Ионизационно-механическая камера для регистрации ядерных излучений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.XII.1963 (№ 873017/26-25) с присоединением заявок № 888525/26-25 и 893172/26-25

Кл, 21g, 18О1

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Приоритет по п. 1 — 28.Х11.1963; по п. 2 — 18.111.1964; по п. 3 — 01.IV.1964

Опубликовано 26.1 1965. Бюллетень № 5

i 1ПК H 05g

УДК 539.16.08(088.8) Дата опубликования описания 13.IV.1965

Авторы изобретения

Заявитель

ИОН ИЗАЦИОННО-МЕХАНИЧЕСКАЯ КАМЕРА

ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Подписная группа № 97

В ряде случаев при измерении интенсивности излучения или мощности дозы целесообразно преобразование ионизационного постоянного тока от ионизационной камеры в гармонический или импульсный сигнал.

Известны устройства, в которых это осуществляют или с помощью динамического конденсатора, или способом «зарядка — разрядка».

Предлагаемая ионизационно-механическая камера для регистрации ядерных излучений отличается от известных тем, что, с целью преобразования ионизационного тока в им.пульсный сигнал, в межэлектродную область камеры введена сферическая частица с проводящей поверхностью, совершающая колебания между электродами под действием сил электрического поля и силы собственной тяжести.

Для проведения измерений в воздухоэквивалентной среде или в воздухе введенная в межэлектродную область камеры сферическая частица подвешена на нити из изолирующего материала и совершает колебания под действием сил электрического поля, С целью измерения интенсивности нейтронных потоков, на межэлектродные стенки камеры нанесен слой делящегося под действием нейтронов изотопа, например, урана-235.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая ионизационная камера; на фиг. 2— камера для измерения интенсивности излучения в бесстеночной воздухоэквивалентной среде.

Камера (фиг. 1) состоит из верхнего 1 и нижнего 2 электродов, стенки из изолирующего материала 8. В камеру помещена сферическая частица 4 с проводящей поверхностью.

Камера (фиг. 2) имеет расположенные параллельно друг другу пластинчатые электроды 5иб.

В межэлектродную область камеры введена сферическая частица 7, имеющая электропроводную поверхность (диаметр частицы

0,01 — 10 мм), совершающая колебания на

15 нити 8 из изолирующего материала между электродами под действием кулоновских сил и силы собственной тяжести. Частота колебательного движения частицы зависит от заряда последней и от напряженности электри20 ческого поля между электродами, поэтому в случае сохранения постоянства этих величин среднее значение частоты также будет постоянным, Если в цепь схемы включить нагрузочное

25 сопротивление R„, то при перезарядке частицы на электроде, через Л„ потечет ток перезарядки, создающий импульс напряжения, амплитуда которого зависит от заряда частицы, величины нагрузочного сопротивления R„è

30 емкости системы.

168805

Радиоактивное излучение, попадающее в межэлектродную область камеры, будет ионизировать рабочую среду камеры, вследствие чего заряд частицы будет уменьшаться из-за нейтрализации ионами воздуха. Это приведет к уменьшению кулоновских сил, действующих на частицу, и, следовательно, уменьшению частоты колебаний частицы. Одновременно с уменьшением частоты колебаний уменьшается амплитуда импульса, выделяющегося на нагрузочном сопротивлении, котор ая линейно связана с интенсивностью излучения (мощнсстью дозы) .

При облучении межэлектродного объема в цепи будет течь ионизационный ток, величина которого зависит от интенсивности излучения.

В то же время частота колебаний частицы также однозначно связана с интенсивностью ионизирующего излучения независимо от его природы. После соответствующей градуировки по частоте колебаний или амплитудам импульсов измеряют интенсивность излучения или непосредственно мощность дозы радиоактивного излучения.

В случае проведения измерений в бесстеночной воздухоэквивалентной среде или в самом воздухе для избежания «хода с жесткостью» камера выполнена без передней стенки, а электроды и колеблющуюся частицу изготовляют из воздухоэквивалентного материала, причем частица подвешена на нити из изолирующего материала. Длину нити выбирают так, чтобы угол отклонения ее от положения равновесия ср был мал н выполнялось условие:

s in q>;

coscp=1.

Под действием ионизирующего излучения величина кулоновской силы, действующей на частицу, будет уменьшаться, причем при определенной степени ионизации газа колебания частицы вообще прекратятся. При прекращении колебаний достаточно повысить напряжение питания, чтобы они возобновились. Таким образом, может быть осуществлено переключение диапазонов, В случае измерения интенсивности нейтронных потоков стенки датчика покрывают тонким слоем делящегося изотопа, например, U"" при этом часть осколков деления и гамма=квантов будет попадать во внутренний объем камеры и производить ионизацию газа.

Большие потоки нейтронов регистрируют по понизации производимой ими непосредственно в газе, который в этом случае должен состоять нз водородсодер>кащих веществ.

Предмет изобретения

20 1. Ионизационно-механическая камера для регистрации ядерных излучений, содержащая систему из поло>кительного и отрицательного электродов, отличающаяся тем, что, с целью преобразования ионизационного тока в им25 пульсный сигнал, частота и амплитуда которого являются функциями интенсивности излучения, в ме>кэлектродпую область камеры введена сферическая частица с проводящей поверхностью, совершающая колебания меж30 ду электродами под действием сил электрического поля и силы собственной тяжести, 2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью проведения измерений в воздухоэквивалентной среде илн в воздухе, введенная в

35 межэлектродную область камеры сферическая частица, подвешена на нити из изолирующего материала и совер шает колебания под действием сил электрического поля.

3. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что, 40 с целью измерения интенсивности нейтронных потоков, на ме>кэлектродные стенки камеры нанесен слой делящегося под действием нейтронов изотопа, например, урана-235.!

1

1

С

Г

I

1

1

11- 1Иа. 2

Составитель В. Ф. Травкин

Редактор М. И. Бородина Техред Т. П. Курилко Корректор Ю. М. Федулова

Заказ 677/16 Тираж 1025 Формат бум. 60 90 /8 Объем 0,21 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретении .и огкрытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2