СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЭЛЕКТРЕТНОГО ДОЗИМЕТРА Российский патент 1996 года по МПК G01T1/02 

Изобретение относится к технической физике, к технике измерений ионизирующих излучений и может быть использовано в медицине, а также для контроля облучения при выполнении работ, связанных с ионизирующим излучением.

Известен способ поляризации электретов с помощью коронного разряда [1] Недостатком этого способа является то, что при поляризации получаются электреты с равномерным распределением заряда на поверхности и производительность способа низка, так как всякий раз в поляризации участвует один образец.

Ближайшим аналогом является способ поляризации [2] При изготовлении электретов по этому способу поляризуемая полимерная пленка перематывается с одной бобины на другую в поле монополярного коронирующего электрода ножевого или многоигольчатого. Величина поверхностной плотности заряда σv_э получающихся электретов зависит от скорости перемотки пленки, потенциала коронирующего электрода V_к и расстояния h между пленкой и коронирующим электродом. По сравнению с [1] этот способ обеспечивает значительно более высокую производительность.

Основным недостатком этого способа является то, что при поляризации электретов на поверхности полимерной пленки создается равномерное распределение заряда, которое не может быть использовано для определения доз ионизирующих излучений электретными дозиметрами.

Предлагается способ, обеспечивающий возможность такой поляризации полимерной пленки ЭД, чтобы ее можно было использовать для изготовления индивидуальных электретных дозиметров при определении дозы излучения, получаемой персоналом, работающим с рентгеновскими установками или радиоактивными изотопами.

Это достигается тем, что в способе поляризации, включающем протягивание полимерной пленки в коронном разряде, протягивание осуществляют через разрядные промежутки, в каждом из которых существует коронный разряд. Протягивание производят последовательно через заземленные профилированные валики, несущие на своей поверхности изображение букв, цифр, рисунков, количество валиков зависит от интервала измеряемых дозиметров доз.

Способ осуществляется следующим образом.

На схеме показан процесс поляризации полимерной пленки для электретного дозиметра с тремя уровнями значений поглощенной дозы. Полимерная пленка политетрафторэтилена ПТФЭ толщиной 10 мкм, имеющая боковую перфорацию, перематывается от подающей бобины 1 на сматывающую бобину 2, проходя через три заземленных профилированных валика 3, 4, 5. На поверхности каждого валика способом гравировки или травления нанесены цифры в следующей последовательности: на поверхности первого валика (1), на поверхности второго валика (1 2), на поверхности третьего валика (1 2 3). Чтобы не допустить смещения изображения перфорации на пленке, соответствующие ей боковые выступы на валиках устанавливаются таким образом, чтобы цифры, поляризуемые на первом валике точно совпадали с цифрами, поляризуемыми на втором и третьем валиках соответственно. При поляризации в поле коронного разряда 6 процесс измерения электретной разности потенциалов со временем описывается уравнением вида:

где V_эт максимальное значение электретной разности потенциалов;
t время поляризации;
τ_n постоянная поляризуемости, τ_n зависит от потенциала коронирующего разряда V_к и расстояния между пленкой и коронирующим электродом h_n и от h₁, ε₁, γ₁ где h₁, ε₁, γ₁ - соответственно толщина, диэлектрическая проницаемость и проводимость ПТФЭ.

В предлагаемом способе τ_n≈30 c,, V_эт ≈ 2000 В. С учетом τ_n выбирается скорость вращения ω_n, расстояние между пленкой и коронирующим разрядом h_n и потенциал коронирующего разряда V_к таким образом, чтобы максимальное значение электретной разности потенциалом V_эт, получаемое для цифры 1 на последнем валике, не превышало 9000 1000 В, что соответствует первоначальному близкому к линейному участку зависимости V_э f(t). Например, при скорости вращения ω_n=1 об/мин и V_к 20 кВ, если всем цифрам 1 на пленке соответствует электретная разность потенциалов V_эт 600 В, то цифрам 2 V_э2 400 В, цифрам 3 V_э3 200 В. За счет увеличения скорости вращения ω_n и уменьшения потенциала коронирующего разряда V_к удается уменьшить значения V_э1, V_э2, V_э3 до 30, 20, 10 В соответственно. Чем меньше значения электретной разности потенциалов V_э1, V_э2, V_э3, тем меньше максимальные значения дозы, измеряемые дозиметром.

Предлагаемый способ используется при изготовлении индивидуальных дозиметров, которые позволяют эффективно измерять дозы ионизирующих излучений, получаемые при работе с рентгеновским и ионизирующим излучением.

Использование: техника измерений ионизирующих излучений и изготовление персональных электретных дозиметров. Сущность изобретения: полимерная пленка, имеющая боковую перфорацию, перематывается через несколько заземленных профилированных валиков в поле коронного разряда. На поверхности каждого из валиков нанесены выпуклые рельефы в виде цифр, букв, рисунков. Схема поляризации строится таким образом, что элементы поверхностного рельефа последующих валиков содержат элементы предыдущих и движение пленки осуществляется так, что электрические изображения в пленке последовательно накладываются друг на друга. Количество валиков зависит от интервала измеряемых доз. 1 ил.

Способ поляризации электретного дозиметра, включающий протягивание электретной полимерной ленты через электроды в коронном разряде, отличающийся тем, что протягивание производят последовательно через заземленные валики, на поверхности каждого из которых способом гравировки или травления выполнены выпуклые знаки в виде букв, цифр или рисунков, при этом знаки на каждом последующем валике повторяют знаки предыдущего, к которым добавлен один новый, протягивание полимерной пленки относительно валиков осуществляют так, чтобы обеспечить совмещение поляризуемых в одном месте на пленке изображений одинаковых знаков, имеющихся на всех валиках, количество которых выбирают равным числу измеряемых интервалов доз, а поляризацию осуществляют таким образом, чтобы полученная для каждого изображения на пленке электретная разность потенциалов, возникающая в результате поляризации, не превышала максимального значения, ограничивающего участок линейной зависимости между временем поляризации и разностью потенциалов для электрета, поляризуемого в коронном разряде.