Способ калибровки пироэлектрических гамм-детекторов

 

Всеооо;,;,, патентно те:;ц,;.библиоте;».а (Л Б,,» дц :ДНИМ

ggQ5PÅÒÅH>Я

Соня Советских

Социалистических

Республик

«>728509

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 03.05.78 (21) 2611968/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 09.03.82 (51) М.Кл.з 6 01 Т 1/12

Фосударствеииый комитет ло делам иэоеретеиий и открытий (53) УДК 621.317.794 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р. Я. Страковская, А. Г. Стась и Л. С. Кременчугский (71) Заявители

Институт физической химии им. Л. В. Писаржевского. и Институт физики АН Украинской ССР (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ПИРОЗЛЕКТРИЧЕСКИХ

ГАММА-ДЕТЕКТОРОВ

Изобретение относится к Области метрологи и ионизирующего излучения и может быть использовано,для количественного сравнения результатов импульсных и аналоговых измерителей. Изобретение может найти применение в дозиметрии гамма-излучения.

Известны аналоговые измерители мощности дозы гамма-,излучения на калорнметрическом эффекте — датчик инте- 10 грального теплового потока (1). Измерители такого типа являются абсолютными измерителями для стационарных полей гамма-излучения, поскольку калибровка их осуществляется путем электрического 15 нагрева в стационарном режиме.

Существующие измерители импульсных излучений не являются абсолютными измерителями по своей природе, а существующие методы,их калибровак сводятся 20 к замещению одного детектора другим в поле излучения или использование одного из детекторов в качестве свидетеля», когда одновременно, но в разных точках поля облучаются оба детектора. Такое 25 сравнение показаний двух детекторов некорректно в том плане, что действующий спектр излучения в различных материалах (детектор.ах) различен также, как различен спектр и мощность дозы излучения в ЗО разных точках поля. Это существенно влияет на величину показаний и, следовательно, на суммарную погрешность.

Среди импульсных измерителей излучения особое место занимают детекторы излучения на основе пироэффекта.

При и ци1п действия лир оэлектрвчеокого детектора излучения (ПДИ) состоит в том, что поглощение энергии излучения вызывает прирост температуры пираактивного кржталла, KOToipbIH .влечет,за собой из|менение поляризации. В результате на обкладках детектора появляются свободные электрические заряды и в цепи возникает ток. ПДИ реагирует только на изменение потока излучения (импульс), а снимаемый с него сигнал пропорционален скорости изменения температуры (мощности,излучения), что дает возможность проводить абсолютные измерения в диапазоне по длительности импульса от 10 до 10-о с мощностью дозы от 10 — — 10 " рад/с.

Таким образом, выбранные нами детекторы являются абсолютными измерителями по принципу действия, однако один из них — калориметр интегр,ального теплового потока определяет мощность излучения постоянной интенсивности и калибруется известным спасо бом, а другюй — ПДИ оп728509

3 ределяет мощность импульсного излучения и способ его калибровки неизвестен.

Наиболее близким к изобретению по техйической сущности является способ калибровки по мощности поглощенной дозы путем ее сравнения с мощностью, выделяемой в электрическом калибровочном нагревателе (2).

В этом способе малоинерционный калориметр интегрального теплового потока состоит из измерительной термопарной обо" лочки поглотители излучения и электрического калибровочного нагревателя. Рассмотрен теоретически и проведен экспериментально вопрос об измерении одиночных

" импульсов радиационного энерговыделения. Таким калориметром можно измерять некоторые параметры одиночных импульсов.

Недостатком такого способа является то, что, во-первых, калориметр не выдает информацию о временных параметрах импульса, т. к. является интегратором с постоянной времени т в несколько десятков секунд, во-вторых, измерения импульсов излучения различной длительности требуют специальной калибровки калориметра на каждую длительность импульса больше 0,1 т,,которая может быть,неи звестной или переменной; в-третьих, при импульсных измерениях сниЖается точность по сравнению со стационарным режимом.

Целью изобретения является обеспечение абсолютной калибровки и повышение точности измерения импульсного гаммаизлучения.

Поставленная цель достигается тем, что калибровку,пироэлектричвских гаммадетекторов по мощности поглощенной дозы методом сравнения с мощностью, выделяемой в электрическом калибровочном нагревателе, проводят путем .сравнения амплитуды сигнала детектора при воздействии фронтов прямоугольного импульса гамма-излучения, с показаниями предварительно кали б ров аниопо,калориметра, интегрального TBIIJIO!Boãî HIQT0iKG при достижении им стационарного режима работы в течение длительности импульса, причем поглотителем излучения для калориметр,а служит калибруемый пироэлвктричвокий детектор, а длительность импульса излучения выбирают больше 8 — 10 постоянных времени калориметра. калибровку ПДИ осуществляют следующим образом.

Электрическим нагревателем калибру. k) T калориметр интегрального теплового потока в стационарном режиме по известной методике, Затем в калориметр помещают поглотитель (ПДИ) и устанавливают под облучение. В момент действия фронта импульса в ПДИ происходит изменение температуры и на нем выделяет-

4. ся импульсный сигнал U, пропорциональной мощности дозы излучения Р

U=10--" " Р, А-/-!

С чения прямоугольной формы и постоянной мощности на калориметр с поглотителем-детектором с длительностью более

8 — 10 постоянных времени калориметра позволяют реаЛизовать условия стационарного режима работы калориметра и, следовательно, получать высокую точность определения мощности тепловыделения.

Требуемые условия эксперимента реализуются, например, на любой радиривотопной установке с достаточно быстрым вводом источника излучения в рабочее оложение и его выВодом.

Формула изобретения

Способ калибровки пироэлектрических гамма-детекторов по мощности поглощенной дозы путем ее сравнения с мощностью, выделяемой в калориметре от электрического калибровочного нагревателя, отлкч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения абсолютной калибровки и повышения точности измерения импульсного гаммаизлучения, на пироэлектрический .гамма-. детектор и калориметр воздействуют щрямоугольным импульсом гамма-излучения, калибровку проводят путем сравкения амплитуды стггнала гамма-детектора с пока 55

60 заниями предварительно калиброванного калориметра при достижении им стационарното режима работы в течение длительности,импулыса, причем в .качестве ноглогде А — площадь электродов детектора;

7 — пироэлактричесиий коэффициент; — нагрузочное сопротивление;

С вЂ” удельная теплоемкость.

В течение длительности импульса ждут выхода показаний калориметра на насыщение (стационарный .режям). По истечении 8 — 10 постоянных времени системы снимают показани я калориметра,и убирают излучения. В этот момент фиксируют второй сигнал ПДИ противоположной полярности.

Помещение пиродатчика в калориметр позволяет: во-первых, проводить корректные измерения и сравнение сигналов ПДИ и калориметра, так как поглощенная телом ПДИ энергия одновременно регистрируется как самим ПДИ, так и окружаю25 щей его измерительной оболочкой калориметра. При этом характер взаимодействия излучения с веществом ПДИ, условия на границах облучательного тела и другие физические процессы, могущие внести свой зО вклад в сигнал, автоматически учитываются такой методикой измерений.

Во-вторых, воздействия импульса излу728509

Составитель Т. Кулаков

Техред Л. Куклина

Корректор С. Файн

Р<дактор Т. Морозова

Заказ 22/34 Изд. № 649 Тираж 749 Подписное

ННО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Тнп. Харьк. Фил. пред. «Патент» тителя излучения для псалориметра используют калобруемый ляроэлектрический детекюр,. а длительность воздействующево импульса гамма-излучения,выбирают боль ше 8 — 10 постоянных времени калориметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 230914,,кл. G 01 Т 1/12, О5.09.64.

2. Огородник С. С. и Цаглин Ю. П.

5 О возможиоети измерений одиночных импульсдв радиационного тепловыделения.

«Атомная энергия», т. 29, зып. 5, с. 362, 19?О (прототип).