Ионизационная камера для измерения активности радиоактивных источников
„„SU„„673076
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А,(5„ н 01 J 7 02, I
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНЙй И ОТНРЫтиЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1, (2l) 2505o03/18-25 (22) 05.07.77 ($6) 07, 02.84 Вюл. Р 5 (72) Ю.Г.Костылева, И.П.Мысев и A.Â.Þðüåà (53) 539, 1. 074.22 (088 ..8) (54) (57) ИОНИЗАЦИОНЯАЯ KAMEPA ДЛЯ
ИЗИЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ, РЗДИОАКТИВНЫХ
ИСТОЧНИКОВ гамма" излучения, содержащая набор чередующихся сферических высоковольтных и собирающих электродов, поглощающйх всю энергию излучения, разделенных ионизационными щелями, причем Ь-ая щель расположена на глубине Ц2(,+1) материала и имеет толщину, пропорциональную „ где 4 - суммарная толщйна электродов;
$> - абсцисса формул численного интегрирования Лагерра
og- вес k-ой ординаты, отличающаяся тем, что, с целью увеличения точности измерений и расширения диапазона измеряемых энергий гамма-излучения, внутренние электроды выполнены из материала, имеющего меньший коэффициент ослабления, чем материал внешних электродов, а толщина переходного вы-,. соковольтного электрода больше макси- мального пробега вторичных электро-, дов.
673076
Изобретение относится к области этом случае вся энергия мягких компонент. радиометрии и может быть иопользова - поглощацтся в 1-2 первых пластинах, но для абсолютных измерений активнос- что приводит к большой сшибки в эати или мощности внешнего излучения мене интеграла суммой в выражении (если не известна схема распада) ра- ; (2) для квантов малых энергий. диоактивных источников гамма-квантов.,5 Цель изобретения - увеличение
Известна ионизационная щелевая ка-. точности измерения и расширение диамера, состоящая из двух концерн»чес - пазона энергйй измеряемых гамма-из ки "расположеййых шаровых электрбдов, -мучения. щель между которыми служит ибнйзаци- указакйая-цель достигается тем, онным объемом. Источник помещен в 0 что внутренние электроды выполнены центре внутреннего пара. Чувстви- из материала, имеющего меньший коэфтельность A/Êè этой камеры опреде- фициеНТ ослабления, чем материал ляется формулой внешних электродов, а переходной электрод имеет толщину больше макси)7.g „) ) ° ц,с е 15 мального,пробега вторичных электроНа чертеже представлейо предла. гаемое .устройство, сечение.
М - активность источника, Киу . По оси cå÷åíèÿ изображены высоков — число гамма-квантов с энер вольтные электроды 1 собирающие
20 гйейМ) Дж Hà оДин р " д электроды 2, ионизационные щели 3, 8 ct — линейный коэффициент ис переходной электрод 4 и источник 5 ного поглощения энергии у у о
ra™-излучения, 1/см; — устройство является м,огощелевой
М вЂ” линейн и коэффициент Ослаб- сферической- иониэ ционной камерой
1 на все нечетные электроды подается дОлЯ энергии втОРичных . BbIcoj Ь вЂ” ширина иониэационной ще- материалов Описанное устройство работает 0 — отнсЫение линейных тормож- - cJI yNhNM Образом Ф .— ныХ споссРностей матеРиа- < огласно ПринЦипу 5perra-1рея ла электРодов и газа;, 35 удельная объемная мощность Р, Вт/ьР, м — энеРгиЯ ионообразованиЯ, B. излучения, поглощенная в веществе ОСНОВНЫМ НЕДОСтатКОМ Этсй "КаМЕ@й -ПОГ)тбтнтЕЛЯ, "СВЯЗаиа C УДЕЛЬНОЙ является большая погрешность измере-, объемной иойизацией 4> А/м в газо ния, складывающаяся из погрешностей вой полостй Соотношенйем р,= у < 1, ° с 5Ъ,о „ @ 2Ъ, d"у к 1,5>id"<,40 24 ° 40 Еслй источнйк помещен в центр сферипо технической и физической сущ- ческой полости в поглотителе из двух ности наиболее близким предлагаемо- мйтериалов, так что выбором размеров му изобретению"является квантометр поГлотитетя обеспечено практичбски- для измерения активности "радиоакгив- " -"по»лное пог»жжение всего излучения исных источников, представляющий собой 45 точника, тогда мощность внешнего изнабор чередующихся сферических, вы- лучения источника определяется вырасоковольтных и собирающих электродовi женйем "ЙО»гл<йцающих всю энергйю излучения, Разделенных ионизационными щелями;-- -. - — -, +(у;, причем <-ая щель Расположена на глубине Ь!2 (f +1) материала и имеет P ) ру ) +) ( f<- абсцисса формул численного ин- о - 1 2 " r +1,.+(„ тегРированияю x3 - +у (° . ) (°, g,ð pygmy(gg„ ol - вес -ой ординаты. 1 Основным недостатком опасанного 1 +(„0 о " " устройства являетця мевйсокая точ"ность измерения активиостй йбточни- где Ч„и Ь - объем и толщина поглоков, излучение которых состоит из тителя из материала с квантов в ширрком диапазоне энергий, бО коэффиЦиентом поглоше" поскольку, чтобы обеспечить макси".. мальное поглощение жестких компонент . g .,Ь - объем и толщина поглоизлучения квантометр-йзготавливъМся. . " тителя из материала с из материалов с большим атом»йым но-, коэффициент поглощемером 2 и толстыми пластинами, в : 65 B!IH P.г 7 Q g 673076 2 к — {(к+К(к к к * L„) (Й 50 Из выражения (5) следует, что еси в к дом из материалов %-ая 55 щель расположена на глубине (./2 (+1), где, (. - толщина рассматриваемого материала и имеет при этом ширину (((й о(то на (5) имеем Р= (— -- .к. (4 +j - (P (. » 1 .(1) 2 2 (21 м глЕ „ 2ü6 2hg "3 42 "2 2) 65 (о - радиус внутренней полостиу (i >V — сферическая координаты. 2У (1 Поскольку 1 ((з1(8 (=(((1 5 2 . о о А/м - ток иэ сферической щели единичной толщины радиуса Ф, то полу-! (о+ " (о+ (+(-2 Р= и Р„1(()4 Р2 () > =» 2 (>) "о, . "о",(I Известны формулы приближенного численного интегрирования функций на отрезке от -1 до +2, например, Гаусса". 1. t {(((-ф {(,(,(к( (-1 где о(— веса ; - абсциссы; n - число узлов в формуле ин- 5 тегрирования. Интегралы 3„ и З в (3) сводят" ся к (4) заменой переменных {. (И "о "" 2 (%+") ". " Ф к соответственно, оо { ( ((()д(, —; — ((+()+г, = —, > о » 1 2 Э " (о г„+(,„+{, 2 (fg+()+(о! 1 1((((2 с((2 х 40 ,,„, ° {(„и(+ г, ° L,) Имеем для Р,„ следовательно, "2 "г p- — " Ек --к-{(к(" к. ."и " к 2 и. где 3„= 1, - сумма токов (1, всех С- (1i. ((" Ё к щелей первого материа32"- i - то же, второго. у .(21 1 Ф Переходной высоковольтный электрод выполняется иВ обоих материалов как.единый высокОвольтный электрод, причем толщина каждого из материалов должна быть больше пробега вторичных электродов в этом материале, чтобы в щелях не нарушались условия применимости теория Брига-Грея. Параметр Al может быть разным для обоих материалов и выбирается из конструктивных соображений. Зазоры не должны быть менее 1 мм, чтобы неточность изготовления не вносила ошибки в величину измеряемого тока, но и не более 10 мм, чтобы выполнялись условия применимости теории Брига-.Грея. Активность .источника по измеренным токам 2„ и 2 квантометра вычисляется по формуле, «4)(P„l„„3„+P2L232) (о Яд 3,1 ° (О Knjn9j Для примера, оценим возможность измерения активности Иэотопа, измеряющего две линии: 80 кэВ и 0,7 МэВ. (=6,41 1/cM H 0p623. 1/ M B CU u ((=1,65 1/см и 0,327 1/ñì в T1) соответствук(щие самой мягкой и самой жесткой компонентам излучения йода-131. Из условий точности изготовления в жесткости конструкции минимально возможная толщина первого медного электрода равна примерно С ;„=2 мм. После прохождения такой толщины от энергии магкой компоненты остается доля, примерно равная и " м"" =e 41 о =0,28. 1акое, сильное ослабДейие до первого зазора не может обеспечить хорошей точности . Даже если вся толщина меди (. =6 0 см, определенная из условия поглощейия 98% энергии жесткой компоненты разбита на 30 электродов по 2 мм толщиной (изготовление такой системы представляет очень большие трудности и приближенное интегрирование кривой е 4" осуществляется по формуле парабол Симпсона, то ошибка измерения энергии мягкой компонен- ты составляет 47%. устройство, выполненное из одного титана, должно иметь слой поглотителя толщиной 120 мм. Это приводит к тому, что наружный диаметр последнего электрода (c учетом радиуса,около 20 -30 мм полости для ис» точника и величины зазоров) равен примерно 400 мм. Изготовление таких электродов весьма затрудни673076 Для такого устройства и распреде-, ления мощности Р (и), поглощенной в слое единичной толщины, имеющего вид г, б тельно. Если же устройство должно измерять и активность радия, то при том же дойустимом уровне утечек жесткой компоненты 2%, наружный диа-" метр электродов увеличйвается до 600 мм. . 5 В качестве примера прадлагается комбинированное устройство иэ 30 мм титана и 50 мм мади, имеющее по 4 иойизационных щели в каждом иэ мате- Ti t ò,,Е р < „: P(x)= т т +Cu(<" (;г,! "СЕ Е ори 4Т 1 Редактор Л. Пйсьман Техред С.Мигунова Корректор В.Бутяга Заказ 1088/4 Тираж 683 . . Подписное ВНИИПИ ГосудаРственноГо комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент -, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 риалов и обеспечивающее поглощение О ошибка, за счет замейы интеграпа 98Ú энергии жесткой компоненты. По- iio òîëï ééå" эЛЕктродов Суммой не Пре-: ,скольку для"формулы Гаусса с числом вышает 6,5В во всем диапазоне энер-.; узлов и =4 / f0;340 и 0 861, а гий от 0 08 до 0 7 Иэв. соответствующйе веса . а, =0,652 и .Таким обраэоМ, если в прототипе 0,348, имеем следующие толщины элект-<5 при толщийе йоглотиФеля, обеспечиродов, начиная от центра, мм; 2,09у .. вающей поглощение 98% энергии:жест-,. 7,82; 10,20у 7,82; 2,09 (s титане)у . кой компоненты за„ счет хаибки приб-, 3,48; 13,02; 13,02у 3,48 (в меци)" ;: лиженного-ннтегриоования.",оегистпнВеМичины-ионизационнйх зазоров --. - . руется iолько половина энергии:мяг- 93 =10 мм) Составляют 3,48 6 52, 20 кой компоненты, в предлагаемом устрой-. 6,52, 3,48 (в титане) у 2,48, 6,52, : .,стве для военно дйапаэона энергий 6,52, 3,48 (в меди) . ошибка регйс трации не более . О,bt. Ъ
