Детектор дозиметра фотонного излучения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5 толщина ст ок цили о тля нижней гранииапазона; Г (О) тчика с фильтром его оси симметопределяемая та цы энергетическ чувствительност в перпендикуляр рии направления е Известен дозом, названный ающ эиметр габаритную иони денсаторного ти лектропроводя готовлены изастмассы. Конй стенками ка зованр, о .1 ент альнымиопределени наличии еры жается до которое п электродами, за ного напряжения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ДЕТЕКТОР ДОЗИМЕТРА ФОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий цилиндрический газоразрядный счетчик с чувствительным объемом, окруженный фильтром, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения угловой зависимости чувствительности и уменьшения габаритов и массы детектора,фильтр выполнен в виде цилиндра,имеющего со стороны торцов счетчика Предложенное устройство относится к измерению ионизирующих излучений; в частности к устройствам индивидуального дозиметрического контроля.Для дозиметрического контроля обычно используют карманные индивидуальные дозиметры, которые должны иметь нормированные метрологические свойства при незначительных габаритах и массе. Для карманной дозиметрической аппаратуры к числу основных требований следует отнести жесткие ограничения габаритов и массы устройст 11 4 Н 01 Л 47/08; С 01 Т основания, толщина каждого из которых пропорциональна величине ступенчатого уменьшается к основаям и на середине каждой ступени ппроциональна произведению в 1 п хг.Жк Хп -где аС - угол излГ 701чения, отсчитываемый от оси симмерии счетчика, с вершиной, приходящейся на центр чувствительного обма; 1 Я) - чувствительность счетчка при угле падениями, определяемдля нижней границы энергетическогдиапазона; Г - чувствительностьсчетчика со стороны края основани ва. Укаэанные параметры в основном зависят от используемого детектора етр с прямым отсчекже прямо-показыОн содержит малоационную камеру кона, стенки которой1045780 излучения умен 1 шается пропорционально дозе.Однако такой дозиметр имеет незначительный динамический диапазон измерений, редко превышающий десятичныйпорядок. Поэтому в дозиметрах чащеиспользуют газоразрядные счетчики,которые имеют значительно большийдинамический диапазон (в основномсчетчике Гейгера-Мюллера цилиндрической формы),Один из вариантов счетчика Гейгера-Мюллера содержит цилиндрическийкатод и анод, состоящий из множества нитей. Для достижения наибольшего динамического диапазона чувствительный объем газоразрядного счетчика выполнен значительно меньших размеров, чем детектор в целом, Основным 20недостатком детектора, использующего счетчик Гейгера-Мюллера, является зависимость чувствительности отнаправления движения потока фотонов,Наиболее близок к изобретению по 2 этехнической сущности детектор дозиметра фотонного измерения, содержащий газоразрядный счетчик ГейгераМюллера с малым чувствительным объемом, окруженный частично или пол- ЗОностью фильтром шаровой Формы, Вэтом детекторе достигнуто уменьшение зависимости показаний от направления падения фотонов с энергией,превышающей 600 кэВ, т.е. для относительно высоких энергий.Основным недостатком этого детектора являются зависимость чувствительности,от направления падения фотонов сравнительно небольших энергий: 40менее 600 кзВ, а также большие габариты и масса детектора. Цилиндрические газоразрядные счетчики с малым чувствительным объе 4 э мом, окруженные фильтром шаровой или подобной формы, при энергиях фотонов более 600 кэВ имеют почти изотопную чувствительйость. Однако для Фотонов с меньшей энергией при изме" нении угла падения чувствительность детектора с шаровым фильтром имеет значительную зависимость от направления падения фотонов, Кроме того, цилиндрические счетчики обычно имеют длину, значительно большую диаметра счетчика, Фильтр шаровой формы должен иметь диаметр, не меньшии длины счетчика. В результате фильтр получается громоздкий, что являетсянежелательным особенно для миниатюрной карманной дозиметрической аппаратуры.Цель изобретения - уменьшение угловой зависимости чувствительности иуменьшение габаритов и массы детектора,Укаэанная цель достигается тем,что в детекторе дозиметра фотонногоизлучения, содержащем цилиндрический газоразрядный счетчик с малымчувствительным объемом, окруженныйФильтром, Фильтр выполнен в виде цилиндра, имеющего со стороны торцовсчетчика основания, толщина каждогоиз которых пропорциональна величине1 п Г/(0), а толщина стенок цилиндра ступенчато уменьшается к основаниям и на середине каждой ступенипропорциональна произведению. (эп 1. 1 п -- где- уголГ 03 фпадения излучения, отсчитываемый от оси симметрии счетчика с вершиной, приходящейся на центр чувствительного объема; Г,(о) - чувствительность счетчика при угле паденияопределяемая для нижней. границы энергетического диапазона Гочувствительность счетчика со стороны края основания, определяемая также для нижней границы энергетического диапазона; 1".(О) - чувствительность счетчика с Фильтром в перпендикулярном его оси симметрии направления,Таким образом, уменьшением толщины стенок Фильтра при уменьшении угла падения компенсируется изменениеугловой зависимости чувствительностисчетчика, Основания установлены длякомпенсации угловой зависимости чувствительности счетчика со стороныего торцов.Одним кз вариантов выполнения устройства может быть детектор, содержащий Фильтр, ступенчатая форма поверхности кЬторого в пределе становится непрерывной, а толщина стенокфильтра плавко уменьшается к основаниям.На фиг 1 схематично представленопредложенное устройство; на Фиг.2угловая зависимость чувствительностидля фотонов с энергией 0,12 Мэй:А - детектора Фотонного излучения,5 10457Устройство содержит газоразрядныйсчетчик 1 с чувствительным объемом2, фильтр 3 с основаниями 4. Уголо( - угол падения фотонов на детектор.Счетчик 1, содержащий малый чувствительный объем 2, окружен фильтром3, а со стороны торцов счетчикаустановлены основания 4,Энергетическую зависимость чувствительности счетчика 1 с направлений,перпендикулярных его оси симметриии близлежащих направлений, компенсируют выбором толщины фильтра 3 вблизи чувствительного объема 2 счетчика 1, Поэтому чувствительность счетчика 1 с фильтром 3 с направлений,перпендикулярных его оси симметрии,обозначенную Г(0), можно считать независящей, от энергии фотонов во всемэнергетическом диапазоне измерений.Компенсация угловой зависимостичувствительности детектора с направлений, близлежащих к оси симметриисчетчика 1 осуществляется с помощьюоснований 4. Нахождение толщины оснований 4 осуществляют на основесоотношения 10 15 соз . фс)Ь = --1 п -- , Р Г(О) где Ь - толщина оснований 4;)Ч - линейный коэффициент ослабления потока фотонов длянижней границы энергетического диапазона,Поскольку для цилиндрическихсчетчиков наибольший угол паденияпри котором основание закрывает чувствительный объем 2, близок к нулю,значение косинуса угла падения примерно равно единице, а чунствительность Г(с 4) можно заменить на чувствительностьсчетчика 1 со стороны края основания 4. Следовательно, толщина оснований пропорциональ она величине 1 пГО) 35 40 45 150При уменьшении угла падения умень,шается чувствительность счетчика 1 к Йотонному излучению с энергией менее 600 кэВ. Поэтому толщина стенок Йильтра 3 выполнена уменьшающейся с уменьшением угла падения Фотонов. Толщина Ь стенок фильтра 3 вычисляется для нижней границы энергетичес.кого диапазона с помощью выражения 80 зп.С з,оЬ. = - : -1 п Р (0) Проведенные эксперименты показали, что для ступенчатой Йормы Фильтра 3 толщина Ь стенок цилиндра,вычисленная по приведенному выражению,соответствует середине каждой ступени.Выполнение детектора в соотнетствии с предложенным изобретением уменьшило угловую зависимость чувствительности для нижней границы энергетического диапазона измерений,Поскольку для направлений, перпендикулярных оси симметрии счетчика 1,скомпенсирована и энергетическая зависимость чувствительности, поэтому длядругих энергий энергетического диапазона измерений угловая занисимостьчунствительности детектора будет также скомпенсирована. Увеличение количества ступеней фильтра 3 уменьшаетугловую зависимость чувствительности,фильтр 3 ступенчатой формы изготовляют, например, витым из Йольги.Габариты и масса цилиндрического фильтра ступенчатой Йормы с основаниями значительно меньше, чем фильтра сферической Йормы с диаметром, равным длине сч е тчик а,Один из вариантов предложенногоустройства, использованный для компенсации угловой зависимости чувствительности, содержал счетчик Гейгера-Мюллера, фильтр ступенчатой формыи основания, выполненные из свинца.На его основе разработан детектор,чувствительность которого с изменением угла падения Фотонов меняетсяменее чем на 1 507 для энергии фотонов 0,12 МэВ. Если количество ступеней фильтра унеличить в два раза,уменьшив соответственно в два разадлину каждой ступени, тогда чувствительность детектора в пределах телесного угла 4 К изменяется менее,чемна + 253 для фотонов с энергией0,12 МэВ, Предлагаемое изобретениедает возможность уменьшить габаритыи массу детектора по сравнению с прототипом в 10 рази угловую зависимость в 1,5 - 2 раза.В качестве базового объекта выбран детектор дозиметра, В дозиметреЫд/с 1 ояе ААБМ, в котором установлен счетчик Гейгера-Мюллера,окруженный цилиндрическим Фильтром постоянной толщины,.Письма 694 Подписноеа по изобретениям и открытиямЖ, Раушская наб. д. 4/5М и ИИПИ ого комитет 35, Москва,сударстве 11ельский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 Проиэводствен Для энергии фотонов 0,12 МэВ чувствительность детектора базового объекта меняется на + 50 Х, Угловые зависимости чувствительности детектора дозиметра фотонного излучения и базового объекта приведен на Фиг,2. Отсчет углов осуществлен от оси симметрии счетчика, а в перпендикулярных направлениях чувствительность детектора принята эа единицу, Фильтр базового объекта имеет постоянную толщину и отсутствуют основания со стороны торцов счетчика, Поэтому при изменении угла падения относительно перпендикуляра, приведенного к оси симметрии счетчика, чувствительность детектора сначала становится существенно меньше единицы, а затем при падении фотонов со стороны края фильтра значительно превосходит,единицу. Детектор доэиметра фотонного излучения свободен от указанного недостатка. Таким образом, предложенный детектор по сравнению с базовым объектом имеет почти в 2- 25 раза меньшую угловую зависимость чувствительности и благодаря ступенчатой форме Фильтра имеет в 1,5 раза мень шую массу.