Способ регистрации ионизирующих излучений

Союз СоветскинСоциалистнческинРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет но делан нзобретеннй н открытнй(71) Заявитель Научно-исследовательский институт ядернои физикипри Томском политехническом институте(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ИОНИЗИРУЮЙИХ ИЗЛУЧЕНИЙ1Изобретение относится к экспериментальной и технической физике и может быть использовано при исследованиях в радиационной химии, в физике твердого тела, а также радиационной технологии материалов.В современной экспериментальной и технической физике для определения ин. тенсивности ионизирующего излучения, а также поглощенной образцом дозы применяются детекторы, дозиметры ионизирующего излучения.Известные способы измерения интенсивности ионизирующего излучения основаны либо на непосредственном измерении тока пучка заряженных частиц с помощью цилиндра Фарадея 11 либо на основе измерения интенсивности вторичных частиц, выбитых. из облучаемойНаиболее близкка к изобретению является способ регистрации ионизирующих излучений, основанный на измерении заряда, образующегося под действием 2излучения на поверхности облучаемой пластины 3.По этому способу детектор вьптолиенв виде нескольких параллельных пластин,изготовленных из материала, проводящего электрический ток. Величина электрического тока, протекающего менсдувнутренними пластинами, является функцией интенсивности мониторируемого пучка ф излучения.я Однако существующий способ детектирования- излучения не позволяет использовать его для определения интенсивности и дозы, полученной образцом, в случае пучка заряженных частиц. Так как измерение интенсивности и дозы проводят по измерению, интенсивносттт вторичных процессов, это вносит дополнительную погрешность в величину определяемой дозы и интенсивности излучения. Во время длительного облучения образцов величитту дозы и инстенсивности можно коктроп:ровать лишь время от времени, что также снижает точность из - мерения.Цель изобретения - повьпдение точ - ности измерения интенсивности и поглощенной дозы излучения путем устранения вносимых пластиной искажений,Поставленная цель достигается тем, что производят накопление заряда на поверхности диэлектрической пластины, помещаемой вблизи разрядного электрода, изменяют расстояние между областью накопления заряда и разрядным электродом до возникновения разряда между ними, измеряют время накопления заряда и число разрядов за период облучения, по которым судят о регистрируемом излучении.Электрический пробой приводит к ээоявлеэппо импульса электромагнитных колебаний и вспышке света, которые регистрируются детектором, Время от начала облучения до пробоя вакуумногс проме - жутка при данной геометрии держателя образца определяет интенсивность ионизирующего излучения. Следовательно, частота следования вспышек света пропорциональна интенсивности, а число вспьпцек света -. поглощенной дозе излучения, Интенсивность падающего потока излучения пропорциональна скопившемуся на образце заряду, Следовательно, э)к. тенсивность излучения можно определить по времени накопления заряда ца поверхности диэлектрического образца до возникновения разряда, Веэпнина пробивного напряжения известна для конкретной геометрии разрядного промежутка. Поглошеэшая диэлектрическим материалом доза и интенсивность излучения могут быть предстввлецьэ следующим образом. доза излучения;число разрядовмасса облученной части образца;энергия пучка излучения;пробивное напряжение ввкуул ного промежутка; ф- длина разрядного промежутка;с - заряд облучвющей частицы(для заряженных частиц)- электрическая постоянная;5- относительная диэлектрическая прокицаемость;- плотность тока пучка излучения;5 - площадь облучаемой частио образца;- время накопления заряда;р, - коэффициент размножения,показывающий сколько заряженных частиц образуется)5 ка поверхности диэлектрического образца при соуда -рении с ним одной заряженной частицы, одногокванта или частицы нейтрально 2 о го излучения,На фип, 1 изображена схема, с помоэцью которой реализуется способ.Устройство содержит место 1 накоп -ления заряда; держатель 2 образца; рвз 25 рядный электрод 3, детектор 4 разряда;на фиг, 2 аб изображены графически:а) экспериментальная зависимостьплотности тока излучения от времени накоплекия заряда иб) экспериментальная зависимостьпоглощенной дозы излучения от числапробоев промежутка соответственно,Использование предлагаемого способамониторировакия пучка заряженных часЗ 5 тиц ипи-излучения при облучениидиэлектрических образцов обеспечивает посравнению с,существующими способа,.ми следующие преимуществаа) универсальность детектирования40 по виду излучения;б) бесконтактный способ измеренияинтенсивности;в) позволяет при облучении диэлектрических образцов, использовать их не 45 посредственно в качестве монитора дозы;г) непрерывность изменения интенсивности излучения во время облученияобразца, что повысит точность измерения интенсивности и поглощенной дозы5 О излучекия.П р и м е р 1, Проводится определение интенсивности и поглощенной позыизчучеэп,я пучка протонов Е - 1,0 МэВцв образце КЯ . )1,вкные по результатами условиям эксперимента приведеныв табл.1. Зависимости Т) ( О ) и ()приведены на фиг.2 и в табл.2."lг МэВ в/м кул 1 10 1,610 8,85 ф 10 1 210 510 0,510 Таблица 2 0,227 0,286 21 30,60 0.2 10 и з б П р и м е р 2. Проводится повторное испытание способа мониторирования для пучка протонов от ЭСГ,5. Условия испытания совпадают с приведенными в примере 1 испытанием. Пучок протонов3 с энергией 1 МэВ направляют на диэлектрическую пластину из КСЕ . Плошадь облученной части образца КС 1 составляет- 2 мм 2, масса лп = 1 г. Изменяя расстояние между разрядным электродом и областью накопления заряда, до 3 биваются возникновения разряда на расстоянии 5 мм вакуум в камере 10 ф), (При дальнейшем уменьшении расстояния частота разрядов растет и при расстоя 40 нии- 2 мм искровой разряд переходит в дуговой. Поэтому, выбор частоты разряда нужно производить, руководствуясь практическими соображениями, исходя из расстояния между электродами разряд 45 ника)Разряд фиксируют, с помощью ФЭУ, а также визуально, Было проведено измерение времени накопления заряда и число зарядов за период облучения для различных по интенсивности пучков про 59 тонов.Используя соотношения 1) и (2), определяют интенсивность пучка протонов и поглощенную диэлектрическим образцом дозу. Результаты повторных ис 55 пытаний совпадают с результатами, при,веденными в примере 1 (табл. 1,2,фиг,2), В ходе повторных испытаний дополнительно установлено, что добиться и фиксировать разряд можно и по поверхностидиэлектрика, передвигая разрядный электрод по поверхности, Однако пробивноенапряжение при этом зависит от состояния поверхности диэлектрика и должноопределяться экспериментальным путем. Форм ула о ретенияСпособ регистрации ионизирующих излучений., основанный на измерении заряда, образующего под действием излучения на поверхности облучаемой пластины, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем устранения вносимых пластиной искажений, производят накопление зарада на поверхности диэлектрической пластины, помещаемой вблизи разрезного электрода, изменяют расстояние между областью накопления заряда и разрядным электродом до возникновения разряда между ними, измеряют время накопленназаряда и поло разрядов за период облучения, по которым судят о регистрируемомизлучении,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вальтер А. К, Электростатическиеускорители заряженных частиц. Госатомиздат, 1963, с. 281.2. Авторское свидетельство СССР388236, кл, 4 01 Т 1/28, 1971.3. Патент США3780304,кл, 250-336, опублик. 1973 (прототип)., Раушск Пате Филиал Ужгород, ул. Проектна Редак Зака 420/37 Тираж ЦНИИПИ Государс ло делам изобре 113035,Москва,Ж-З649венноготений и Подписноемитета СССРткрытийая наб д. 4/5