Калориметр для измерения локальной мощности поглощенной дозы электронного излучения Советский патент 1978 года по МПК G01T1/12 

ватель. Поглотитель калориметра пред. ставляет диск из легкоатомного материала (графята, алюминия) и расположен внутри термостата. С помощью экрана (йлк нескольких экранов) обесйечиваетсй определенный температурный режим (изотермический, адиабатический и т.пЛо unsL ТОГО, чтобы калориметр мог измерять локальную мощность дозы тол«шина поглотителя не должна превышать 10% полного пробега электронов в материале поглотителя. Это осложняет дозиметрию электронного излучения с энергией электронов меньше 1 мэВ. Так, для измерения мощности дозы при энер. гии электронов Е 1,00 мэВ толщина поглотителя из графита не должна пре-. выша-рь 0,26 мм, а при Е 0,3 мэВ мм. Изготовить такой поглотитель н вмонтировать-в него термодатчйк и нагреватель практически невозможно, Это ограничивает использование локально го калориметра для дозиметрии электронного излучения с энергией тронов меньше 1 мэВ„ При измерении с помснаью такого калориметра мощности поглощенной дозы возникают погрешност связанные с наличием в материале пог- лотителя инородных включений с высоки атомным номером - термодатчика и на- гревателя - и неидентичностью распредели ния температуры при градуировке и радиационном нагреве. Цель изобретения - расширение иэ- меряемого диапазона в сторону низких энергий, повышение точности камере, ния мощности поглощенной дозы и упро™ шение конструкции, Это достигается гем, что в нем по глотитель вьшолнен из радиационное и термостойкой токопроводящей пояиимиц™ ной пленки и соединен электрически с измерительным блоком. При этом толщину 4: полиимидной пленки выбирают из условия -fc 0,1 R , где R цлина полного пробега электронов в пленке, чему соответствует -Ь 2О м Электропроводность полнвмианой плев кн иостигается внедрением в основную матрицу графита. Такая пленка имеет отрицательный температурный коэффициент (ТКС) равный О,О8%, Токопроводя-; щая полиимидная пленка выдерживает длительный нагрев до ЗОО С. Конструктивно калориметр может быть вьтияаен одиночным и двойным (диффе- , ренциальным). 5 44I На чертеже изображен предлагаемыйодиночный калориметр, схема, Он включает в себя поглотитель 1 (в ди(|:фбренциальном калориметре два по- глотитедя; один - рабочий, другой - бал ластный), защ№.енный экранами 2, кожух 3, пассивный термостат (медь) 4, медные выводы 5 и измерительный блок 6, Измерительный блок 6 представляет собой мост постоянного тока в одно из плеч которого включен поглотитель. Поглотитель 1 и экраны 2 вьетолнены из одного и того же материала - токопроводящей полиимидйой пленки и закреплены с помошью фторопластового кольца (на чертеже не показано) в алюминиевом защитном кожухе 3. Диаметр отверстия, через кото торое проходит измеряемое излучение, больше диаметра поглотителя 1. С помощью медных выводов 5, соединенных с напыленными на поглотителе электрода - ми, или выводов из материала поглотителя (из полиимидной пленки) поглотитель соединен с измерительным бло- ком 6, В начальный момент времени до об- лучения измерительный блок 6, в одно из плеч которого включен поглотитель 1, разбалансирован. Баланс моста измерительного блока 6 достигается при некоторой температуре Tg, которая выше температуры окружающей среды. Чтобы сбалансировать мост, поглотитель 1 нагревают электрическим током Л, дотемпературы при этом в поглотителе выделяется мощность ),(1) где I (т&) - сопротивление поглотителя при температуре Т. При облучении поглотителя пучком электронов происходит его разогрев за счет поглощения энергии излучения. Те- перь, чтобы сбалансировать мост, через поглотитель пропускают меньший ток, так соблюдалось, равенство (T5).Wu, j - мощность, выделяющаяся в поглотителе в рез; льтате поглощения излучения в материал -поглотителя. авенства (1) и (2) следует, что )(Tg (3) 5 Мощность поглощений в материале погло тителя дозы определяется из выражения р,Р(Тб)) 1Л Ht - масса поглотителя калориметра. Толщина полиимидной пленки, используемой в качестве поглотителя, может составлять несколько микрон, что позволяет производить измерения мощности дозы при энергии электронов начиная со 100-150 кэВ. Диапазон мощностей поглощенных доз, измереннь Х с помощью описьгоаемого калориметра, составлял 10- - 1ОТ рад/с. Выполнение поглотителя из полтшмидной пленки и его электри хеское соедине ние с измерительным блоком выгодно отличает предлагаемый калориметр от известных, вследствие того, что толщина поглоаителя не должна превышать 10% полного пробега электронов, выполнение поглотителя из тонкой полиимидной пленки позволяет измерять мощность поглощенной доэы электронного излучения с энергией до 100 кэВ, верхний предел энергии толщиной поглотителя не лими тируется, что нельзя ..сделать известным калориметром. Поскольку для предлагаемого калориметра не требуются отдельно нагреватель и термодатчик, их функции выполняет полиимидная пленка, служащая поглотителем. Кроме того, он измеряет мощность пог тощенной дозы с большей точностью, че / извес-гаый, так Как в нем постигается полная идентич-. ность распределения источников теплоты при радиационном н градуировочном на4грева. С его помощью значительно упро-. щается градуировка химических пленочных детектороэ и повышается точность градуировки, так как калориметр и органические пленочные химические дозиметры . близки по составу к эффективному атом- ному номеру. Изготовление его дает экономию. Формула изобретения 1.Калориметр для измерения локаль- ной МОЩНОСТИ поглощенной дозы электронного излучения, содержащий поглотитель и измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью расширения измеряемого диапазона в сторону низких энергий, повышения точности измерения и упрощения конструкции, поглотитель выполнен из радиационно- . и .термостойкой токопроводящей полиимид- ной пленки и соединен электрически с измерительным блоком. 2.Калориметр по п. 1, отличающийся тем, что толщина t полиимидной пленки выбрана из условия t 0,1 Т , где Т - длина пробега электронов в пленке. Источнйгси информации, принятые во внимание Щ)й экспертизе: 1.Патент США № 3790794, кл. 250-352, 1974. 2.Шиманекая Н. С. Калориметрия ионизирующих излучений, М., Атомиздат 1973, с. 165. 3.Дмитриев А. К. и др. Дозиметрия и радиационные процессы в дозиметрических системах, Ташкент, . ФАИ, 1972, с. 59.