекте - датчик интегрального теплового потока 1, Измерители такого типа являются абсолютными измерителями для стационарных полей гамма-излучения, поскольку калибровка их осуществляется путем электрического нагрева в стационарном режиме,Существующие измерители импульсных излучений не являются абсолютными измерителями по своей природе, а существующие методы,их калибровок сводяпся к замещению одного детектора другим в поле излучения или использование одного из детекторов в качестве свидетеля, когда одновременно, но в разных точках поля облучаются оба детектора. Такое сравнение показаний двух детекторов некорректно в том плане, что действующий спектр излучения в различных материалах (детекторах) различен также, как различен спектр и мощность дозы излучения в Приици 1 п действия лир 1 оэлектрвческогодетектора излучения (ПДИ) состоит в том, что поглощение энергии излучения вызы.вает прирост температуры пираактивного кржталла, который влечет,за собой изменение поляризации, В результате на обкладках детектора появляются свободные 15 электрические заряды и в цепи возникаетток. ПДИ реагирует только на изменение потока излучения (импульс), а снимаемый с него сигнал пропорционален скорости изменения температуры (мощности,излу чеиия), что дает возможность нроводитьабсолютные измерения в диапазоне по длительности импульса от 10 до 10-о с мощностью дозы от 10 -- 10" рад/с.Таким образом, выбранные нами детекто ры являются абсолютными измерителямипо принципу действия, однако один из них - калориметр интегрального теплового потока определяет мощность излучения постоянной интенсивности и калибруется известным спасобом, а другюй - ПДИ оп" ределяет мощность импульсного излучения и способ его калибровки неизвестен,Наиболее близким к изобретению потехйической сущности является способ калибровкипо" мощности поглощенной дозы путем ее сравнения с мощностью, выделяемой в электрическом калибровочном нагревателе 12.В этом способе малоинерционный калориметр интегрального теплового потока состоит из измерительной термопарной обо" " лочки поглотители излучения и электрического калибровочного нагревателя, Рассмотрен теоретически и проведен экспериментально вопрос об измерении одиночных" "импульсов радиационного энерговыделения, Таким калориметром можно измерять некоторые параметры одиночных импульсов.Недостатком такого способа являетсято-, что, во-первых, калориметр не выдает информацию о временных параметрах импульса, т. к. является интегратором с постоянной времени т в несколько десятков секунд, во-вторых, измерения импульсов излучения различной длительности требуют специальной калибровки калориметра на каждую длительность импульса больше 0,1 ткоторая может быть,неизвестной или переменной; в-третьих, при импульсных измерениях сниЖается точность по сравнению со стационарным режимомЦелью изобретения является абеспечение абсолютной калибровки и повышение точности измерения импульсного гамма- "-:"излучения,Поставленная цель достигается тем,что калибровку,пироэлектричвских гамма- детекторов помощности поглощенной дозы методом сравнения с мощностью, выделяемой в электрическом калибровочном нагревателе, проводят путем сравнения амплитуды сигнала детектора при воздействии фронтов прямоугольного импульса гамма-излучения, с показаниями предварительно калиброванного,калоримет 1 ра,интегрального тепловото нотока при достижении им стационарного режима работы в те - -чвние длительности импульса, причем поглотителем излучения для калориметр,а служит калибруемый пироэлектричвокий детектор, а длительность импульса излучения выбирают больше 8 - 10 постоянных времени калориметра.калибровку ПДИ осуществляют следующим образом.Электрическим нагревателем калибру. йт"калориметр интегрального тепловогопотока в стационарном режиме поизвестной методике, Затем в калориметр помещают поглотитель (ПДИ) и устанавлива.ют под облучение. В момент действия фронта импульса в ПДИ происходит изменение температуры и на нем выделяется импульсный сигнал К пропорциональной мощности дозы излучения Р где А - площадь электродов детектора;7 - пироэлектричесиий коэффициент;Я - нагрузочное сопротивление;С - удельная теплоемкость.В течение длительности импульса ждутвыхода показаний калориметра на насыщецие (стационарный режым), По истечении 8 - 10 постоянных времени системы снимают показан,ия кало,риметра,и убирают излучения, В этот момент фиксируют второй сигнал ПДИ противоположной полярности.Помещение пиродатчика в калориметр 20 позволяет: во-первых, проводить корректные измерения и сравнение сигналов ПДИ и калориметра, так как поглощенная те.лом ПДИ энергия одновременно регистрируется как самим ПДИ, так и окружаю.25 щей его измерительной оболочкой калориметра. При этом характер взаимодействия излучения с веществом ПДИ, условия на границах облучательного тела и другие физические процессы, могущие внести свой вклад в сигнал, автоматически учитывают. ся такой методикой измерений,Во-вторых, воздействия импульса излучения прямоугольной формы и постоянной мощности на калориметр с поглотителем-детектором с длительностью более 8 - 10 постоянных времени калориметра позволяют реаЛизовать условия стационарного режима работы калориметра и, следовательно, получать высокую точность определения мощности тепловыделения.Требуемые условия эксперимента реализуются, например, иа любой радириво. топной установке с достаточно быстрым вводом источника излучения в рабочее положение и его выВодом,Формула изобретения Способ калибровки пироэлектркческих гамма-детекторов по мощности поглощенной дозы путем ее сравнения с мощностью, выделяемой в калориметре от электрического калибровочного нагревателя, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения абсолютной калибровки и повышения точности измерения импульсного гамма- излучения, на пироэлектрический гамма-. детектор и калориметр воздействуюторямоугольным импульсом гамма.излучения, калибровку проводят путем сравкения амплитуды сщнала гамма-детектора с показаниями предварительно калиброванного калориметра при достижении им стационарното режима работы в течение длительности,импулыса, причем в качестве иогло7285 О 9 Составитель Т. Кулаков Техред Л. Куклина Корректор С. файн Редактор Т. Морозова Заказ 22/34 Изд.649 Тираж 749 Подписное ННО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Тнп. Хальк, фид. пред, Патент тителя излучения для калориметра используют калобруемый ввроэлектрический детекюр,. а длительность воздействующепо импульса галима-излучения,выбирают больше 8 - 10 постоянных времени калориметра. Источники информации, принятые вовнимание при эксцертизе: 1. Авторское свидетельство .СССР230914 кл. б 01 Т И 2, О 5,09.64. 2. Огородник С, С. и Цаглин Ю, П.5 О возможноети измерений одиночных импульсдв радиационного тепловыделения.Атомная энергия, т, 29, зып. 5, с. 362,19 О (прототип),