Способ градуировки гамма-дозиметров

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(511 С 01 Т 1/16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСГВУ ис- янии соз ающего на расс мощность Р, где 3 - максимальный източи "й= не б разме- зиметров детекторара и источника асстояние, на которотклонение от закона точника и ком чего источник ределяют знач по зависимост аратора, дР - рабо и компаратора и оп ние мощности дозы(56) 1. Юдин М.Ф. Дозиметрия фотонного излучения. М "Стандарт", 1970, с. 213.2, Юдин М.Ф. Дозиметрия Фотонного излучения. Издательство Комитета стандартов мер и измерительных приборов. М., 1970, с, 214-.215.(54)(57) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ГАММАДОЗИМЕТРОВ в поле источника гамма- излучения, основанный на измерении показаний дозиметра на разных расстояних Я между геометрическими центрами детектора дозиметра и источника и сравнении этих показаний со значениями мощностей доз Р, рас считанных по закону обратных квадратовР- -- , отличающии 1ч с я тем, что, с целью уменьшенияпогрешности измерений при расширении диапазона мощностей доз путемвведения на.малых расстояних поправки на смещение эффективных центров источника и детектора дозиметра, градуируют. дозиметр известнымспособом при значении мощностей дозР ( Р где Р, - максимальная мощность дозы, на которой дозиметрможно отградуировать известным способом в пределах погрешности градуировки, дополнительно снимаютзависимость показаний Р (Р) дозира в поле вспомогательно Р- - не превышает погрешности градуировки, производят дополнительные измерения с помощью прибора-компаратора, снимают зависимость его показаний отв поле вспомогательного источника (М ) и рабочего источника ( й), для каждой из зависимостей Рв (Р), ьвсИ), Нр И) определяют поправку ьР к Р на суммарное смещение эффективных центров: дР - вспомога:тельного источника и детектора дозиметра, дй 1 - вспомогательного исИзобретение относится к областиметрологии и дозиметрии ионизирующих излучений и может быть использовано для градуировки дозиметровгамма и нейтронного излучений приразработке, промышленном выпускеи проверке дозиметров.Известен способ градуировки дозиметров методом замещения 1, прикотором показания дозиметра сравниваются с показаниями однотипногообразцового дозиметра, помещенногов ту же точку поля излучения. Методзамещения позволяет получать большие мощности доз, располагая дози-метры близко к источнику излучения,однако требует отградуированногооднотипного образцового дозиметра,Наиболее близким по своей технической сущности является способградуировки гамма-дозиметров в полеисточника гамма-излучения, основанный на измерении показаний дозиметра на разных расстояниях Я междугеометрическими центрами детекторадозиметра и источника и сравненииэтих показаний со значениями мощностей доз Р, рассчитанных по закону обратных квадратов Р в " 21.гНо закон обратных квадратов выполняется только на расстояниях, многобольших размеров детектора и источника, Недостатком способа являетсяограничение возможности градуировки по данному способу вблизи источника при больших мощностях доз.Введение поправки дй на смещениеэффективных центров детектора иисточника,. т.е, расчет мощностидозы по закону13,(Р+ьй)позволяет расширить границы применения метода в сторону меньших Р, Однако стандартный метод определения ЬР, применяемый при градуировке нейтронных радиометров экстраполяцией к О, зависимости в " от Р.,МГприемлем для дозиметра, который ужеотградуирован или линеен в том диапазоне Р , в котором производятсяизмерения, Поэтому обычно градуируютдозиметры, используя закон Рргна больших расстояниях, при этомградуировки на больших мощностях дозприходится применять источникиизлучения большой активности. Целью изобретения являетсяуменьшение погрешности измеренийпри расширении диапазона мощностейдоз путем введения на малых расстоя 5 ниях поправки на смещение эффективных центров источника и детекторадозиметра.Цель достигается тем, что в способе градуировки гамма-дозиметров10 в поле источника гамма-излучения,основанном на измерении показанийдозиметра на разных расстояниях Ямежду геометрическими центрами детектора дозиметра и источника и сравнении15 этих показаний со значениями мощностей доз Р , рассчитанных по законуобратных квадратов Р - - градуийруют дозиметр известным способомпри значении мощностей доз Р( Ргде Р - максимальная мощность дозы,на которой дозиметр можно отградуи-,ровать известным способом в пределах погрешности градуировки, дополнительно снимают зависимость показаний Р (Р) дозиметра в поле излучения вспомогательного источника,создающего на расстоянии Я =в " 3 р мощность дозы не болееЗО Р , где 2 - максимальный иэ размеров детектора дозиметра и источника, Рмин - расстояние,.на котором1отклонение от закона Й - - не превышает погрешности градуировки, производят дополнительные измеренияс помощью прибора-компаратора, снимают зависимость его показанийот Я, в поле вспомогательного. источника ( Й вс ) и рабочего источфо ника (,й ), для каждой из зависимостей Рвсэ 4 вс (Й) и М (Й.)определяют поправку дР .к й насуммарное смещение эффективных цен 4.тов, АК - вспомогательного источ 45ника и детектора дозиметра, ь Кг. -вспомогательного источника и компаратора, враз - рабочего источникаи компаратора и определяют значениемощности дозыС,Р =С р г 1 ГДЙ Й Раей, -ДР +ДЯ,г (йлй)ФС Р (РйР ) Сг Ма ЙЬЯг) 1с,. й, (й.лР,На чертеже представлена геометрия расположения источника и детек3 1123389 4 тора, где приведены следующие обоз-(аналогично определяются средние начения: источник 1, детектор 2, величины Х, Х 4 1 к и д ) о)Чи и ЫЧд - элементы объема источ- причем знаки 2 и 7 приведены дляи Ь ника и детектора, д - расстояние выбранных на чертеже направлений между ними, Р в . расстояние между 5 осей 7 а величинагд 7 к оп геометрическими центрами источника4 р и детектора. ределяет погрешность применения метода наименьших квадратов на малых Предложенный способ основан нарасстояниях. том, что поправка йР на Расстоянии между геометрическими центрами 1 О И ур ( ) следует чтоИз уравнения (2) сле ет что источника и детектора (или двумя может быть представлено в в ер д а лено в виде любымн другими точками источника рЕ (з) И детектора, условно принятыми зая и/3 их центры), которую нужно вводить в закон обратных квадратов на малых 15 т.е., если ввести к расстоянию Й расстояниях равнапоправку 3 Я = г - г то погреш- Д Ж 4 ность расчета Р по формуле Р =Ср+Ыг определяется величигде дни и ай- смещение центра ис- ной Е, которая не содержит слагаег точника и смещение центра детекто мых, имеющих порядок малости г(Я , ра соответственно, Это подтвержда- где ( Й-максг 7) ется следующим вычислением. олее высокий, начиная с (Мощность дозы Р , усредненная й по объему детектора, геометрический Это значит, что если при вычислении центр которого находится на расстоя по закону обратных квадратов (беэ нии Й от геометрического центра введения поправки) погрешность не источника, определяется выражением будет превышена при работе на расстояниях й( амик то при введении - Ц 2 дЧ Мд (1)и д Ч ,12 ипоправки дЙ к расстоянию та же пог. и А С ЗОрешность .не будет превышена при где Р = - мощность. дозы на рас- Работе на расстояниях РРминг стоянии Й от точеч- причем поскольку1ного источника," ЫЧи и ЙЧд - элементы объема ЧКисточника и Чд де- сг/ртектора Р - распределение актив- то для Расстоянии армии и киминмкиг ности по объему источ- имеем соотношение ника; Рмии Рд - зависимость чувстви 1,гй тельности по объему мин мин1детектора, у 1 Яа с 1 - расстояние между элеили поскольку г( - я ( ру у 2 ( Р - максимж дЧ-дч мальный иэ РазмеРов детектоРа илий и Аисточника) имеет соотношение С - мощность дозы на еди 45 ничком расстоянии,)Мин Это выражение можно. представить . , 2 2 мк"1мни в виде ряда по степенямследуР ющим образом Следовательно, максимальная мощ-2 -2 -1 72 -1 50 ность дозы для заданной погрешносг -г г +г Х Х + +9 Р и д з и д и д и д . ти, полУчаемаЯ пРи гРадУиРовке, Увей й рг яг личивается в )м 1 раэ, во столь+у.г у ко же раз уменьшается активность +2 и д и д нСф 6 - +: - +источника требуемого для градуиров Юки при заданном значении мощности где 7= 2 Р ЗЧ 1 г д гР,Д. дозы и иТаким образом, введение ри расД .4 чете мощности дозы поправки лЯ к5 112338 расстоянию позволяет помещать детектор ближе к источнику и пользоваться поэтому источниками меньшей активности, при этом погрешность определения мощности дозы не увеличивается5Из соотношения (3), следует что ЛЯ = гд - с те. ЬЮд = и аЯ=2, таким образом, .в рассматриваемом приближении поправки на смещение эффективных центров источника и детектора независимы и аддитивны. Это дает возможность определять ьР по измерениям с помощью дополнительного компаратора, конструкция которого обеспечивает его линейность в диапазоне больших мощностей доз, Таким компаратором может быть, например плоскопараллельная ионизационная камера с хо- . рошей геометрией ионизационного 20 объема, Обеспечить линейность самих градуируемых дозиметров обычно не удается, особенно при больших мощностях доз, так как требования линейности несовместимы с требованиями, которые предъявляются к дозиметрам на большие мощности доз вследствие тяжелых условий эксплуатации, в которых они должны надежно работать. 30Искомая поправка ЬР в законе обратных квадратов при градуировке дозиметров с помощью рабочего источника может быть вычислена, если известны следующие величины(3) иья знметра яр От РВ поле вспомогательного источника в относительных единицах снимает Я =ьЯ -ьЯ (3)т.е. поправка к закону обратныхквадратов при.измерениях йв(Р)дозиметром со вспомогательным40источником,2 К ВСт.е. поправка при измерениях И (Я)дополнительным компаратором со вспомогательным источником,з ьк ьи, (цт,е. поправка при измерениях .Мр(Я)дополнительным компаратором и рабо.чим источником где Ои Ь Як 56смещение эффективного центра вспомогательного источника и компаратора соответственно,Решение системы уравнений(5) позволяет определить ьР =-ьР, по формулеЬР ЬЯ 1 ЬЙ 2 йй (6 Поскольку р ( )я+и,) вс ( 1) 18 с(Я "Ят) где й зависит только от отношениямощностей доз от вспомогательногои рабочего источников, то значениемощности дозы, которую должен показыватЬ дозиметр на расстоянии Й отисточника, определяется по формулевс( ) Р 3(Я Я 1 в 1 ь 12 Величины РО Я+сЯ), Ив (Я+И) ИМР (Я+Ьй) 2 не зависят от Я только в том случае, когда Е 1, т.е.они являются медленно меняющимисяфункциями Я, и если погрешностьизмерений величины Рвс, Н ипозволяет выявить эту зависимость,то Р вычисляется по формуле (7),а если нет, то Р вычисляется поформуле1 где С 1,. С 2 и С - средние значения величин РвсЯ+ьЯ 1) ф Мрс (Я+ЬЯ) и Й (1+3 ) соответственно.В качестве Я может быть.исполь-. зовано не только расстояние между геометрическими центрами источника и дозиметра, но и расстояние Р, отличающееся от Й на произвольное .слагаемое, т,е. положение нуля отсчетного устройства может быть произвольным. Учет этого слагаемого производится при определении соот-. ветствующей поправки к расстоянию,Градуировка дозиметра но предложенному способу состоит в следующем.Дозиметр градуируют на малых мощностях доз РР , где Р - максимальная мощность дозы, при которой дозиметр может быть отградуирован любым известным способом.Подбирают вспомогательный источ,ник такой чтобы на расстояния, больших в " ОЯ , он создавал мощности доз, при которых дозиметр отградуирован. На этих расстояниях в поле вспомогательного источника измеряют. зависимость показаний до,У Заказ 2914/6 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, МосквТираж 748 . Подпиственного комитета СССРобретений и открытий