1
Изобретение относится к ядерному приборостроению, в частности к приборам для регистрации излучений. Оно может быть использовано в аварийной дозиметрии.
Известно устройство для измерения тока насыщения ионизационной камеры, содержащее блок питания и регулировки напряжения и измеритель постоянного тока, в котором ток насыщения измеряют непосредственно, прикладывая к электродам разность потенциалов, обеспечивающую режим насыщения.
Недостатком известного устройства является принципиальная невозможность измерения тока насыщения в интенсивных полях ионизирующего излучения, когда обеспечение заданной (близкой к единице) эффективности собирания ионов / сопряжено с созданием в межэлектродном пространстве камеры такой напряженности электрического поля, которая приводит к ударной ионизации или пробою газа. Например, для плоскопараллельной камеры с межэлектродным расстоянием см, наполненной воздухом при нормальном давлении, в поле излучения с мощностью дозы PxW р/сек для обеспечения ,99 необходимая разность потецциалов соответствует условию электронного пробоя газа.
Цель изобретения - определение тока насыщения в интенсивных полях ионизирующего излучения.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство содержит функциональный блок, включающий динамический элемент, имеющий выходную характеристику - ана.лог
универсальной характеристики ионизационной камеры, и две идентичные ионизационные камеры, используемые в ненасыщенном режиме, следовательно, при меньших напрял енностях электрического поля.
На чертеже показано предложенное устройство, состоящее из измерительных ион1 лационных камер 1 и 2, компенсационных liaMep 3, блока 4 питания и регулировки напряжения, блоков разностной схемы 5, операционного
блока 6, функционального блока 7 и измерителя постоянного тока 8.
Камеры 1 и 2 через блоки разностной схемы 5, в которую они включены с компенсационными камерами 3, соединены с входами
операционного блока 6, а камера 2 через операционный блок 6 - и с входом измерителя постоянного тока 8. Выходы блока питания и регулировки напряжения 4 соединены с вы оково-льтными электродами камер 1 и 2, а также с входами операционного блока 6, находящегося в схеме обратной связи с блоком 4. Функциональный блок 7, имеющий динамический элемент с выходной характерист1ткойаналогом универсальной характеристики нонизационной камеры, соединен своим входом с
операционным блоком, а выходом - с измерителем постояииого тока.
Устройство работает следующим образом.
На электроды ионизационной камеры 1, находящейся, как и камеры 2 и 3, в иоле излучения, с блока нитания и регулировки нанряжения 4 подают разность потенциалов V, обеспечивающую ее работу в режиме омического участка. Значение Vo можно оценить, рещив дифференциальные уравнения ионизационной камеры относительно вольтамперной зависимости.
- ,/а 1/ 1/ / /р.
V -
- У 3iJ У
где d - коэффициент рекомбинации; k и kz - коэффициенты подвижности положительных и отрицательных «онов в газе, наполняющем камеру; I - заряд электрона. Если выбрать для омического участка эффективность собирания ионов , то для камеры, наполненной воздухом нри нормальном давлении, для любых мощностей доз р/сек можно выбрать Ко 5 в.
На электроды камеры 2 подают цепи ионизационных камер соответственно
возникают токи Io в камере 1, i в камере 2, и а в камере 3. Сигналы to, Ia и i, ia поступают на входы блоков разностной схем 5, которые нроизводят их вычитание. Введение компенсационных камер 3, без внещнего источника их питания и блоков разностной схем 5, на выходе которых сигналы равны io io-ia и i i-is., исключает влияние ионизационного тока fa, имеющего место в ионизационных камерах 1 и 2 при отсутствии внещней разности потенциалов. Операционный блок 6, на входы которого одновременно поступают сигналы Vo, V и to, i, вычисляет аргумент универсальной характеристики ионизационной камеры Q , Vji
и сравнивает его с контрольным значением аргумента вк. В случае команда с операционного блока по схеме обратной связи поступает на блок 4 регулировки напряжения для увеличения УО, а затем производится новое сравнение в с Эк- Проведение сравнения и подачи команд будут продолжаться до тех пор, пока в не станет меньще или равно 0к (в качестве контрольного значения можно взять, например, ,95). Тем самым установивщаяся разность потенциалов V будет обеспечивать работу камеры 2 на промежуточном участке вольтамперной зависимости. При с операционного блока 6 поступает сигнал © на функциональный блок 7, сигнал t -
на измеритель постоянного тока 8. По сигналу с операционного блока функциональный блок 7, включающий динамический элемент, например переменное сопротивление, падение напряжения V на котором в зависимости от плеча х
и , , X имеет вид- : Ф - , аналогичный универ 0V /
сальной характеристике ионизационной камеры ф(в), где УО - падение напряжения на всей длине сопротивления /, определяет значение эффективности собирания ионов .
Измеритель ностоянного тока 8 усиливает ток с камеры 2 в 1// раз и показывает на выходе значение тока насыщения .
Однозначность определенного таким образом значения тока насыщения г„ для данного
пУОг,V
Ко - и произвольных / - вытекает из
универсальной характеристики ионизационной камеры, т. е. такой характеристики, когда зависимость для эффективности собирания ионов / имеет один и тот же вид при любых
междуэлектродных расстояниях и мощностях доз Р.
При см предложенное устройство обеспечивает определение тока насыещния в поле излучения с мощностью дозы Р 10 р/сек
при в, в то время как его неносредственное измерение потребовало бы 30000 в.
Предмет изобретения
Устройство для измерения тока насыщения ионизационной камеры, состоящее из блока регулировки напряжения и измерителя постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью определения тока насыщения в интенсивных полях ионизирующего излучения, оно содержит дополнительную измерительную ионизационную камеру, две компенсационные камеры, операционный блок и функциональный блок, имеющий динамический элемент с
выходной характеристикой - аналогом универсальной характеристики ионизационной камеры, причем выходы измерительной ионизационной камеры и одной из компенсационных, а также выходы дополнительной измерительной ионизационной камеры и другой компенсационной через разностные схемы соединены со входами операционного блока, находящегося в схеме обратной связи с блоком регулировки напрял ения, один из выходов
операционного блока соединен с измерителем постоянного тока, а другой - с функциональным блоком, выход функционального блока соединен с измерителем постоянного тока.
