Детектор гамма-излучения с диэлектрическим рассеивателем

(19) О 1) 0 А 5 й О Т 1/2 Фм ЪЪа ЙВНН САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОП сН АВТОФфСИО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГ)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56 1, Сапа 11. С. ей а 1 "Е 1 есйгхса 1 Ргорегй).ев апй.РегЕогшапсев ой Майига 1 Ддашопй Нцс 1 еаг Кад 1 айоп Эейесйогв" Нцс 1,Лцвй МейЬ, 1979, 160, р. 7-77.2. Вцг 1 се Е. А. ей а 1 "Кайхайоп 1 пс 1 цсей Ьоч Епегку Е 1 есгоп Еппввхоп Ргош Мейа 1 в" 1 ЕЕЕ Тгопв Бцс 1 Бс.1970, Б 8-17, )1 6, р. 193-199.3, Альбинов 3. А. и др, Детекторы импульсного ионизирующего излучения. М., Атомиэдат, 1978, с. 52-60 (прототип);(54)(57) ДЕТЕКТОР ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ С ДИ" ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РАССЕИВАТЕЛЕМ,содержащий коллектор, отделенный от металлического корпуса циэлектриком, выполненным из неводородсодержащего материала, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что., с целью повышения точностирегистрации временной зависимостиимпульсных потоков гамма-излученияв гамма-нейтронных полях и расширениядиапазона линейности амплитудной характеристики он снабжен радиаторомкомптоновсхих электронов, выполненным из водородсодержащего материала,.заключенного .в проводящую экранирующую оболочку, выполненную нз. Неводородсодержащего материала с атомнымномером, равным эффективному атомному номеру незодородсодержащего диэлектрика, толщиной. большей длиныпробега протонов отдачи, но меньшейдлины пробега комптоновских электронов в материале оболочки, установленную вплотную к диэлектрику состороны корпуса, а коллектор выполнен иэ материала с атомным номером, .равным. эФФективному атомному номеруневодородсодержащего диэлектрика.Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики, а точнее, .к области регистрации гамма-излучения.Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для регистрации временной зависимости потоков гамма-излучения на ядерных реакторах.Известен детектор - твердотельная ионизационная камера, выполненная в 10 вице алмазной пластины, заключеиной между двумя металлическими электро. - дами, напыленными в вакууме 11 .Работа известного детектора основана на том, что под действием при ложенного электрического поля проис ходит собирание носителей заряда на электродах. Носители заряда образуются в кристалле алмаза под действием ионизирувзцего излучения 20Недостатком известной конструкции является высокая чувствительность к быстрым нейтронам, которая обусловливает вклад сигнала от нейтронов составляющий 10-157. сигнала от гамма излучения в поле ядерного реактора с соотношением плотности потока быстрых нейтронов и мощности дозы гамма- излучения 4 10 нейтр/см,Р, Другим недостатком является высокая стоимость 0 используемого материала и сложность технологии изготовления детектора.Известен также детектор - вакуумная камера - состоящая из эмиттера и коллектора,выполнены в виде плоскопараллельных металлических пластин, разделенных между собой вакуумным промежутком 121. Принцип работы детектора основан на регистрации тока медленных электронов эмиттируемых с 40 поверхности металла нод действием ионизирующего излучения через вакуумный промежуток.Недостатком известной конструкции вакуумной камеры является сложность технологических операций, обеспечивающих стабильную работу детектора, а именно: онерацнй подготовки поверхности электродов и надежного вакуумиЯ рования объема камедо давления 10 10 тор.Наиболее близким по технической сущности к предложенному детектору является детектор гамма-излучения с диэлектрическим рассеивателем., содержащий коллектор, отделенный от металлического корпуса диэлектриком, выполненным из неводородсодержащего ма териала 13 . Металлический коллекторвыполнен из материала с высоким атомным номером, например, в виде пластины, и отделен от металлического корпуса двумя слоями диэлектриков,Работд детектора построена на принципе регистрации разности токов комптоновских электронов. возникающихпод действием гамма-излучения в диэлектриках. А именно, при облучениидетектора с диэлектрическим рассеивателем гамма-квантами, направление распространения которьж перпендикулярноплоскости коллектора, в диэлектриках,расположенных по обе стороны коллектора, возникают токи комптоновскихэлектронов. Ввиду того, что материалколлектора. например свинец, эффективно ослабляет гамма-излучение, в цепиколлектора появляется разностный токкомптоновских электронов обоих диэлектриков.Недостатком известной конструкции детектора с диэлектрическим рассеивателем является высокая чувствитель" ность к нейтронам, которая обусловлена реакциями неупругого рассеяния (и и),радиационного захвата (и,) нейтронов на ядрах материала коллектора и реакцией упругого рассеяния (н, н) нейтронов на ядрах материала диэлектрика. Вклад сигнала от нейтронов составляет 5 Е сигнала детектора, а при деформйрованном экранами из свинца соотношении гамма- и нейтронной компонент достигает 15-2 ОЕ.Целью изобретения явлется повышение точности регистрации временной зависимости импульсных потоков гамма-излучения в гамма-нейтронных полях и расширение диапазона линейности амплитудной характеристики.Поставленная цель достигается тем, что детектор гамма-излучения с диэлектрическим рассеивателем, содержащим коллектор, отделенный от металлического корпуса диэлектриКом, выполненный из неводородсодержащего материала, снабжен радиатором комитоновских электронов, выполненным из водородсодержащего материала, заключенного в проводящую экранирующую оболочку, выполненного из неводородсодержащего материала с атомным номером, равным эффективному атомному номеру неводородсодержащего диэлект3 1050380 4рика толщиной, большей длины пробега женной в той же точке поля на ядерномпротонов отдачи, но меньшей длиныреакторе,пробега комптоновских электронов в . Детектор гамма-излучения с диэлектматериале оболочки, установленную .Рическим рассеивателем работает слевплотную к диэлектрику со стороны 5 дующим образом,корпуса,-а коллектор выполнен из При облучении детектора гамма.материала с атомным номером, равным квантами со стороны радиатора, ввидуэффективному атомному номеру неводо- того, что материалы коллектора и неродсодержащего диэлектрика. водородсодержащего диэлектрика подо. -Такое конструктивное выполнение О браны с приблизительно равными эффекдетектора позволяет увеличить. точ- тивными атомными номерами, между ниность регистрации гамма-излучения ми не происходит нарушения электронна ядерных реакторах за счет умень-. ного равновесия и не возникает сигшения вклада сигнала от нейтронов нала от гамма-излучения, Поскольку в сигнал от гамма-излучения вслед материал коллектора 2 имеет низкийствие исключения материалов с высо- атомный номер и его толщина порядка ким атомным номером, обладающих вы мм, то не возникает и значительного соким сечением (и, и,) и (и,) ослабления гамма-излучения в матери- реакций в.поле излучения быстрых але коллектора 2, а, следовательно, нейтронов, и расширить диапазон ли .и значительного разностного тока комп нейности амплитудной характеристики тоновеких электронов в неводородсо-, " за счет уменьшения вклада индукцион- держащем диэлектрике 3. Однако, водо-, нно-наведенного заряда, накапливаю- родсодержащпй диэлектрик 4, обладающегося в неводородсодержащем дизлект- ший повышенным по соавнению с,неводорике, в заряд , протекающий в цепи 25 родсодержащим выходом комптоновских коллектора. электронов создает нарушение электНа фиг 1 и ба иг, изображена схема пред- ,а . и лРонного равновесия в неводородсодерлагаемого детектора, на фиг, 2 - ос- ищем диэлектрике 3 и коллекторе 2, циллограмш, что пРиводит к появлению сигнала в30 цепи коллектора 2. Поскольку сечениеДетектор гамма-излучения с диэлект взаимодействия нейтронов с материаРическим рассеивателем состоит из.ус- лами с низким атомным номером низтановленного в металлическом корпусе ко, вклад сигнала от нейтронов в сиг коллектора 2, окруженного со всех нал пРедлагаемой конструкции"детексторон неводородсодержащим.диэлектритоРа меньше по сравнению с конструкком 3, и радиатора комптоновских элек цией детектора-прототипа, тронов, выполненного из водородсодер- Осциллограмма а, приведенная на жащего материала (диэлектрик 1 4 зафиг. 2, получена от детектора., выключенного в проводящую экранирующуюполненного так, что толщины алюминиоболочку 5, выполненную из материала 40 евого коллектора 2 фторопластового с низким атомным номером, толщиной, диэлектрика 3, водородсодержащего по крайней иере. на порядок меньшей материала органического стекла 4 среднего пробега комптоновских элект- и алюминиевои оболочки 5 составили роков. Толщина диэлектрика 3 между 3 и 0,1 мм соответственно. радиатором и коллектором выбирается 45 ДДетектор был выполнен плоским и соменьше среднего пробега комптоновс.держал три параллельно соединенных ких электронов в материале диэлектрии расположенных одна за другой секка, а толщина коллектора 2 - больше ций. Общая площадь коллектора сосреднего пробега комптонавских элек-. 1531 ставила 153 см . Чувствительность тронов в материале коллектора. Детек детектора к гамма-квантам ис очника тор может быть выполнен плоским вп оским, в . Со составила - (2,1+О 2) 1 О Кл см-Д 2виде цилиндРа или сФеры.На фиг, 2 представлены осциллограм- Предложенный детектор гамма-излумы, полученные с предлагаемого детек". чения с диэлектрическим рассеивате-тора аи вакуумной эмиссионной камеры 55 леи по сравнению с лучшими образцамиЬ. Осциллограмма Ь, приведенная на аналогичного оборудования позволяетфиг, 2 для сравнения, получена с ва- снизить в 17-25 раз вклад сигнала куумной эмиссионной каме ыной камеры. располо от неитронов в сигнал детектора отмгамма"излучения на ядерных реакторах,Детектор позволяет также расширить диапазон линейности амплитудной характеристики приблизительно в 5-0 раз.Предлагаемый детектор обеепечивает увеличение "точности регистра 050380ции гамма-излучения на 103 в. среднем в гамма-нейтронных полях с соотношением компонент (0,4-1,5)"о 2х 10 нейтр/Р см . Вследствие этого становится возможным сократить объем нейтронных измерений . для учета вклада в показания детектора.Фиг.2 щЩЩЦ Заказ 2795/2 Тираж 748 Полписно филиал ПОП Патент , г. Ужгород, ул.ПроектнаяЯ Я