(54) ИОНИЗАЦИОННАЯ 4n-KAf-lEPA
Изобретение относится к областиядерного приборостроения и может быть использовано для измерений . характеристик источников и полей ионизирующих излучений, в частности для проверни образцовых гa « a-иcтoчников по активности нуклидов и преци зионных измерений активности нуклидов в растворах, заключенных в ампулы. Известна цилиндрическая ионизационная 4п-камера с колодцем ll,представляющая собой полый замкнутый сос с внешней и внутренней цилиндрическими стенками, служащий потенциальным электродом. Между стенками потенциального электрода расположен цилиндрический собирающий электрод. Цилиндрическая полость, органиченна ближайщей к оси камеры стенкой потенциального электрода и называемая колодцем, служит для размещения в камере источников ионизирующих излуч Эта камера имеет зависимость ток от размеров источников, и прежде вс го от их длины,обуславливающую боль шую погреыность срав.нения активности нуклидов в источниках. Наиболее близкой к предлагаемой является цилиндрическая ионизационная 4п-камера, содержащая цилиндрический потенциальный электрод 1 (см. фиг. 1) с внешней стенкой 2 и внутренней стенкой 3, в средней части которой укреплен короткий цилиндр 4 большего диаметра, и цилиндрический собирающий электрод 5, в средней части которого также укреплен корот«ий цилиндр 6 большего диаметра 21, Известная камера работает следующим образом. При размещении в центре камеры источника -Jf -излучения в объеме между цилиндрическим потенциальным электродом 1 и цилиндрическим собирающим электродом 5 камеры ионизуются молекулы газа и, благодаря разности потенциалов между цилиндрическими потенциальным и собирающим электродами 1 и 5, возникает ионизационный ток, регистрируемый какимлибо электроизмерительным устройством . Измеренное значение ионизационного тока используют для определения активности нуклидов в источнике, поскольку ток, создаваемый в камере излучением источника,пропорционален активности нуклида в нем.
При увеличении длины Т -источников увеличивается доля излучения источников, выходящая через основани внутренней стенки 3 цилиндрического потенциального электрода 1 и не вносящая вклад в ионизационный ток камеры. Однако соответствующее уменьшение тока в некоторой степени компесируется благодаря относительно .йольиим размерам ионизационных объемов в верхней и нижней частях камеры rio сравнению с ионизационным объемом в ее средней части. Это уменьшение объема осуществляют путем размещения в средней части камеры дополнительны коротких цилин.}фов 4 и 6 б: льшего диаметра.
Таким образом, уменьшение зависимости тока камеры от длины источников достигается уменьшением ионизационного объема, а следовательно, и чувствительности камеры.
Вместе с тем характер зависимости тока камеры от длины источника остается таким же, как и для камеры без дополнительных коротких цилинд- ров 4 и б (см. фиг. 2). Эта зависимость несимметрична относительно ценра камеры, совмещенного с центром источника, причем при увеличении длины источников в обоих направления относительно центра камеры ее ток уменьшается. В результате ток, соотаетствукиоий источнику некоторой длины, всегда меньше тока камеры, соответствующего источнику меньшей длины, чем первый источник, при равной активности нуклида и одинаковом коэффициенте самопоглощения излучения в источниках.
Цель изобретения - повышение чувствительности камеры и точности измерения активности нуклидов в протяженных 1 -источниках.
Это достигается тем, что в 4пкамере, включающей собирающий электрод и соосно с ним расположенный цилиндрический потенциальный электрод, ближайший к оси камеры электрод полностью или частично вплоть до одного из торцов электрода выполнен в виде тела вращения, диаметр поперечного Сечения которого монотонно убывает вдоль оси электрода.
Па фиг. 1 изображена известная камера; на фиг. 2 - график, иллюстрирующий характер зависимости тока известгной камеры от длины источников; на фиг. 3 - предлагаемая камера НД фиг. 4 - график, иллюстрирующий характер «зависимости тока пре агаемой камеры от длины источников; на фиг. 5 - модификация предлагаемой камеры; на фиг. 6 - предлагаемая камера с собирающим электродом, частично выполненным в виде усечен; ного конуса; на фиг. 7 - камера с цилиндрическим собирающим электродом на фиг. 8 - график зависимости тока
предлагаемой камеры с алюминиевыми электродами от длины источников; на фиг. 9 - график зависимости, тока предлагаемой камеры со свинцовьлми электродш«1 от длины источников. Предлагаемая камера содержит потенциальный электрод 7 с. цилиндрической стенкой и соосный с ним собирающий электрод 8, выполненный частично в виде цилиндра, частично - в ви Де тела вращения, монотонно сужающе Ж:ося от цилиндра к основанию камеры. Камера работает следующим образом. При увеличении длины источников в пределах цилиндрической части собирающего электрода 8ток камеры убы- ,
5 вает по той же причине, что и в
известной камере - увеличивается доля излучения источника, выходящая через основания собирающего электрода и не вносящая вклад в ионизационный ток камеры.
При увеличении длины источников в пределах сужающейся части собирающего электрода 8 ток камеры возрастает. Это возрастание определяется
5 во-первых, увеличением ионизационного объема камеры в ее половине с сужающейся частью собирающего электрода 8 и, во-вторых, уменьшения доли излучения источников, выходящей
Q через меньшое основание сужающейся части электрода 8 и не вносящей вклад в ток камеры.
В результате увеличивается чувствительность камеры, а характер
зависимости тока камеры от длины источников меняется на CHh ieTpH4HHft относительно центра кагэры (см. фиг. 4). При этом уменьшение тока камеры, связанное с положением одной половины источника, в пределах цилиндрической части собирающего электрода 8, компенсируется увеличением тока, связанным с положением второй половины источника в пределах сужеиощейся части электрода 8. Это позволя5 ®т влияние на ток камеры длины, источников и, тем Сс1мым уменьшить погрешность измерения активности нуклидов в источниках.
Рассматриваемое свойство предлагаQ емой камеры позволяет также в необходимых случаях уменьшить высоту камеры без уменьшения погрешности .измерения активности нуклидов в источниках.
Все сказанное выше о предлагаемой камере, начиная с описания ее работы и далее,целиком относится к модификации предлагаемой камеры, изображенной на фиг. 5. Эта камера включает потенциальный электрод 1 с
0 цилиндрической внешней стенкой 2, внутренней стенкой 3, между которыми расположен цилиндрический собиргиоэлектрод 4. В этой камере ближайшей к оси камеры является стенка 3 потенциального электрода 1, которая
выполнена частично в виде цилиндра, частично в виде тела вращения., монотонно служащего от цилиндра к основанию камеры.
Наиболее существенньо моментом является выбор формы собирающего электрода. Рассчитать оптимальную форму электрода в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия теории, детально описывающей зависимость тока камеры от размеров и формы ее электродов. Исследования показали, что значительная часть собирающего электрода или весь электрод должен представлять собой тело вращения, сужающееся к одному основанию камеры и соответственно расширяющееся в направлении другого основания камеры.
Это могут быть, например, половина псевдосферы, конус, усеченный конус, вытянутый параболлоид и т.д.
Что же касается части электрода, дополняещей рассмотренное выше тело вращения, если оно не составляет вес электрод, то эта часть должна бьггь близкой к круговому цилиндру.
Соотношение между размерами частей электрода, как уже отмечалось, вычислено быть не может. Оно зависит от размеров электродов и соотношения размеров электродов камеры, а также от необходимой степени положительного эффекта. Поэтому в каждом случае рассматриваемое соотношение должно подбираться экспериментально.
Ниже приведено описание двух пар , использованных в экспериментах, и результаты одного из экспериментов. Пары камер отличаются только материалом электродов, электроды одной пары изготавливают из алюминия толщиной 3 мм, электроды другой из свинцовых листов толщиной 1 мм.
На фиг. 6 изображена камера, включаю1чая цилиндрический потенциальный электрод 7 высотой 270 мм и внутренним диаметром 200 мм, собирающий электрод 8 высотой 260 мм, составленный из цилиндра высотой 130 мм и наружным диаметром 55 мм и усеченно,го онуса высотой 130 мм с наружными диаметргши оснований 55 мм и 30 мм.
На фиг.. 7 изображена камера, включающая цилиндрический потенциальный электрод 7 тех же размеров, что и электрод 7 камеЕй на фиг. 6, и полностью цилиндрический собираютдий электрод 8 высотой 260 мм и наружным диаметром 55 мм.
KaMeptd сравнивают по чувствительности к -излучению источника из СО. В результате сравнения камер устанавливают, что чувствительность
предлагаемой камеры с цилиндрическоконическим электродом (фиг. 6) больше чувствительности камеры с цилиндрическим электродом (фиг. 7) на 2,5% для пары камер 6 алюминиевыми электродае ми и на 3% для пары камер со свинцовыми электродами..
Изучение зависимости тока предлагаемой камеры (см. фиг. 6) от длины источников осуществлякзт с помощью
0 -источника из ТО в форме цилиндра малых размеров - высотой и диаметром равных 2 мм. Б процессе измерений источник перемещают по оси камеры в обоих направлениях относительно ее центра.
5 Исследуемая зависимость тока предлагаемой камеры с алюминиевыми электродами представлена графиком на фиг. 8, Аналогичная характеристика предлагаемой камеры со свинцовыми электродами представлена графиком на фиг. 9 Графики на фиг. 8 и 9 ограничены по осям абцисс максимальной длиной стандартных ампул с растворами радио.активных нуклидов. Их вид аналогичен
5 виду кривой на фиг. 2. В пределах погрешности эксперимента оба графика симметричны относительно точек на них соответствующих центру камеры.
Q Рассмотренные результаты позволяют выделить ряд существенных преимуществ предлагае лой камеры, касающихся условий ее эксплуатации. Эти преимущества связанна с повышением
. точности измерений и срстоят в возможности уменызить габариты камер, а вместе с тем уменьшить напряжение питания камер, габариты и массу радиационной защиты.
40
Формула изобретения
Ионизационная 4п-tccu epa, включающая србиракадий электрод и соЬсно с ним расположенный цилиндрический потенциальный электрод, отли5чающаяся тем, что, с целью повыаения точности и чувствительности при измерении активности нуклидов в протяженных f -источниках, ближайщий к оси камеры электрод полностью или частично вплоть до одного из торцов электрода выполнен в виде тела вращения, диаметр поперечного сечения которого монотонно убывает вдоль оси электрода.
Источники информации принятые во Ёиимание при экспертизе
/
Ч
IT
5
«./
/
Гек втн.
.2
Тон
отн.
вд.
.6
t/e.7
MM
fffnt
