Калориметр локально поглощенной дозы ионизирующего импульсного излучения

 

Своз Советскнк

Соцналнстннесннк реогублнк

ОП И изоьеитиния к ьвтоескомч свидательствю (6l) Дополиительиое к авт. свил-ву

{22) Заявлеио03.12.75 {2г) 2195499/26-25 (и) 533 1S9

{5й) М, Кл, Ст 01 Т 1/12 с црисоелияеииек эаявки ¹

Гвсуйарсти«ай «еегет

@фага М««««г«ев CCCI

e6., лвю «мбрвгеиа

«4г«фггт«Й

{23) Приоритет (43) Опубликоваио 25.10.773вллетеиь ¹ 39 (4б) Дата опубликования on гсаиия 28.10.77

{Д) УДК 539.1.074.9

{088,8) (72) Латор изобретения

Ю. М. Перескоков (7i) Заявитель (54) КАЛОРИМ ЕТР ЛОКАЛЬНО ПОГЛОЯЕННОЙ ДОЗЫ

ИОНИЗИРУЮШЕГО ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к калориметрии ионизируюших излучений и может быть использовано при измерении поглошеииых доз импульсного излучения в радиационной .. хи» мии и при исследовании радиационной стойкбг."ти материалов.

Известен .каггориметр локально поглошенной до"«г ионизируюшего излучения, включаюший рабочее тело, в котором выделяется тепло при поглошенйн излучения, датчик g температуры и градуировочный нагреватель, расположенные внутри рабочего гела, измерительное устройство для определения температуры рабочего гела, градиуровочный источник энергии и коммутатор источника д энергии, нагреватель и измерительное устройство 11).

Наиболее близким данному изобретению техническим решением является калориметр локально поглошенной дозы ионнзнруюшего импульсного излучения, включаюший рабочее тело, в котором выделяется тепло прн поглошении излучения, датчик температуры в виде термистора и градуировочный нагреватель резисторного типа, расположенные внутри ра-щ бочего тела, измерительное устройство для определения температуры рабочего тела по электросопротивлениго термистора,rрадуи ровочный источник энергии и коммутатор источника энергии, нагреватели и измерительного устройства(2 .

При измерении импульсных излучений большой мошностн (10 - 10 рад/имп) условия, измерения с помощью описанного калориметра сушественно отличаются от условий калибровки, т. к. последняя не носит импульсного характера, а производитcs нагревом п к помоши постоянного электрического тока. Наличие электроиэоляцин и, следовательно, теплоизоляции термодатчМка приводит к возникновению градиента температуры между рабочим телом и термодат чиком и к увеличению времени устанввления теплового равновесия. Наличие электрических выводов как нагревателя так и термодатчнка увелггчивает теплообмен калориметра со средой, вследствие чего последний будет различным прн калибровке и измерении излучения, так как время калибровки сушественно больше длительности импульса иэ

533.1 R9 пучения. Все это ухудшает точность измере ний импульсного излучения.

lienü изобретения — повышение точности измерения путем создания одинаковых reMперятурных условий в рабочем теле при гра дуировке и измерениях.

Поставленная цель достигается тем, что датчик температуры служит градуировочнъ м нагревателем и выполнен нз попупроводникового терморезистивного материала, на- щ пример, л Те,, а градуировочный источник энергии содержит электрическую емкость, заряжаемую капиброванным источником напряжения, причем нагреватель-датчик температуры выпопнен s виде llo крайней )5 мере одного слоя, находяшегося в тепловом и эпектрическом контакте с рабочим телом, Во время калибровки кяпориметра нагреватель отключен or измеритепьного устройства. Емкость заряжается îr капиброванного 20 источника напряжения и затем с помошью коммутатора разряжается через cotlpoTHBlIeние нагревателя, Напряжение на емкости будет изменяться по известному закону

Я„(т)с

0=0 я

7 где Оо — напряжение калиброванного источник&

С вЂ” емкость; ЭО R V — сопротивление нагревателя, зависян шее от температуры.

Выражение дпя Я„(Т) имеет вид т -т н(+) н(Т )е „т гдето (Т ) — солротивпение нагревятепя при н о начапьной температуре Т„в момент времени to =0; 40

В - параметр терм о рези с ти вного материала.

Нагревание слоя полупроводника приводит к резкому падению его сопротивпения и, спедоватепьно, K уменьшению постоянной 45 времени цепи разряда. Причем, время разряда емкости через нагреватепь из упомянутого материала составляет 20-30 м. В резупьтате вся энергия запасенная в емкости выдепяется в нагревателе и путем теппо- Ю проводности передается рабочему телу, чему способствует хороший тепповой контакт нагре. ватепя с рабочим телом. Постоянная времени установления теплового равновесия много меньше постоянной времени процессов тепло- 55 обмена калориметра со средой, т. е. потерями тепла за время калибровки и установпения равновесия можно пренебречь. Приряшение температуры рабочего тела после установления равновесия определяется, в ос - 60

4 новном, энергией, выдепившейся в НЕ!Т ревате пе, массой рабочего тепя и теппофизическими свойствами материала тела, TAK как масса нагреватепя мала и составляет не более

1% or массы гела. После установления равновесия нагреватель через коммутатор подкпи чается к измерительному устройству, с помо шью ко ro рого изме ряе гся при рашение сопротивления нагреватепя, вызванное нрирашением температуры рабочего тела.

Таким образом в предлагаемом капориметре нагреватепь одновременно является термо. датчиком.

При измерении импульсного излучения погпошения энергия равномерно распредепяется по объему рабочего гела, причем прирашение температуры, как и в случае калибровки, опредепяется параметрами рабочего тела.

Результаты измерения сопоставпяются с результатами кяпибровки.

Импульсный характер калибровки обеспечивает максимальное совпядение условий энерговыделения и отвода тепла от рабочего тела при измерении и калибровке. Хороший тепповой контакт нагревателя-термодатчикя с рабочим телом позвопяет уменьшить время установления теппового равновесия в рабочем тепе, Сокрашение количества подводяших проводов уменьшает теппообмен капоримегра с окружаюшей средой, в которой происходит выдепение энергии при погпошении ионизируюшего излучения. Испопьзование попупроводниковых материалов типа

JvI Ге позволяет легко получить сопрог з тивление 10 — 10 ом при слое топшиной

20-30 мкм, что удовлетворяет техническим требованиям к нагреватепю-термодатчику и обеспечивает малый вклад массы нагревателя в массу рабочего гела. Температурная чувствительность термодатчика из . таких материалов превосходит чувствительность промышленных термисторов. Эпектрические свойства кристаллов типа./и Те не зависят от примесей, что позвопяет легко осушествить электрический и тепповой контакт с ппастинами либо путем напыпения поликристаппического слоя, либо путем припайки тонкого скола монокрисгаппа. Высокая радиационная стойкость указанных полупроводников. обеспечивает стабильность результатов при многократных измерениях.

Ф ормупа изобре тения

1. Кяпориметр локально погпошенной дозы ионизируюшего импульсного излучения, вкпючяюший рабочее тело, в котором выделяется теппо при погпошении изпу ения, датчик температуры в виде ермисторя и граду533189

Составитель Ю. Скорик .

Редактор P. Киселева Texper С. Беца Корректор С. Н««ва

З 338116 Тираж 717 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушскея наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ировочный нагреватель резисторного типа, расположенные внутри рабочего гела, измерительное устройство для определения температуры рабочего тела по электросопротивлению гермистора, т радуировочный источник энергии и коммутатор источника энергии, нагревателя и измерительного устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем создания одинаковых температурных услввий в рабочем теле при градуировке и измерениях, датчик температуры служит градиуровочным нагревателем и выполнен из .полупроводникового терморезистивного материала, например .1н Та, а градуировочный исгоч- ц ник энергии содержит электрическую емкость, заряжаемую калиброванным источником напряжения.

2. Калориметр по. и. 1, о г п и ч аю ш и и с я тем, что нагреватель-датчик температуры выполнен в виде по крайней мере одного слоя находящегося в тепловом и электрическом контакте с рабочим телом, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США % 3033985, кл. 250-352, 1962.

Й. А1оп 1е .ненегфе ", 1974, 24, N 3, с,203.