Устройство для подсчета электрических частиц Советский патент 1946 года по МПК H01J47/08 G01T1/18 

Предметом настоящего изобретения является устройство для подсчета электрических частиц, вынолненное по принципу счетчика ГейгерМюллера.

Отличительной особенностью этого устройства является применение электронного коммутатора в виде катодного осциллографа, у которого отклоняющие пластины луча включены в цепь счетчика, а контактный электрод расположен на пути катодного луча. При каждом отклонении катодного луча, соответствующем процессу счета, в контактном электроде замыкается цепь какого-либо измерительного прибора, что влечет за собой преобразование импульсов, создаваемых счетчиком, в импульсы одинаковой формы и амплитуды. Частота этих импульсов подсчитывается по среднему значению тока их постоянной составляющей.

На фиг. 1 изображена релаксационная схема, лежащая в основе счетчика Гейгер-Мюллера; на фиг. 2 - кривые напряжения на конденсаторе (А) и тока в счетчике эквивалентной схемы (Б); на фнг. 3 - кривая изменения напряжения в схеме счетчика, на фиг. 4-путь пятна на экраие осциллографа; на фиг. 5 - схема включения осциллографа в предлагаемом устройстве.

В счетчике Гейгер-Мюллера, эквивалентном схеме, изображенной на фиг. 1, между цилиндром и нитью счетчика приложено определенное напряжение. В момент попадания в счетчик /( а-частицы конденсатор С начинает разряжаться и напряжение перебрасывается на сопротивление R, включенное последовательно со счетчиком. Изменения напряжения, на конденсаторе С и тока, протекающего через счетчик К, имеют в релаксационной схеме, как известно, вид, изображенный на фиг. 2А и Б, т. е. после медленной зарядки конденсатора следует быстрая его разрядка.

В счетчиках, выполненных по принципу Гейгер-Мюллера, происходит наоборот - восстановление счетчика к действию (зарядка) определяется величиной RC счетчика и является процессом более равномер№ 66785- 2 -

ным и более быстрым во времени, чем последующая зарядка, как это схематически представлено на фиг. 3. Крутизна зарядки либо постоянна на всем протяжении отрезка времени ti, либо меняется по одному и тому же закону. В известных устройствах регистрирующие приборы строились на основе использования либо одной кривой 1, либо одной кривой Uf. (фиг. 2). При этом основными элементами схемы были тиратроны, для преодоления неизбежной инерции которых приходилось значительно усложнять схему.

В предлагаемом устройстве одновременно используются кривые релаксационной схемы счетчика И и /д.. Подсчет числа импульсов (тока или напряжения), строго одинаковых ло форме и амплитуде, не представляет затруднений. Такой подсчет можно осуществить прибором постоянного тока. Точность такого подсчета зависит от степени идентичности подсчитываемых импульсов. Задача подсчета импульсов, производимых по форме и частоте, решается путем стандартизации этих импульсов. Эта стандартизация импульсов, независимо от их первоначальной формы и амплитуды, производится с помощью электронного коммутатора в виде катодного осциллографа.

Если на одну пару отклоняющих пластин осциллографа подать напряжение Uc (фиг. 2 Л), а на другую - импульс тока / (фиг. 2 Б), то в начале (при восстановлении счетчика к действию), лод действием увеличивающихся разности нотенциалов между первой парой отклоняющих пластин, пятно на экране осциллографа будет перемещаться по прямой Uc, - Uc (фиг. 4). В момент попадания в счетчик электрической частицы будет происходить разряд счетчика (импульс тока) и перелет пятна в исходное положение ло линии Uc, -/„- f/c, .

Следовательно, за время одного периода работы счетчика, соответствующего одной частице, пятно на экране осциллографа лишь один раз пройдет по линии Uc, - Uc,,, возврат же пятна в исходное положение, т. е. в точку Uc,, произойдет по другому пути. Поскольку движение пятна по линии Uc, - Uc, соответствует зарядке счетчика, это движение является строго определенным по времени. Для простоты дальнейщего изложения можно принять скорость движения пятна вдоль Uc, - Uc.. постоянной.

Вследствие этого, независимо от величины и формы тока I,, электрод d (фиг. 4), расположенный на пути пятна, движущегося по линии Uc, - Uc.,, один раз в течение одного отсчета будет как бы «вырезывать весьма узкий импульс тока путем замыкания цепи внешней батареи электронным пучком трубки осциллографа в момент, когда этот пучок будет касаться электрода d.

Эти импульсы (одинаковой формы и амплитуды) будут вызывать в цепи d - ф - к (фиг. 5) постоянную составляющую тока, величина которого будет пропорциональна числу считаемых импульсов.

Предлагаемое устройство, будучи безынерционным, обладает высокой разрешающей способностью.

Предмет изобретения

Устройство для подсчета электрических частиц, выполненное по принципу счётчика Гейгер-Мюллера, отличающееся применением электронного коммутатора в виде катодного осциллографа, отклоняющее луч, пластины которого включены в цепь счетчика, а контактный электрод расположен на пути катодного луча таким образом, чтобы последний замыкал цепь какого-либо измерительного прибора при каж