Дозиметр ионизирующих излучений Российский патент 2021 года по МПК G01T1/06 

Изобретение относится к датчикам и устройствам для определения ионизирующих излучений и/или ионизирующих частиц.

Известен датчик (патент РФ №2455662), содержащий источник заряженных частиц, возникающих под действием нейтронного излучения и упруго деформируемый элемент, источник заряженных частиц выполнен из нерадиоактивного материала, напротив источника заряженных частиц установлен поглотитель заряженных частиц, при этом, по крайней мере, один из них закреплен на упругодеформируемом элементе, установленном на опоре.

Недостатком данного решения является его сложность и возможность определения дозы только одного типа излучения нейтронного.

Известен детектор (патент РФ №2287172), имеющий параллельно расположенные пластины, между прозрачными стеклянными пластинами, имеющими токопроводящие электроды, расположена ферромагнитная жидкость, пластины соединены с источником постоянного напряжения, с балластным сопротивлением и с регистрирующими электрический сигнал устройствами и одновременно для визуализации образующихся на пластинах пространственно-симметричных треков детектор снабжен микроскопом.

Недостатком данного решения является его сложность и возможность определения дозы только одного типа излучения нейтронного.

Известен дозиметр (авторское свидетельство СССР №1026550), содержащий: чувствительный элемент, выполненный в виде пластины из монокристалла с нанесенной пленкой, регистрирующее устройство, пленка чувствительного элемента выполнена из материала с коэффициентом радиационного изменения модуля упругости, отличным от коэффициента радиационного изменения модуля упругости монокристалла, а регистрирующее устройство выполнено в виде измерителя деформации изгиба.

Недостатком данного решения является невозможность измерение величины дозы в виде электрического сигнала

Технической задачей заявляемого решения является: измерение величины ионизирующей дозы в виде электрического сигнала и ее фиксация.

Техническим результатом заявляемого решения является: измерение величины ионизирующей дозы облучения в виде сигнала электрической емкости и ее фиксация.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен дозиметр, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде бипластины из материалов с разными коэффициентами радиационного изменения модуля упругости, устройство измерения деформации изгиба, устройство восстановления формы, при этом, устройство измерения деформации изгиба выполнено в виде емкостного датчика соединенного с измерителем емкости, при этом емкостной датчик представляет собой конденсатор переменной емкости, одна из пластин которого закреплена на торце чувствительного элемента нормально к его поверхности, пластины конденсатора переменной емкости выполнены в виде кругов одинаковой площади, измеритель емкости выполнен с блоком обработки и фиксирования дозы предварительно откалиброванным на измерение различных типов излучения отдельно или совместно согласно заданным типам излучения, устройство восстановления формы выполнено в виде источника тока, подключенного к двум клеммам одного из токопроводящих материалов бипластины.

Возможность достижения технического результата обоснована тем, что при смещении одной пластины конденсатора относительно другой происходит изменение емкости линейным образом пропорционально линейному изменению площади перекрытия пластин конденсатора относительно друг друга, поскольку при достаточно большей длине бипластины ее изгиб практически не изменяет ее линейный размер.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, содержащего чувствительный элемент - 1, выполненный в виде бипластины из монокристалла - 2 и другого материала - 3, имеющих разные коэффициенты радиационного изменения модуля упругости, устройство восстановления формы - 4, при этом, устройство измерения деформации изгиба выполнено в виде емкостного датчика - 5, соединенного с измерителем емкости - 6, при этом емкостной датчик представляет собой конденсатор переменной емкости одна из пластин - 7, которого закреплена на торце чувствительного элемента - 8 нормально к его поверхности, пластины конденсатора переменной емкости выполнены в виде кругов одинаковой площади, измеритель емкости выполнен с блоком управления обработки и фиксирования дозы - 9 предварительно откалиброванным на измерение различных типов излучения отдельно или совместно, согласно заданным типам излучения, при том блок управления и фиксирования дозы соединен с устройством восстановления формы.

Устройство работает следующим образом. Поток ионизирующей радиации падает на чувствительный элемент - 1 и стимулирует в монокристалле - 2 и другом, нанесенном на монокристалл материале - 3 образование дефектов, что влияет на изменение модуля упругости обоих материалов пропорционально величине поглощенной дозы, при этом разные материалы по разному изменяют модуль упругости в зависимости от величины поглощенной дозы, что приводит к изгибу бипластины, таким образом, что угол изгиба бипластины становится пропорционален величине поглощенной дозы, данный изгиб измеряется с помощью пластины емкостного датчика - 5 измерителем емкости. - 6, а затем фиксируются блоком управления обработки и фиксирования дозы - 9, так что, после измерения и фиксации результата - включается устройство восстановления формы - 4 и производится отжиг бипластины для восстановления ее первоначальной плоской формы, готовой к следующим измерениям поглощенной дозы.

Пример 1

Чувствительный элемент, выполненный в виде бипластины из пары материалов ВеО - Al₂O₃ устройство измерения деформации изгиба выполнено в виде емкостного датчика соединенного с измерителем емкости, при этом емкостной датчик представляет собой конденсатор переменной емкости одна из пластин которого закреплена на торце чувствительного элемента нормально к его поверхности, пластины конденсатора переменной емкости выполнены в виде кругов одинаковой площади, измеритель емкости соединен с блоком управления и фиксирования результатов измерений предварительно откалиброванным на измерение нейтронного излучения в пределах 10¹² - 10¹³ рад, устройство восстановления формы выполнено в виде источника тока подключенного к двум клеммам одного из материалов ВеО бипластины.

Пример 2

Чувствительный элемент, выполненный в виде бипластины из пары материалов ВеО - GaAs, устройство измерения деформации изгиба выполнено в виде емкостного датчика соединенного с измерителем емкости, при этом емкостной датчик представляет собой конденсатор переменной емкости одна из пластин которого закреплена на торце чувствительного элемента нормально к его поверхности, пластины конденсатора переменной емкости выполнены в виде кругов одинаковой площади, измеритель емкости соединен с блоком управления и фиксирования результатов измерений предварительно откалиброванным на измерение потока альфа излучения в пределах 10¹² - 10¹³ рад, устройство восстановления формы выполнено в виде источника тока подключенного к двум клеммам одного из материалов ВеО бипластины.

Пример 3

Чувствительный элемент, выполненный в виде бипластины из пары материалов SiO - Si, устройство измерения деформации изгиба выполнено в виде емкостного датчика соединенного с измерителем емкости, при этом емкостной датчик представляет собой конденсатор переменной емкости одна из пластин которого закреплена на торце чувствительного элемента нормально к его поверхности, пластины конденсатора переменной емкости выполнены в виде кругов одинаковой площади, измеритель емкости соединен с блоком управления и фиксирования результатов измерений предварительно откалиброванным на измерение потока гамма излучения в пределах 10¹² - 10¹³ рад, устройство восстановления формы выполнено в виде источника тока подключенного к двум клеммам одного из материалов Si бипластины.

Таким образом, решается техническая задача измерение величины ионизирующей дозы в виде электрического сигнала и ее фиксация электрического сигнала и ее фиксация.

Изобретение относится к датчикам и устройствам для определения ионизирующих излучений и/или ионизирующих частиц. Дозиметр, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде бипластины из материалов с разными коэффициентами радиационного изменения модуля упругости, устройство измерения деформации изгиба, устройство восстановления формы, согласно изобретению устройство измерения деформации изгиба выполнено в виде емкостного датчика, соединенного с измерителем емкости, при этом емкостный датчик представляет собой конденсатор переменной емкости, одна из пластин которого закреплена на торце чувствительного элемента нормально к его поверхности, пластины конденсатора переменной емкости выполнены в виде кругов одинаковой площади, измеритель емкости выполнен с блоком обработки и фиксирования дозы, предварительно откалиброванным на измерение различных типов излучения отдельно или совместно согласно заданным типам излучения, устройство восстановления формы выполнено в виде источника тока, подключенного к двум клеммам одного из токопроводящих материалов бипластины. Изобретение обеспечивает измерение величины ионизирующей дозы облучения в виде сигнала электрической емкости и ее фиксацию. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Дозиметр, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде бипластины из материалов с разными коэффициентами радиационного изменения модуля упругости, устройство измерения деформации изгиба, устройство восстановления формы, отличающийся тем, что устройство измерения деформации изгиба выполнено в виде емкостного датчика, соединенного с измерителем емкости, при этом емкостный датчик представляет собой конденсатор переменной емкости, одна из пластин которого закреплена на торце чувствительного элемента нормально к его поверхности.

2. Дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что пластины конденсатора переменной емкости выполнены в виде кругов одинаковой площади.

3. Дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что измеритель емкости выполнен с блоком обработки и фиксирования дозы, предварительно откалиброванным на измерение различных типов излучения отдельно и совместно согласно заданным типам излучения.

4. Дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что устройство восстановления формы выполнено в виде источника тока, подключенного к двум клеммам одного из токопроводящих материалов бипластины.