Детектор альфа-излучения

Изобретение относится к области измерения интенсивности α-излучения и может быть использовано для определения интенсивности α-излучения образцов материалов. Технический результат - повышение чувствительности аппаратуры и ее эффективности за счет устранения влияния на показания прибора α-активности стенок корпуса детектора и образцедержателя, а также неконтролируемых загрязнений внутренних объемов устройства. Это достигается тем, что в детекторе α-излучения, содержащем герметичный корпус с герметизируемым окном для загрузки исследуемого образца и заполняемый рабочим газом, расположенный внутри корпуса датчик излучения в виде пропорционального счетчика, подвижный образцедержатель, блоки питания и преобразования сигнала, согласно изобретению, внутренние поверхности корпуса расположены на расстоянии 1 от активной поверхности датчика излучения, выбираемом из условия 1≥λпр, где λпр - длина пробега α-частицы с максимальной энергией. Образцедержатель установлен между внутренней поверхностью корпуса и датчиком излучения и выполнен подвижным в направлении к датчику излучения с возможностью фиксации на заданном расстоянии от его активной поверхности, причем максимальное удаление образцедержателя от активной поверхности датчика излучения выбрано равным s≥1+t, где t - размер исследуемого образца в направлении перемещения. Кроме того, образцедержатель может быть выполнен так, что его размеры в направлении, перпендикулярном направлению перемещения, меньше соответствующих размеров исследуемого образца. 2 ил.

 

Изобретение относится к области измерения интенсивности α-излучения и может быть использовано для определения интенсивности α-излучения образцов материалов.

Известно устройство для детектирования наличия α-частиц на поверхности металлических предметов (Патент США №4426580, G 01 Т 1/18, G 01 N 23/00, 1987 г.). Оно содержит герметизируемый корпус с входной, детекторной и выходной камерами, через которые проходит транспортер с исследуемыми предметами.

Известно также устройство для измерения интенсивности α-излучения модели «4950», фирма Spectrum Sciences Inc. (США). Оно содержит герметичный корпус с герметизируемым окном для загрузки исследуемого образца и заполняемый рабочим газом, расположенный внутри корпуса датчик излучения в виде пропорционального счетчика и подвижный образцедержатель.

Недостатком известных устройств является низкая чувствительность и эффективность регистрации α-излучения из-за регистрации детектором α-активности стенок корпуса во время измерения фона прибора, а также вследствие регистрации неконтролируемых загрязнений прибора, возникающих в результате загрузки образца с воздуха. Практически на детекторе типа «4950» эти загрязнения и изменения α-активности могут достигать 0,001-0,003 распада с 1 кв.см в час.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является техническое решение по патенту США №2003/0030444 A1, кл.G 01 N 27/62 от 13.02.03 г. В этом устройстве имеется герметичный корпус с герметизируемым окном для загрузки исследуемого образца, и заполняемый рабочим газом, расположенный внутри корпуса датчик излучения в виде полупроводникового счетчика, образцедержатель, подвижный экран, а также блоки питания и преобразования сигнала. Образцедержатель установлен между внутренней поверхностью корпуса и датчиком излучения и выполнен подвижным в направлении к датчику излучения с возможностью фиксации на заданном расстоянии от его активной поверхности. Перед измерением образцедержатель фиксируется в одном положении для размещения образца на минимальном (достаточном для прохода экрана между образцом и датчиком) расстоянии от датчика излучения без изменения указанного расстояния в процессе измерений.

Недостатком устройства-прототипа является низкая чувствительность и эффективность регистрации α-излучения из-за регистрации детектором α-активности стенок корпуса во время измерения фона прибора, а также вследствие регистрации неконтролируемых загрязнений экрана, возникающих в результате загрузки образца с воздуха и заполнении корпуса газом.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение чувствительности аппаратуры и ее эффективности за счет устранения влияния на показания прибора неконтролируемых загрязнений экрана и внутренних поверхностей корпуса, возникающих в результате попадания воздуха и пыли во время загрузки образцов и заполнения корпуса газом.

Данный технический результат достигается тем, что в детекторе α-излучения, содержащем герметичный корпус с герметизируемым окном для загрузки исследуемого образца и заполняемый рабочим газом, расположенный внутри корпуса датчик излучения в виде пропорционального счетчика, образцедержатель, установленный между внутренней поверхностью корпуса и датчиком излучения и выполненный подвижным в направлении к датчику излучения с возможностью фиксации на заданном расстоянии от его активной поверхности, блоки питания и преобразования сигнала, согласно изобретению внутренние поверхности корпуса расположены на расстоянии от активной поверхности датчика излучения, не меньшем длины пробега λпр α-частицы с максимальной энергией, а максимальное удаление опорной поверхности образцедержателя от активной поверхности датчика излучения выбрано равным s≥λпр+t, где t - размер исследуемого образца в направлении перемещения. Кроме того, образцедержатель может быть выполнен так, что его размеры в направлении, перпендикулярном направлению перемещения, меньше соответствующих размеров исследуемого образца.

Выполнение корпуса детектора α-излучения с внутренними поверхностями, расположенными на расстоянии от активной поверхности датчика излучения, не меньшем длины пробега λпр α-частицы с максимальной энергией, позволяет устранить влияние α-активности материала корпуса на показания аппаратуры, поскольку α-частицы, излучаемые материалом стенки камеры, а также пылью, осевшей на ее внутреннюю поверхность, и активным газом, адсорбированным этой поверхностью, не попадут в активную зону датчика излучения и не будут зарегистрированы, т.к. длина их пробега в рабочем газе меньше или равна λпр.

Выполнение образцедержателя подвижным в направлении к активной поверхности датчика излучения в условиях герметизированного корпуса дает возможность помещать испытуемый образец в нужную зону при измерении α-активности. Размещение опорной поверхности образцедержателя на максимальном удалении от датчика излучения, не меньшем s≥λпр+t, где t - размер исследуемого образца в направлении перемещения, позволяет измерять уровень фона, т.е. сумму трех составляющих - уровень фона космического излучения, уровень активности конструкции детектора и уровень активности рабочего газа, заполняющего камеру.

Кроме того, выполнение образцедержателя с поперечными к направлению перемещения размерами, меньшими соответствующих размеров исследуемого образца, обеспечивает устранение влияния α-активности материала образцедержателя на показания детектора в положении измерения, поскольку выступающие за края образца опорные поверхности образцедержателя создают дополнительный фон, который к тому же зависит от степени перекрытия образцом указанной опорной поверхности, т.е. от размеров образца. Устранение этого фона способствует дополнительному повышению эффективности аппаратуры.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция предлагаемого детектора α-излучения; на фиг.2 - форма выполнения образцедержателя.

Детектор α-излучения (фиг.1) содержит герметичный корпус 1 с герметизируемым окном 2 для загрузки исследуемого образца 3 материала. Последний размещается на образцедержателе 4, выполненном подвижным в направлении к датчику 5 излучения с возможностью фиксации в заданном положении. Датчик 5 излучения выполнен в виде пропорционального счетчика с использованием, например, многонитевых электродов рамочного типа, подключенных к блокам питания и преобразования сигнала (на фиг.1 не показаны). Корпус 1 детектора выполнен так, что его внутренние поверхности удалены от активной поверхности датчика излучения на расстояние, не меньшее длины λпр пробега α-частиц с максимальной энергией, испускаемых стенками корпуса, образцедержателем, посторонними частицами и адсорбированным активным газом, например радоном, загрязняющими камеру. Кроме того, максимальное удаление опорной поверхности образцедержателя 4 от активной поверхности датчика 5 выбрано из условия s≥λпр+t, где t - размер исследуемого образца в направлении перемещения. Образцедержатель 4 может быть выполнен с размерами в направлении, перпендикулярном направлению перемещения, не превышающими соответствующих размеров испытуемого образца, т.е. так, что опорная поверхность образцедержателя не выступает за края образца (фиг.2).

Устройство работает следующим образом. Образцедержатель 4 (фиг.1) устанавливается в нижнее положение (обеспечивающее максимальное удаление образца от датчика излучения 5), после чего через герметизируемое окно 2 корпуса 1 на рабочую (опорную) поверхность образцедержателя устанавливается испытуемый образец 3. После герметизации окна 2 внутренний объем корпуса 1 заполняется рабочим газом и производится измерение уровня фона внутри корпуса. При этом благодаря удалению внутренней поверхности корпуса 1 и образцедержателя 4 с образцом 3 от активной поверхности датчика 5 излучения на расстояние, не меньшее чем длина λпр пробега α-частицы с максимальной энергией, датчик излучения фиксирует только три компоненты фона прибора - фон космического излучения, фон конструктивных элементов детектора, фон рабочего газа. При этом α-активность стенок камеры и загрязнений внутренних поверхностей корпуса не регистрируется. После измерения фона образцедержатель 4 перемещается в верхнее положение (образец 3 - на минимальном расстоянии от датчика 5 излучения, пунктир на фиг.1; обычно расстояние между образцом и датчиком излучения составляет 2-5 мм) и производится измерение суммарной интенсивности излучения фона и образца.

Чтобы исключить влияние активности материала образцедержателя 4 на показания аппаратуры во время измерения α-активности образца 3, поперечные размеры образцедержателя (т.е. размеры в направлении, перпендикулярном направлению перемещения, фиг.2) могут быть выбраны меньшими соответствующих размеров испытуемого образца.

Предлагаемое устройство позволяет не только повысить его чувствительность и эффективность, но и уменьшить время измерений, т.к. исключается процесс загрузки образца с воздуха после измерения фона. Кроме того, устранение влияния α-активности образцедержателя на показания прибора дополнительно повышает точность измерений.

Детектор α-излучения, содержащий герметичный корпус с герметизируемым окном для загрузки исследуемого образца и заполняемый рабочим газом, расположенный внутри корпуса датчика излучения в виде пропорционального счетчика, образцедержатель, установленный между внутренней поверхностью корпуса и датчиком излучения и выполненный подвижным в направлении к датчику излучения с возможностью фиксации на заданном расстоянии от его активной поверхности, блоки питания и преобразования сигнала, отличающийся тем, что внутренние поверхности корпуса и образцедержатель с образцом, при максимальном удалении последнего от активной поверхности датчика излучения, расположены от этой поверхности на расстоянии, не меньшем длины пробега α-частицы с максимальной энергией, а образцедержатель выполнен так, что его размеры в направлении, перпендикулярном направлению перемещения, меньше соответствующих размеров исследуемого образца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерений ядерных излучений с помощью устройств для определения пространственного положения ионизирующего излучения, в частности к газоразрядным позиционно-чувствительным детекторам ионизирующего излучения, обеспечивающим регистрацию координаты места взаимодействия кванта излучения с веществом.

Изобретение относится к рентгеновскому ядерному приборостроению и может быть использовано для регистрации заряженных частиц и излучений. .

Изобретение относится к рентгеноспектральному анализу, в частности к устройству гидравлического затвора в системе подачи сжатого газа проточных пропорциональных детекторов.

Изобретение относится к регист-j рации ионизирующих излучений и быть использовано в газоразрядных счетчиках. .

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в газонаполненных счетчиках излучения . .

Изобретение относится к способам повьшения срока службы дозиметрических счетчиков излучений. .

Изобретение относится к области измерительной техники и касается вопросов определения безопасного состояния ядерной энергетической установки. .
Изобретение относится к аэрогамма-спектрометрическим методам и может быть использовано в условиях техногенной аварии, сопровождающейся диспергированием плутония, а также в процессе мероприятий, связанных с ликвидацией последствий этих аварий.

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к приборам радиоуправляемой хирургии, и предназначено для обнаружения местоположения злокачественных новообразований.

Изобретение относится к области обнаружения радиоактивных ядерных материалов и предназначено для обнаружения несанкционированно перемещаемых в ручной клади, грузах и багаже указанных материалов через проходные и контрольно-пропускные пункты таможен и других объектов народнохозяйственного назначения.

Изобретение относится к области атомной техники, связанной с разработкой специализированных радиометрических устройств, необходимых для дистанционного контроля выведенных из эксплуатации ядерных установок.

Изобретение относится к способам измерения радиоактивности объектов, а именно к способам дистанционного обнаружения радиационных выбросов в атмосферу, и может быть использовано для мониторинга состояния приземного слоя атмосферы над различными радиоактивными объектами, например АЭС, складами ядерного топлива и радиоактивных отходов, транспортными средствами с ядерными реакторами.

Изобретение относится к области радиационного контроля объектов окружающей среды и предназначено для определения содержания радия-226 в воде. .

Изобретение относится к области измерений ядерных излучений
Наверх