Низковольтный пропорциональный счетчик радиактивного излучения Советский патент 1985 года по МПК H01J47/06 G01T1/18 

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений а, именно к счетчикам ионизирующих .излучений, .и может найти применение-в ядерной энергетике, физическом эксперименте, дозиметрии. Известны пропорциональные счетчики ионизирз/тощих излучений, работающе в режиме несамостоятельного таунсендовского разряда. Их основкое свойство - пропорциональность амплитуды выходного сигнала на нагрузке счетчика величине ионизации, произведенной ионизирующей частицей в рабочем объеме счетчика. Однако также пропорциональные счетчики, работающие в режиме несамостоятельного разряда, имеют низкое значение коэффициента газового уст леиия (КГУ), требующее высокочувствительной |)ег:истрирующей аппаратуры, сильную зависимость КГУ от величины питающего напряжения, требующую стабипизации источников питания, высокое рабочее напряжение при необходимости использования в счетчике повыщенных давлений, например в высокочувствительных нейтронных счетчиках с гелием - 3, низкую радиационную помехоустойчивость пропорциональных счетчиков, например, при регистрации альфа-излучения на фоне гамма-излучения. Наиболее близким к предложенному техническому решению является пропорциональный счетчик ионизирующего изл гчения с низковольтным неон аргоновым наполнением f2j (например, счетчики САТ-3, GAT-6, GHM-5 и др.). Общим для счетчиков-прототипов и предлагаемого счетчика является пропорциональность амплитуды выходного сигнала величине пер вичной ионизации, вьщеленной в их рабочем объеме. Недостаткаг ш прототипа являются качества, свойственные пропориуонал ным счетчикам, работающим в режиме несамостоятельного разряда, т.е. малая амплитуда импульсов, сильная зависимость амплитуды импульсов от питающего напряжения, высокие рабочие напряжения, низкая устойчивость по отношению к фоновому бета-гаммаизлучению. Целью изобретения является получение коэффициента газового усиления, независящего от приложенного напряжения. Цель достигается тем, что низковольтный пропорциональный счетчик радиактивного излучения с низковольтным неон-аргоновым наполнением работает в режиме стабильного коронного разряда. Для регистрации медленных нейтронов счетчик имеет покрытие, выполненное из ве:ществ, дающих при взаимодействии с нейтронами ядерную реакцию, сопро.вождающуюся вылетом сильноионизирующих частиц. Счетчик наполнен смесью Пеннинга, например неон - аргон или гелий - орган, а к разрядному промежутку приложено напряжение, превышающее порог зажигания стабильного коронного разряда. Через счетчик даже в отсутствие излучения протекает флуктуирующий по величине ток, образующий на нагрузке счетчика импульсы - шумы короны. Ионизация, созданная в рабочем ббъеме ионизирующей частицей, вызывает всплеск тока, образующий на нагрузке рабочий импульс, амплитуда которого Пропорциональна величине первичной ионизации. КГУ в области короны при этом оказывается не зависящим от приложенного напряжения. Предлагаемый счетчик альфа-излучения имеет стеклянный корпус, к торцу которого приварено металлическое кольцо, герметично заклеенное слюдой толщиной 10-11 мкм. Катодом служит тонкий слой алюминия, напыленный на стекло и слюду в вакууме. Анод - металлическая полусфера диаметром 1 мм. Счетчик наполнен смесью Ne +0,5% Ar при общем давлении 500-600 мм рт.ст. Счетчик медленных нейтронов, выолненный в соответствии с изобреением, имеет цилиндрический корус-катод из нержавеющей стали, а внутреннюю поверхность которого анесен радиатор заряхсенных частиц лой аморфного бора плотностью кг/см. Нить - анод диаметром ,1 мм - натянута по оси счетчика с помощью двух герметичных коварстеклянных узлов. В качестве наполнения использована смесь Не +3% Аг ри общем давлений 400 мм рт.ст. В счетчике альфа-излучения короа зажигается при напряжении В. 3 Диапазон рабочих напряжений 300-450 Кмплитуда импульсов при изменении напряжения практически не меняется и составляет 100-120 мВ. Счетчик работает с регистрирующей схемой, имеющей пороговую чувствительность 35 мВ. Фон тамма-излучёния интенсивностью до 50 Р не влияет на характеристики счетчика. Напряжение зажигания короны в нейтронном счетчике 700 В, Счетное плато имеет наклон не более 1-2% на 100 В в диапазоне 800-2000 В. Амплитуда нейтронных импульсов 200300 мВ. Порог чувствительности регистрирующей схемы должен быть 50-60 мВ. Счетчик устойчиво работает при фоне гамма-излучения до 1000 Р. Предложенные счетчики сохраняют основное свойство пропорционального счетчика - пропорциональность выходного сигнала величине первичной ионизации, созданной в рабонем объеме счетчика. По всем остальным па2раметрам они намного превосходят пропорциональные счетчики, работающие в режиме несамостоятельного таунсендовского разряда. Амплитуда импульсов в предложенных счетчиках достигает 100-300 мВ против 0,5-3 мВ у .пропорциональных счетчиков с несамостоятельным разрядом. Это позволяет в 30-50 раз снизить чувствительность регистрирующей аппаратуры. Независимость амплитуды импульсов от питающего напряжения делает ненужной стабилизацию питающего напряжения. Счетчики сохраняют работоспособность в условиях фона гамма-излучения интенсивностью до 10001500 Р/ч по сравнению с 5-10 Р/ч у прототипа. Все перечисленные особенности коронных счетчиков упрощают и уяе-п шевляют регистрирующую аппаратуру, повышают ее эксплуатационные характеристики, расширяют область применения .

1. НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ СЧЕТЧИК РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ с низковольтным неон-арroHOBbJM наполнением, отличающийся тем, что, с целью получения коэффициента газового усиления, не зависящего от приложенного напряжения, счетчик работает в режиме стабильного коронного разряда. 2. Счетчик по п. 1, отличающийся тем, что для регистрации медленных нейтронов он имеет покрытие, выполненное из веществ, дающих при взаимодействии с нейтронами ядерную реакцию, сопровождающуюся вьтетом сильноионизирующих частиц,