Блок детектирования эквивалентной дозы смешанного гамма-нейтронного излучения Советский патент 1992 года по МПК G01T3/00 

-sj

ю.

Изобретение относится к дозиметрии исжизирующих излучений и может быть применено при оценке радиаци- онной обстановки в поляк смешапиого гамма-нейтронного излучения как в стационарных, так и в импульсных.

Целью изобретения является обес печение однонременно1: О измерения эк Бивалентной дозы, смешанного гамма нейтронного излучения в одной и той же точке радиационного поля излучения, в которую помещается эффективный центр блока детектирования, а также уменьшение погрешности измере - ния эквивалентной дозы Б стационар- ных и в импульсньк полях смешанного гамма нейтронного излучения в жом энергетическом диапазоне. ,

На фиг, изображен блок детекти- рования для измерения экнивалеитной дозы смешанного гa { a eйтpoинpгo излучения; на фиг,2 зависимость дозовой чувствительности дополнительного сцинтиллятора от его массы.

Блок детектирования состоит из внешнего полиэтиленового замедлители 1, прослойки из кадмия 2 внутреннего полиэтиленового замедлителя 3, oc™ новного сдинтгш-пяционного детектора 4j дополнительного сцинтилляционного детектора 5, световода 6, фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 7, оптически связанных между собой, и электрн- 4ecKitx разъемов: высоковольтного 8 и сигнапьного 9.

Блок детектирования работает слё- .дующим образом.

Га11ма-излучекие частично ослабляясь в замедлителе tj2,3 и взаимОдей- ствуя с вещеетвом сцинтилляционных детекторов Л и 5, выэьшает образование фотонов, которые по световоду до стигают фотокатода ФЭУ 7 В ФЭУ 7 происходит преобразование потока; фо тонов, пропорционального поглощенной дозе гамма-излучения, в ,-электричес кий заряд, который также пропорционален поглощенной дозе гамма-излучений через сигнальный рйзъем 9 электрнчес кий заряд передается для дальнейшей обработки. Высокое напряжение кодимое для работы ФЭУ 7, подается на высоковольтный разъем 8,

Нейтроны попадая в блок детакти рования, замедляются в замедпителйк до тепловых энергий. Часть тепловых нейтронов поглощается кадмиеасй прослойкой 2. Другая часть, взаимодей

5

0

ствуя с веществом сцинтилляционных детекторов 4 и 5, преимущественно с веществом основного сцинтилляцион- иого детектора 4, вызывает образование поток а фотонов, который по световоду 6 достигает фотокатода ФЭУ 7,. где преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный эквивапент- ной дозе нейтронного излучейия. При выборе необходимой массы дополнительного сцинтиллятора 5 можно до- . биться того, что полный световой поток от обоих сцинтилляционных детекторов 4 и 5, а следовательно, и суммарный электрический заряд на единицу эквивалентной дозы будет одинаков для нейтронного и гамма-излучения. Примером конкретного выполнения блоков детектирования эквивалентной дозы смешанного гамма-нёйтрониого излучения является блок детектирования, содержащий замедлитель шаровой формы из полиэтилена с прослойкой из

5 кадмия между внутренней и внешней

частями замедлителя, и с размещенным- в центре внутренней части замедлителя сцинтилляционным детектором. Последний состоит из основного сцинтилдя- ционного детектора, представляющего собой светосостав, диспергированный в полиметильштакрилате, и дополнительного сцинтилляционного детектора на основе полистирола. Основной и дополнительный детектор соединены между собой оптическим клеем и посредством световода сочленяются с фотокатодо- , вым ФЭУ. Световод служит для улучшения сбора света от сцинтштяционного

0 детектора, уменьшения влияния технологического разброса в массе дополни - , тельного сцинтилляционного детектора, а также для восполнения массы замедлителя в полости замедлителя,

g где размещается сцинтшшяционный дат-

ЧЩ.

I

Чувствительность дополнительного

сцинтиллятора к гамма-излучению . связана с массой этого сцннтиллятора

0

5

0

соотношением

ч.

-01 М,

где

88

- удельная массовая дозовая

чувствительностьi

Эта формула экспериментально подтверждена измерениями, результаты которых представлены на фиг.2. На фиг.2 приведены} зависимость дозовой чувствительности дополнительного Ьцинтиллятора к гамма излучению от массы М дополнительного сцинтил- лятора (линия, а) и уровень, соответ™ ствующий разности дозовых чувстви- тельностей основного детектора к

NЫ

нейтронному 2 h и гамма-излучению Ч „ (линия б). Точка пересечения этих

го измерения эквивалентной дозы нейт ронного и гамма-излучения в одной и той же точке радиационного поля. Кроме того, уменьшается погрешность измерения за счет использования од-, ного блока детектирования вместо двух. Использование ФЭУ в токовом режиме позволяет также проводить

Изобретение относится к технике измерения ядерных излучений, более конкретно к блокам детектирования эк Бивалентной дозы смешанного гамма- нейтронного излучения. Целью изобре тения является одновременное ние эквивалентных доз гамма-нейтронного излучения в одной и той же точке радиадарнного поля излучения, а Taiose уменьшение погрешности измерения эквивалентной дозы в стационарных и импульсных полях смешанного гамма-нейтронного излучения. Цель достигается тe, что блок детектирования содержит замедлитель и размещенный в нем детектор тепловых нейтронов, на основе сцинтилляционного датчика, имеющий одинаковую дозовую чувствительность к нейтронному и гамма-излучению. Сцинтиллятор датчика состоит из основного сцинтиллято- ра и дополнительного сцйнткллятора на основе полистирола, имеющего определенную массу. Изобретение дает эффект, обусловленный использованием одного прибора вместо двук при измерении эквивалентной дозы смешанного излучения, I з.п. ф-ль, 2 нл,, I табл. е SS

линий определяет массу дополнительно- измерение как в стационарных, так го сцинтиллятора М., при которой достигается равенство дозовых чувст- вительностей блока детектирования k нейтронному („) и гамма-излучению (2 у).

Основные параметры блока детектирования приведены в таблице.

Таблица

в импульсных радиационных полях в широком диапазоне длительностей им пульса смешанного гамма-нейтронног излучения.

5 Применение предлагаемого блока тектирования может дать значительный эффект, обусловленный использо ванием одного блока детектирования вместо двух при измерении эквивале ной дозы смешанного гaм a-нeйтpoнн го излучения и уменьшением времени измерения, или сокращением персона ла при определении дозовых характе ристик полей смешанного гамма-нейт

основного еля, ма

адмиевой и, толщина сцинтилля- детектора детектор

246 мм, полиэти- 20 лен

150 мм, 1 мм

льный де

35 мм

Диск толщиной 1 мм, полученный прессованием смеси из I800 мг полиметилкрипа- та, 340 мг светосостава СЛ6-5 (ZnS{Ag) LiF.

Цилиндр с высотой .jg

около 10 мм и массой 10 г сцинт илляционной пластмассы на ос- нова полостирола

5

25

30

40

50

25 мм, оргстекло ФЭУ 85 А, токовый

ч Указанные параметры блока детектирования обеспечивают равенство до- эовых чувствительностей к нейтронному и гамма-излучению, необходимую дозиметрическую характеристику блока детектирования в диапазоне энергий нейтронов от 1 КЭВ до 14 мэВ и в диапазоне энергий гамма-излучения от 150 кэВ до 10 МэВ и совпадение эффективных центров детектора по нейтронному и гамма-излучению с геометрическим центром замедлителя. Это приводит к возможности одновременнои

измерение как в стационарных, так

0

g

в импульсных радиационных полях в широком диапазоне длительностей импульса смешанного гамма-нейтронного излучения.

5 Применение предлагаемого блока детектирования может дать значительный эффект, обусловленный использованием одного блока детектирования вместо двух при измерении эквивалентной дозы смешанного гaм a-нeйтpoннo- го излучения и уменьшением времени измерения, или сокращением персонала при определении дозовых характеристик полей смешанного гамма-нейт-

5 ронного излучения. Кроме того, умень - шается погрешность измерения эквива- лентов дозы в импульсньпс полях сме шанного гамма-нейтронного излучения,

0 Формула изобретения I

I. Блок детектирования эквивалентной дозы смешанного гамма-нейтронного излучения, содержащий замедлитель и размещенный в нем сцинтилляторный детектор, имеющий дозовые чувствительности к нейтронному п и к пам- ма-излучению t , причем if о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с

0

5

цепью одновременного измерения эквивалентной дозы гамма и нейтронного излучения в одной и той же точке радиационного поля излучения, а также уменьшения погрешности измерения эк- аивалентной Дозы в стационарных и импульсных полях смешанного гамма-нейтронного излучения, в него введен дополнительный сцинтилляторный детектор-, оптически связанный с основным и имеющий удельные массовые чувствитель- 0 нести к нейтронному излучению С„ , к гамма-излучению ffy. ., причем ОС ff , и массу, определенную по формуле

h м

п -gy

М

5

-GI

С)р .- - п 2. Блок детектирования по л.1,

отличающийся тем, что в качестве основного детектора использован сцинтилляторный детектор из

фu&t

9fnн.eд

I g 3 1 S t 71 5 Ю tl ft ft /t ffftj

f. .Фи. 1

Составитель j;;. Кондратенко Редактор О.Филиппова Техред М.ХоМ.лиич Корректор С.Черми