Многосчетчиковый газоразрядный детектор ионизирующих излучений

 

МНОГОСЧЕТЧИКОВЫЙ ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ДЕТЕКТОР ИОНИЗИРУЮиЩХ ИЗЛУЧЕНИЙ с общей для всех элементарных счетчиков газовой средой, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автономной работы каждого элементарного счетчика и исключения их взаимного влияния друг на друга, анодный и опорный изоляторы элементарных счетчиков выполнены в виде многоступенчатого цилиндрического тела, а торцы катодов счетчиков изготовлены по форме изоляторов и образуют с ними многоступенчатый зазор, непроницаемьй для ультрафиолетового излучения. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 49 22

4(51) Н 01 Д 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвторСиоьь свиДЕТЕльСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР !

10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2007411/26-25 (22) 25.03.74 (46) 07.05.85. Бюл. N - 17 (72) А.В. Дмитриев, Н.И. Козлов, А.И. Филатов, A.Â. Фомин, A.Ê. Овчинников, А.Н. Шишмолин и В.К. Алимочкин (53) 539.1.074(088.8) (54) (57) ИНОГОСЧЕТЧИКОВЫЙ ГАЗОРАЗРЯ, 1НЫЙ ДЕТЕКТОР ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ с общей для всех элементарных счетчиков газовой средой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения автономной работы каждого элементарного счетчика и исключения их взаимного влияния друг на друга, анодный и опорный изоляторы элементарных счетчиков выполнены в виде многоступенчатого цилиндрического тела, а торцы катодов счетчиков изготов. лены по Аорме изоляторов и образуют с ними многоступенчатый зазор, непроницаемый для ультраАиолетового излучения.

492225

Изобретение относится к технике регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для оценки энергетических спектров источников гамма-бета-излучения, а также для 5 обычного изб:ерения мощности экспозиционной дозы и плотности потока частиц гамма-бета-излучения.

Многосчетчнковый газоразрядный детектор, состоящий из нескольких 10 элементарных счетчиков Гейгера-Мюлле ра, работающих автономно, обладает следующими эксплуатационными преимуществами по сравнению с обычными счетчиками Гейгера-Июллера: 15 позволяет одновременно с повышением эффективности прибора (за счет развития чувствительной поверхности катодов) снизить его результирующее мертвое время в m раз по сравнению щ с MppTBElM временем отдельного эле- . ментарного счетчика, где rn — число элементарных счетчиков в детекторе; при хорошей идентичности электрических парам тров элементарных счет- 25 чиков и прежде всего величин амплитуд их импульсов при одинаковом напряжении эксплуатации позволяет весьма просто производить оценку энергетических спектров гамма-бета-излучения радиоактивчых образцов, препаратов, руд по числу совпадающих импульсов на выходе схемы включения, т.е. он может быть использован как своеобразный спектрометр; используемая

35 при этом электронная регистрирующая аппаратура достаточно проста и состоит из амплитудного дискриминатора и счетной схемы с малым разрешающим временем.

Зти преимущества многосчетчиковых детекторов выполняются только тогда, когда составляющие их элементарные счетчики работают автономно, независимо друг от друга, т.е. не имеют взаимного влияния.

Детектор, собранный из отдельных элементарных счетчиков, изготовленных обособленно друг от друга, не позволяет реализовать второе преиму- 50 щество многосчетчикового прибора, так как он не обеспечивает идентич ности амплитудных характеристик элементарных счетчиков в течение всего срока службы. Даже счетчики с практи-55 чески одинаковыми амплитудами импульсов, отобранные перед началом эксплуатации, через некоторое время работы (и даже хранения) обнаруживают значительное расхождение этих параметров из-за различного изменения газового наполнения в них.

Известен многосчетчиковый газоразрядный детектор ионизирующих излучений с общей для всех элементарных счетчиков газовой средой.

Такой детекгор представляет собой систему из m пар электродов (анодов и катодов) элементарных счетчиков, помещенных в один общий баллон, наполняемый рабочей смесью газов. В процессе работы такого прибора амплитудные характеристики всех элементарных счетчиков остаются идентичными в любой момент времени вследствие наличия газообмена между счетчиками и, следовательно, одинакового.изменения газового состава в них в течение всего срока службы.

Недостатком такого детектора является то, что счетчики не работают автономно из-за переброса разряда из счетчика в счетчик (взаимного поджига) вследствие наличия микрощелей, по которым газоразрядное ультрафиолетовое излучение проникает из одного счетчика в другой. В результате этого теря тся перечисленные качества многOc leò÷èêîâîãî детектора: малое разрешаю . е время и спектрометрические свойства.

Для обеспечения автономной работы каждого элементарного счетчика и исключения их взаимного влияния друг на друга в предлагаемом детекторе опорный и анодный изоляторы каждого элементарного счетчика выполнены в виде многоступенчатого цилиндрического тела, а торцы катодов счетчиков изготовлены по форме изоляторов, образуя многоколенчатый зазор между ними. При такой конструкции изоляторов и катода газоразрядное излучение испытывает многократное отражение в зазоре, теряет интенсивность, рассеивается и оказывается неспособным проникнуть из одного элементарного счетчика в другой, обеспечивая тем самым отсутствие оптической связи между ними,.т.е. автономную работу.

На фиг. 1 изображен предлагаемый детектор, общий вид; на фиг.2 — конструкция изоляторов и катода элементарных счетчиков; на фиг.3 — схема включения детектора.

4922

Многосчетчиковый детектор имеет стеклянный или металлический корпус

1 и заключенный. в нем набор элементарных счетчиков Гейгера-Мюллера 2, имеющий общий катодный вывод 3 и изолированные анодные выводы 4.

Вариант предлагаемой конструкции катода и изоляторов элементарных счетчиков многосчетчикового детектора, обеспечивающей отсутствие опти - to ческой связи между счетчиками, приведен на фиг.2.

Счетчик состоит из анода 5, катода 6, анодного 7 и опорного 8 изоляторов. Здесь опорный и анодный изоля- 15 торы выполнены в виде цилиндрического тела трехступенчатой формы, максимальный диаметр которогб больше внутреннего диаметра катода, средний диаметр соответствует внутреннему 2О диаметру катода, а минимальный диаметр соответствует внутреннему диаметру специальной кольцевой прокатки, выполненной на катоде на некотором расстоянии от торца.

Многосчетчиковые детекторы включаются по схеме, показанной на фиг.3, где 9 — детектор, 10 — источник питания, 11 — регистрирующее устройство. В момент прохождения

30 ионизирующей частицы через любой из элементарных счетчиков в нем вспыхивает электрический газовый разряд, а на резисторе 12, величина которого составляет 0,01 от номинального зна35 чения анодных резисторов 13, регистрируется импульс напряжения.

При этом благодаря автономной работе

25 4 счетчиков, а также благодаря развязывающему делителю на резисторах 12 и 13 потенциалы на анодах остальных счетчиков сохраняются первоначальными, т.е. счетчики находятся в состоянии ожидания следующей частицы, которая может быть зарегистрирована задолго до окончания мертвого времени, вызванного разрядом в сработав шем счетчике. Таким образом, в течение отрезка времени, равного мертвому времени одного элементарного счетчика, может быть зарегистрирована не одна, а tn частиц, где rn— число элементарных счетчиков в детекторе, т.е. результирующее мертвое время оказывается в rn раэ меньше мертвого времени одного счетчика.

Вследствие этого улучшается разрешающая способность детектора по скорости счета при обычной регистрации частиц.

Если ионизирующая частица имеет высокую энергию, то она способна пройти через несколько элементарных счетчиков и одновременно вызвать в них разряды. В результате на резисторе 12 возникает импульс с двойной или мноI гократной амплитудой. По относительному числу импульсов с многократной амплитудой можно судить об энергии регистрируемых частиц. В этом проявляется новая функциональная возможность многосчетчиковых детекторов с общей газовой средой и автономной работой счетчиков - способность производить оценку энергетических спектров гамма-бета-излучения.

492225

Заказ 2821/3

Тираж б79 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Титова Техред М.Гергель Корректор A.Îáðó÷àð