Устройство для измерения ионизирующих излучений Советский патент 1956 года по МПК G01T1/18 H01J47/08 

Счетчики ионизирующих излучении, чаще называемые счетчиками Гейгера-Мюллера, в настоящее время усоверщенствуются главным образом в направлении снижения рабочего напряжения и увеличения долговечности. Эти два требования не противоречат одно другому. Однако практически в счетчиках всех типов применяются гасящие примеси к наполняющему газу, которые, обеспечивая необходимую закономерность рабочего процесса, т. е. га1нение разряда за короткий промежуток времени (порядка 100 MKcek), одновременно значительно повыша.ют рабочее напряжение счетчика.

Так, например, счетчик низковольтного типа, содержащий смесь аргона с неоном и в качестве «гасителя -пары брома, имеет рабочее напряжение около 350 в. Счетчик, не содержащий примеси «гасителя, так называемый несамогасящийся, имел бы рабочее напряжение в несколько раз ниже. Однако эксплуатация несамогасящихся счетчиков возможна лищь при наличии акой-либо схемы внешнего гашения разряда, например, посредством вентиля, управляемого поступающим от счетчика импульсов. Необходимость применения схем внешнего гашения является препятствием к широкому распространению несамогасящихся счетчиков.

Простейшие из известных схем внешнего гашения устройства не содержат ламп, однако они могут работать лишь при малых скоростях счета, не удовлетворяющих современным требованиям: разрешающее время- этих схем составляет около 10 мсек, требуется же не более 100 MKcek. Достаточно малое разрешающее время обеспечивается ламповыми схемами, которые, однако, не вполне экономичны. Применение холодных тиратронов, удовлетворяя требованию экономичности, не позволяет делать схему достаточно низковольтной, так как почти для всех известных холодных тиратронов требуются источники питания с напряжением не ниже 200 в.

Предлагается в устройствах для изJмepeния ионизирующих излучений с помощью несамогасящихся счетчиков с внешним гащением разряда использовать в качестве вентиле управляемые кристаллические (полупроводниковые) приборы -

триоды, тетроды и др. (транзисторы) . Применение низковольтного несамогасящегося счетчика в сочетании с транзисторами позволяет создать компактные измерители излучений с большой разрешающе способностью и необходимыми эксплуатационными свойствами - долговечностью, экономичностью, малыми габаритами и прочностью.

На фиг. 1-4 приведены варианты принциниальной схемы предлагаемого устройства.

На фиг. 1 приведен вариант схеivibi на транзисторе с проводимостью типа п-р-п. Отрицательный импульс от счетчика Сч поступает на эмиттер Э транзистора Ti через конденсатор Ci, в результате чего резко уменьшается сопротивление между коллектором К. и основанием О. При этом падение напряжения на сопротивлении Ri увеличивается, напряжение на участке 2-5 надает ниже потенциала горения, разряд в счетчике прекращается и счетчик вновь становится чувствительным к излучению. Продолжительность разряда определяется постоянными времени ценей транзистора, которые могут быть сделаны достаточно малыми, а также временем деионизации газа в объеме счетчика.

Выходной имнульс для последующих регистрирующих или измерительных устройств может быть снят в точке / или 2 непосредственно или через дополнительный каскад. Равным образом, при необходимости увеличить входное сопротивление, возможно включить дополнительный транзистор между выходом счетчика и входом гасящей схемы.

Схема с применением транзистора с проводимостью типа р-п-р приведена на фиг. 2. Счетчик Сч включен так, что отрицательный импульс из его анодной цени подается непосредственно на основание О транзистора Г, вследствие чего в п:епи эмиттера Э возникает импульс тока, а сопротивление между коллектором Л и основанием О резко уменьшается и «закорачивает счетчик. В результате разряд прекращается, и счетчик возвращается в исходное состояние.

Схемы, показанные на фиг. 1 и 2. могзт быть видоизменены таким образом, чтобы управлять не непосредственно напряжением питания счетчика, а его источником. В этом случае управляющий импульс подается в цепь транзисторного генератора, от которого производится питание счетчика, и срывает генерацию, снижая тем самым напряжение (на соответствующий промежуток времени).

Увеличение разрешающей способиости счетчика может быть достигнуто путем снижения времени деионизации газа, наполняющего счетчик. С этой целью может быть применена гасящая схема с обращением знака полярности напряжения, питающего счетчик.

На фиг. 3 приведена схема внешнего гашения с обращением полярности, работающая на транзисторе и кристаллическом диоде.

Импульс от счетчика Сч постунает на основание О транзистора 1 через конденсатор Ci и вызывает усиленный импульс jOKa в цепи эмиттера Э. Протекая по первичной обмотке повышающего импульсного трансформатора Тр, этот импульс создает во второй обмотке импульс напряжения, который подается на катод счетчика через вентиль В, Полярность импульса отрицательная. Она устанавливается путем соответствующего выбора направления обмоток трансформатора и полярности вентиля В. Одновременно, аналогично схеме, показанной на фиг. 1. напряжение точки 2 становится близким к нулевому. Полярность напряжения на электродах счетчика оказывается таким образом обращенной немедленно вслед за возникновением импульса и разряд в счетчике прекращается в течение короткого времени. Вслед за этим восстанавливается исходное состояние схемы.

На фиг. 4 .приведена бестрансформаторная схема внешнего гашения на двух транзисторах. Питание схемы производится от источника с заземленным средним выводом. Для обращения полярности напряжения служит специальный транзистор Гг, рассчитанный для работы в качестве симметричного переключателя. Проводимость этого транзистора управляется напряжением на его основании О. Транзистор Т2 может проводить либо в направлении KI-О;, либо И направлении Kz- Oi, создавая гем самым положительное или отрицательное напряжение на аноде счетчика Сч относительно его катода. Управление транзистором Т происходит при помощи импульсов, поступающих через конденсатор С. от усилительного транзистора Ti. Импульс, вырабатываемый счетчиком Сч, поступает на основание транзистора TI через конденсатор Ci, усиливается и поступает на транзистор Tz, проводимость которого «опрокидывается, вследствие чего на анод счетчика

поступает отрицательный потенциал, обрывающий разряд. По прекращении разряда схема возвраш,ается в исходное состояние.

Функции специального транзистора TZ могут быть выполнены группой обычных транзисторов, одни ии которых обладают проводимостью п-р-п, а другие - проводимостью р-п-р.

Предмет изобретения

Устройство для измерения ионизирующих излучений с помощью низковольтного ионизационного счетчика с внешним гашением разряда, осуществляемым посредством вентиля, управляемого поступающим от счетчика импульсом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью исключения необходимости применения специального источника повышенного напряжения для питания схемы гашения, в качестве указанного вентиля применен полупроводниковьп кристаллический прибор (транзистор).