Способ измерения интенсивности ионизирующего излучения с помощью дозиметрического прибора на газоразрядном счетчике Гейгера-Мюллера Российский патент 2021 года по МПК G01T1/16 

Изобретение относится к области радиационной дозиметрии, а именно к измерению мощности дозы гамма-излучения и может быть использовано в технических средствах радиационной разведки на газоразрядных счетчиках Гейгера-Мюллера.

В рабочем состоянии на счетчик подается постоянное высокое напряжение порядка 400 вольт. При регистрации ионизирующей частицы или гамма-кванта между электродами возникает однократный кратковременный газовый разряд и на аноде счетчика формируется электрический импульс, который в свою очередь поступает на измерительную схему прибора.

Коэффициент пропорциональности между мощностью дозы гамма-излучения и средней частотой импульсов у исправного счетчика сохраняется практически в течение всего жизненного цикла прибора.

Это свойство счетчиков обуславливает метрологические характеристики всего прибора в целом и обеспечивает достоверность проводимых измерений.

Однако, у отдельных образцов счетчиков может наблюдаться так называемый «эффект двойных или многократных лавин». Он проявляется в том, что у счетчика имеется некоторая вероятность при регистрации одного гамма-кванта сгенерировать несколько импульсов.

Это приводит к тому, что показания прибора могут увеличиваться на величину, превышающую предел допускаемой погрешности. С одной стороны эффект двойных лавин можно учесть во время проведения поверки и градуировки прибора в соответствующих метрологических органах, однако с другой стороны, данная поправка градуировки будет актуальной непродолжительное время.

Это обусловлено тем, что вероятность появления ложных импульсов может произвольно меняться во времени, поэтому их влияние на результат измерения можно временно скомпенсировать только при градуировке прибора, а во время последующей эксплуатации не исключено, что спустя некоторое время погрешность превысит допустимые пределы.

Экспериментально было установлено, что ложные импульсы могут появляться только в качестве повторных как следствие реальной регистрации ионизирующей частицы. Причем их появление происходит в интервале времени от 10 до 300 мкс после первичного срабатывания счетчика.

Известен способ борьбы с ложными импульсами газоразрядного счетчика [1], заключающийся в том, что в случае появления у газоразрядного счетчика ложных импульсов подается специальный сигнал, свидетельствующий о том, что результаты измерений имеют ненормированную погрешность, а сам счетчик подлежит замене в ремонтных органах.

Данный результат достигается тем, что в измерительную схему введен дополнительный счетный канал, имеющий временную задержку, включающуюся после регистрации ионизирующей частицы. Таким образом ложные сигналы, генерируемые газоразрядным счетчиком не проходят на пересчетную схему. Если количество импульсов, зарегистрированных в основном канале превышает число импульсов, зарегистрированных в дополнительном канале на величину, превышающую заданный порог, подается сигнал на специальный индикатор, свидетельствующий о наличии ложных импульсов на газоразрядным счетчике.

Недостатком данного технического решения является то, что при появлении ложных импульсов прибор не пригоден для дальнейшего использования, а счетчик подлежит замене на исправный.

По совокупности отличительных признаков данное изобретение принято за прототип.

Задача настоящего изобретения заключается в полном исключении возможности возникновения ложных импульсов на газоразрядном счетчике.

Поставленная задача решается тем, что после регистрации ионизирующей частицы отключают питающее напряжение на аноде счетчика на фиксированный интервал времени, достаточный для завершения переходных процессов в счетчике, после чего подают питающее напряжение на счетчик, а интенсивность излучения оценивают по отношению числа зарегистрированных импульсов к суммарному времени, в течение которого на счетчик подано питающее напряжение.

При отключенном питающем напряжении счетчик не генерирует никаких импульсов, в том числе и ложных. Неучтенные ионизирующие частицы, попавшие в счетчик во временные интервалы, когда он нечувствителен к излучению, не оказывают влияния на результат измерения, так как эти временные интервалы также не входят в расчет.

Реализация настоящего изобретения позволяет не допустить возникновения ложных импульсов у газоразрядного счетчика и тем самым исключить появление связанной с этим дополнительной погрешности измерения.

Кроме того, можно будет использовать счетчики, полностью потерявшие свою гасящую способность и непригодные для их применения обычным способом в существующих приборах. Это обусловлено тем, что функцию гашения теперь выполняет не внутренний газ счетчика, а электронная схема.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пат. 2685045, Российская Федерация. Способ повышения достоверности радиационных измерений при использовании в качестве детектора газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера/ Глухов Ю.А., Садовников Р.Н., Румянцев CO., Лукоянов Д.И., заявитель и патентообладатель ФГБУ «33 ЦНИИИ» Минобороны России - №2018109811; заявл. 20.03.18; зарег.16.04.19.

Изобретение относится к области радиационной дозиметрии. Способ измерения интенсивности ионизирующего излучения с помощью дозиметрического прибора на газоразрядном счетчике Гейгера-Мюллера дополнительно содержит этапы, на которых после регистрации ионизирующей частицы отключают питающее напряжение на аноде счетчика на фиксированный интервал времени, достаточный для завершения переходных процессов в счетчике, после чего подают питающее напряжение на счетчик, а интенсивность излучения оценивают по отношению числа зарегистрированных импульсов к суммарному времени, в течение которого на счетчик подано питающее напряжение. Технический результат – повышение достоверности измерений интенсивности ионизирующих излучений.

Способ измерения интенсивности ионизирующего излучения с помощью дозиметрического прибора на газоразрядном счетчике Гейгера-Мюллера, заключающийся в исключении влияния ложных импульсов счетчика на результат измерения за счет исключения самой возможности возникновения ложных импульсов, отличающийся тем, что после регистрации ионизирующей частицы отключают питающее напряжение на аноде счетчика на фиксированный интервал времени, достаточный для завершения переходных процессов в счетчике, после чего подают питающее напряжение на счетчик, а интенсивность излучения оценивают по отношению числа зарегистрированных импульсов к суммарному времени, в течение которого на счетчик подано питающее напряжение.