Изобретение относится к области радиометрии и может быть использовано для абсолютных измерений активнос ти или мощности внешнего излучения (если не известна схема распада) радиоактивных источников гамма-квантов Известна ионизационная щелевая ка мера, состоящая из дзух концентричес ки расположенных шаровых электродов, щель между которыми служит ионизационным объектом. Источник помещен в центре внутреннего щара. Чувствительность S А/Ки этой камеры определ ется формулой T l7r-3,7..|«J.( fU) -ток камеры А -активность источника, Ки; число гамма-квантов с энергией на один распад; линейный коэффициент истинного поглощения энергии гамма-излучения, 1/см; (М - линейный коэффициент ослабления, 1/CMJ доля энергии вторичных , электронов, затрачиваемая на ионизацию; толщина стенки внутреннего электрода, см; - ширина Ионизационной щели, р - отношения линейных тормозных способностей материала электродов и газа; W - энергия ионообразования, В. Однако известное устройство характеризуется большой погрешностью измерения, складьшакяцаяся из погрешностей, А 5%, ( , fp 1,5%, Vw«0,2%, с которыми известны величины рд, jW, IJ , j и W, входящие в формулу (1) для чувствительности. Поэтому камера применяется только для определения активностей в том диапазоне активностей, где невозможны измерения другими датчиками. Целью настоящего изобретения является увеличение точности измерения. Согласно предлагаемому изобретению указанная цель достигается путем введения дополнительных концентрических сферических электродов, разделенных ионизационными щелями. Суммарная толщина электродов t/miiKc выбирается из условия обеспечения полного поглощения энергии источника Толщина электродов и ширина щелей подбираются в соответствии с формулами численного интегрирования таким образом, что чувствительность SA/Ки камеры определяется вьфажением t nKfce Y -коэффициент, определяе№гй выбранной формулой численного интегрирования; -характеризует выбранный масштаб ионизационных зазоров. Из формулы (2) следует, что ошибка вычисления чувствительности определяется только погрешностями, с которыми известны величины р и to . На чертеже представлено устройство, сечение по оси. Устройство Содержит высоковольтные электроды 1, собирающие электроды 2, ионизационные промежутки 3, источник 4 излучения. Устройство состоит из набора концентрических шаровых оболочек, внутри которых помещается источник разделенный ионизационными щелями. Оболочки являются электродами камеры (нечетные t - высоковольтными, четииге 2 - сйбиранмцими). Все собирающие и все высоковольтные электроды имеют между собой электрический контакт. Ионизационные токи со всех щелей складываются. Устройство работает следуняцим образом. Согласно принципу Врегга-Грея удельная объемная мощность Ру Вт/м излучения, поглощенная в веществе поглотителя, связана с удельной объемной иoиизaiз йeй i v А/м в газовой полости соотношением PV fujiv Если общая толщина t поглотителя обеспечивает практически полное поглощение излучения источника, то для мощности Р излучения источника имеет выражение ffe tMent H|ti.. sine d6 di/, «,(Л где V - объем поглотителя; Гд - радиус внутренней полости; г,б,;;- сферические координаты. Jtf Поскольку Jj d в dq I Ь в ip(r) А/м - это ток из сферической щели единичной толщины радиуса г, то (3) можно свести к интегралу ot ионизации i(r) так что имеет Го + макс Р i(r)dr .(4) о Известны формулы приближенного интегрирования функции (формулы Гаус са и Чебышева) на отрезке от -1 до + п/ 1.дк1(у, (5 где а - веса; - абсциссы; п. - числоУЗЛОВ в приб лиженного интегрирования. Искомый интеграл (4) сводится к интегралу (5) заменой переменной в (4) вида . (0 «: Го Тогда имеем J i(r)dr J i((5-H)+r; о «-1 .(Pd .CV .Q,.li((V,)r,). Здесь (+ 1) Гц глубин поглотителя, на которой расположена К-ая ионизационная щель, так что толвщна К-ого электрода выражается формулой йг г,, - г ( ) для всех щелей, кроме первой. Первая щель расположена на глубине .-- ( , + 1). Здесь занумерован в порядке возрастания. Поскольку i (г) - ионизация в ще ли единичной толщины, то щели должга иметь толщины л 1 (,. a-al, чтобы суммарный ток всех щелей был связан с искомым интегралом (4) соотношением 5 i(r)dr Параметр 41 выбирается таким, чтобы ширина щели находилась в интервале 1-6 мм, т.е. достаточно широкой, чтобы не сказывались погрешности изготовления, но еще узкой, чтобы не нарушался принцип Брегга-Грея. Поставляя (6) в (4) получаем: Р р w - , i, а поскольку Р А 3,7-10 Ц пj-h Vj , то для чувствительности S получаем выражение (2), где G 2 для формулы Гаусса. Значение максимальной толщины стенки 1„аис определяется, например, для поглощения 99,5% энергии из уравненияМ tuwKC 0,995 В е ) где В - энергетический фактор накопления;4 - коэффициент ослабления 1/см. Для меди и излучения кобальта - 60 Ьм«кс 17 см. При выборе для определения интеграла (4) формулы Гаусса с числом узлов п 4, имеем , -0,861; i -0,340, §j +0,340, 4 0,861. Q, Q 0,348; Qj Qj 0,652. Толщины электродов, следовательно, должны быть равны (начиная от центра) 11,8, 44,3; 57,7; 44,3 и 11,9 им. Величина соответствующих ионизационных промежутков могут быть (при л1 0,4 см) (начиная от центра) 1,39; 2,61; 2,61; 1,39 мм. При такой толщине t „„ь, и 41 0,4 см чувствительность S для излучения кобальта - 60 составляет S 3,81 - 10А/Ки. Таким образом, в предлагаемом устройстве, ионизационный ток пропорционален энергии Р, поглощенной в бесконечном поглотителе. В прототиае же он иропорционален энергий, выделИваейся на глубине to поглотителя, Расчет этой энергии требует дополнительно знания коэффициентов ч, ft , ошибка которых вносит дополия ельную явибку в определение чувствительности
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ РАДИОАКТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ, содержащее ионизационную камеру,•' внутри которой помещен источник, о тличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерений, в камеру введены дополнительные электроды, разделенные ионизационными щелями, так что общая толщинаэлектродов обеспечивает полное поглощение энергии источника причем толщи- на К-ого злактрода. _ tMOKC / с _ р ч^ ^k ~ 2 ^H+f Н ''»где t(v,aKc~ общая толщина электродов; k - абсциссы формулы численного интегрирования на отрезке от -1 до +1, пронумерованные в порядке воз- I растания для К >& 1» ^о~ ~П а ширина К-ой щели пропорциональна весу для К-ой ординаты.ш4^ ю •^<UD СО 00
Авторы
Даты
1988-04-07—Публикация
1974-07-19—Подача