Детектор ионизирующего излучения

Госуд мстеннПО ИЗОБРЕТЕНИЯпРи гкнт ссо сооз советснихсОциАлистичеснихРЕСПУБЛИН(ВКД) в п к р ий, и меревышение дозы моно ности измер ня мощностиизлучения. изображена ектора нонь еновлен хема преЛ- рунщего иэ ертеж умнымиами жени сточ ия азотектор ионна т иа размещ орпусе 1 тороп рующего излучениянных в цилнндричес иной стенки 0,8 мм акже ком ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) ДЕТЕКТОР ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕ- (57) Изобретение относится к измерениям ионизирующих излучений и может быть использовано для измерения мощности дозы жесткого рентгеновского или гамма-излучения. Кель изобретения, - повышение точности измерения мощности дозы мононаправленного излучения. Детектор содержит несколько измерительных секций. Каждая секция Изобретение относится к эрнментальной физике, а точне истрации ионизирующих излуможет быть использовано для ния мощности дозы жесткого ре кого или гамма-излучения вак торично-эмиссионными детекто ВЭД), работающая с внешним ником питанил, ионизациоины 1 инаполненными камерэмл и др.,для измерений потока г сйтроно состоит из одного сигнального электрода, расположенного между двумя высоковольтными электродами, В сиг-, нальньо: электродах выполнено одно или несколько сквозных отверстий.Во всех высоковольтных электродах, кропоследнего, выполнено одно или несько сквозных отверстий. Ирнведе- ные диаметры всех отв,ерстий меньше межэлектродного расстояния. Разность отношений суммарных площадей отвер" стий в соседних электродах каждой секции к площадям соответствующихс электродов равна коэффициенту поглощения излучения сплошным электродом. Электроды размещены в порядке убыва- с ния суммарной площади отверстий в них в направлении распространения излучения. В последнем высоковольт-. ном электроде выполнено и отверстий,причем и щ 0,1,2 При измерениях высоковольтные электроды соединяют с одним внешним источником питания, а сигнальные электроды - с одним регистратором, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. умными камерами делениясутствии гамма-фона,Цель изобретения - н1464и ннейним диаметром 50 мм электродов2 - 6, образующих несколько расположенных одна за другой измерительныхсекций, В каждой секции находится поодному сигнальному электроду: 3 - в5одной секции, 5 - в другой, размещенных между высоковольтными электродами 2, 4 и б,Электроды выполнены в виде сфера" 1 Оческих сегментов, полученных формовкой в сферической матрице радиусом55 мм плоских заготовок - металлических дисков, диаметром 44 и толщиной0,35 мм с тремя выступами - "язычками", и соединены между собой тремя .металлическими стойками с отверстиями, При сборке электродной системы"язычки" вводят в отнерстия несущихстоек, загибают и приваривают к пос Оледним точечной электросваркой, Отнерстия в стойках расположены так,что между поверхностями соседнихэлектродов обеспечивается зазор около 1,6 мм. Электрод 2 выполнен сплош ньяи (без отверстий ), а в электродах-3 - 6 выполнено соответственно 23,16, 1, 96 сквозных отверстий диаметроммм, Эти отверстия размещены равномерно по поверхностям элек- ,3 Отродов. Стойки разноименных элек"тродов изолированы от корпуса опорными изоляторами из высокоглинозекистой керамики. Однй из стоек каждого электрода соединена проводникомс соответствующим стандартным метал-.локерамнческим электровнодом 7,установленным на торцовом фланце корпусадетектора. Детектор вакуумируют додавления остаточных газов ниже 1 к 4 О10Па, При измерениях сигнальныеэлектроды 3 и 5 соединяют с регист"ратором, а высоковольтные 2, 3, 6 с внешним источником о питания, Корпус 1 эаземляют,45Работа детектора ионизирующегоизлучения основана на регистрации;.медленных вторичных электронов (ВЭ),выходящих из электродов (эмиттеров)под воздействием ионизирующего излучения. Эти медленные ВЭ собираютсяэлектрическим полем, создаваемымвнешним источником 8 питания, на профтиноположные электроды (коллекторы).Прн облучении мононапранленнымфотонным излучением, падающим .приблизительно перпендикулярно поверхностим элементов со стороныэлектрода6 с максимальной суммарной площадью 707 4отверстий, между соседними электродами возникают токи быстрых ВЭ в направлениях "вперед" и "назад" относительно направления распространения излучения. Токи быстрых ВЭ, переносимых в направлении "нперед с К-го () и К+1-го (1 в ) электродов, связаны с плотностями потоков гамма-квантов 1 и Ч . падающих соответственно на эти электроды, соо тнойениями- вйход быстрых ВЭ иэ сплош-,ных электродов и направлении "вперед" относительнонаправления распространения излучения;Я -площадь сплошного элек-тродааЯ ,Я - суммарные площади отверстий соответственно в К-оми К+1"м электродах системмь 1ц" плотность потока гаммаквантов, падающих на К-йэлектрод после прохождениясплошных участков К+1"гоэлектрода.Здесь нумерация электродов системы осуществляется последовательно,начиная с крайнего, в направлении,противоположном направлению распространения излучения,В предположении,что токи быстрыхВЭ компенсируются в цепи сигнально"е вго электРода, запишем Равенство 1 кф, которое, следуя выражениямвдля 3 к и 1, справедливо при условий выполнения соотношенияЯМ 1Як"Як 1 Я Якгде ь - коэффициент поглощения гамма-излучения сплошным электродом,Выполнение отверстий н соседних электродах, суммарные площади которых удовлетворяют последнему соотношению, одновременно гарантирует компенсацию и цепи сигнального электрода токов быстрых ВЭ, выходящих н направлении назадл, л,Пля электродной системы с электродамн одинаковой толщины последнее соотношение удобно записать в виде .5Е - -- (К)р Кф 2 3 4 , (1)88"8. 8 81 1ФУгде 8, " суммарная площадь отверстий в электроде раэмещенФ10ном последним в направлениираспространения излучения.В электроде, размещенном последним в направлении распространенияизлучения, отверстия выполняют проиэвольЙЬй (заданной эаранее 7 суммарной площадью нли вообще не выполняют и тогда при расчете 8 в осталь.ных электродах по формуле (1) сле"дует положить 8О.В мононаправленном потоке гаммаквантов для тонких электродов посравнению с длиной пробега гамма-излучения в материале электродов ра р й,где р, д - линейный коэффициент оСлабления излучения и толщина электродов соответственно,При энергии гамма-излучейия 1,251,25 ИэВ й описанной выше конструкции детектора с электродами из нержавеющей стали в. которой 8 щ 2,5 смЙ 0,35 мм, 1 ь 0,0142, в электроде 2,(фиг,1), размещенном последним в направлении распространения излучения,отверстий нет, а суммарные площадиотверстий в электродах 3 " 6 равнысоответственно 0,18, 0,365, 0,556и 0,753 смОграничение на диаметр отверстий,который не должен превышать расстоянил между электродами, обеспечивает:Гнезначительное влияние искаженийэлектрического поля в межэлектродномпромежутке на эффективность собирания медленных ВЭ. Установив диаметротверстий 0=0,1 см, рассчитали их45число в электродах 3 - 6 системы поЬ 8.формуле и" - - при К 2 3 4 и 5 идЭ Э1получили и "23, и; 46, п,щ 71 и и фф 96;соответственно.Для отверстий неправильной формыберут приведенный диаметр Р, равныйусредненному по всем углам поворотавокруг осы отверстия расстоянию меж 55ду краями. отверстия вдоль прямой,проходящей через геометрическийцентр. Для достижения эффекта компенсации быстрых ВЭ в мононаправленном, но неоднородном по интенсивности, поле излучения отверстия раэмсщают равномерно по площадям соответствуют щих электродов.Предложенный детектор иониэирую" щего излучения по сравнению с известными позволяет устранить вклад быстрых ВЗ в сигнал, формируемый мед.ленными ВЭ при облучении мононаправленным фотонным излучением, и этим повысить точность измерения мощности дозы на величину от нескольких процейтов до .нескольких десятков процентов в зависимости от энергии гамма-квантов и примерно в два раза при облучении жестким рентгеновским излучением.Формула изобретения1.Детектор ионизирующего излучения,содержащий по крайней мере одну измерительную секцию. в виде сигнального электрода, расположенного между двумя высоковольтными электродами, причем в сигнальном электроде выполнены одно или несколько сквозных отверстий, приведенный диаметр каждого из которых меньше межэлек-"; тродного расстояния, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения мощности дозы мононаправленного излучения, в высоковольтных электродах кроме последнего выполнены несколько сквозных отверстий, приведенный диаметр каждого из которых меньше межэлектродного расстояния, причем разность отношений суммарных площадей отверстий в соседних электродах каждой . секции к площадям соответствующих электродов равна коэффициенту поглощения излучения сплошным электродом и электроды размещены в порядке убывания суммарной площади отверстий в них в направлении распространения излучения, причем в последнем электро- де выполнено и отверстий, где и 0,1,.;22. Детектор по п.1, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что отверстия размещены равномерно.по поверхностям элементов электродов,1464707 Составитель С.КондратенБ.Федотов Техред Л.Сердюкова рректор О,Кравцов Подннсное НТ ССЯ ЭИ 11 Ф "7Производственн-иадательский комбинат Патент , г. .огород ул. Гавари 4566 . ТирамГосударственного комитет113035 р ИОсквар о и 35,ретенням и открытиям нрущская наб д. 4/5