Радиометр для измерения удельной активности растворов

 

1. РАДИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАСТВОРОВ, содержащий измерительную кювету, два детектора ионизирукяцего излучения, размещенные в защитных экранах с коллиматорами, имеющими коллимационные каналы, выполненные так, что оеь коллимационного канала перед одним детектором направлена на ось кюветы, а оси коллимационных каналов перед другим детектором направлены по касательной к внутренней поверхности кюветы, устройство вычитания , входы которого соединены с выходами детекторов, отличающийся тем, что, с целью снижения погрешности измерения, коллиматоры с коллимационными каналами выполнены подвижными с возможностью их взаимной перестановки и в радиометр дополнительно введены коммутирукщее устройство,входы которого соединены с выходами детекторов, а выходы - с входами устройства вычитания , блок управления, соединенный скоммутирующим устройством,и блок смены коллиматоров,кинематически свяkfl занный с защитными экранами,вход которого соединен с блоком управления.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (ll) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2691548/18-25 (22) 04.12.78 (46) 15.03.86. Бюл. Р 10 (72) Е.Д. Кохов, И.И. Крейндлии, Л.В. Иатвеев, О.Г. Михайлов и Ю.Н, Телков (53) 53.084.89(088.8) (54)(57) 1. РАДИОИКТР ДЛЯ ИЗИЕРЕЕ!ИЯ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАСТВОРОВ, содержащий измерительную кювету, два детектора ионизирующего излучения, размещенные в защитных экранах с коллиматорами, имеющими коллимационные каналы, выполненные так, что ось коллимационного канала перед одним детектором направлена на ось кюветы, а оси коллимационных каналов перед другим детектором направле(51) 4 С. 01 Т 1/16 С 01 Т 1/17 ны по касательной к внутренней поверхности кюветы, устройство вычитания, входы которого соединены с выходами детекторов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения погрешности измерения, коллиматоры с коллимационными каналами выполнены подвижными с возможностью их взаимной перестановки и в радиометр дополнительно введены коммутирующее устройство, входы которого соединены с выходами детекторов, а выходы - с входами устройства вычитания, блок управления, соединенный скоммутирующим устройством,и блок д смены коллиматоров,кинематически связанный с защитными экранами, вход которого соединен с блоком управления.

С:

766288

2, Радиометр по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что каждый защитный экран содержит два коллиматора, при этом ось одного коллимационного канала при разИзобретение относится к радиометрическим приборам, предназначенным для измерения удельной активности растворов, например, при определении концентрации гамма-активных изо- 5 топов в технологических растворах, и может быть использовано при разработке приборов для оснащения предприятий радиохимического производства.

Известны устройства для измерения удельной активности растворов, содержащее измерительную кювету и детекторы ионизирующего излучения.

Прототипом данного устройства является радиометр для измерения дельной активнОсти растворов, со". держащий измерительную кювету, два детектора ионизирукнцего излучения, размещенные в защитных экранах с кол- 20 лиматорами, имеющими коллимационные каналы, выполненные так, что ось коллимационного канала перед одним детектором направлены на ось кюветы, а оси коллимационных каналов перед другим детектором направлены по касательной к внутренней поверхности кюветы, устройство вычитания, входы которого соединены с выходами детекторов. 30

Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения, обусловленная неизотропностью и непостоянством внешнего фонового излучения. 35

Целью изобретения является снижение погрешности измерения.

Для этого в предлагаемом радиометре для измерения удельной активности растворов, содержащем измерительную 40 кювету, два детектора ионизирующего излучения, размещенные в защитных экранах с коллиматорами, имеющими коллимационные каналы, выполненные так, что ось коллимационного канала мещении коллиматора напротив измерительной кюветы направлена на. ось кюветы, а оси другого— по касательной к внутренней поверхности кюветы. перед одним детектором направлена на ось кюветы, а оси коллимационных каналов перед другим детектором направлены по касательной к внутренней поверхности кюветы, и устройство вычитания, входы которого соединены с выходами детекторов, коллиматоры с коллимационными каналами выполнены подвижными с возможностью их взаимной перестановки, дополнительно введены коммутирующее устройство, входы которого соединены с выходами детекторов, а выходы — с входами устройства вычитания, блок управления, соединенный с коммутирующим устройством, и блок смены коллнматоров, кинематически связанный с защитными экранами, вход которого соединен с блоком управления.

Кроме того, каждый защитный экран. содержит два коллиматора, при этом ось одного коллимационного канала при размещении коллиматора напротив измерительной кюветы направлена. на ось кюветы, а оси другого - по касательной к внутренней поверхности кюветы.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы двух вариантов устройства.

FIa. фиг. 1 изображена блок-схема первого варианта радиометра. Он содержит измерительную кювету 1, защитные экраны 2, детекторы излучения 3, 4, коллиматоры 5 и 6, коммутирующее устройство 7, устройство. вычитания 8, блок управления 9 и устройство 10 смены коллиматоров.

На фиг. 2 представлена блок-схема второго варианта радиометра. В нем каждый защитный экран содержит два коллиматора 5, 5 и 6,6, при этом ось одного коллимационного канала при размещении коллиматора напротив измерительной кюветы направлена на ось кюветы, а оси другого — по касатель76 и г

15 где, иЯ

Vp и Чр

Я и% ! 2 ной к внутренней поверхности кювета.

Принцип работы радоиметра заключается в следующем. Через измерительную кювету 1, выполненную, например, в виде цилиндра, протекает раствор, содержащий гамма-активные элементы и имеющей удельную гамма-активность

На стенках кюветы появляется слой этих радиоактивных элементов, сорбированных из раствора, имеющий удельную гамма-активность, равную о . Работа прибора осуществляется с в любое четное число циклов, Для примера рассмотрим работу в два цикла, причем время работы в каждом цикле одинаково.

В первом цикле измерения перед одним детектором, например 4, находится коллиматор 6, позволяющий регистрировать преимущественно поток гамма-излучения от измеряемого раствора, а перед другим детектором 3коллиматор 5, позволяющий регистрировать преимущественно поток гаммаизлучения от слоя, сорбированного на стенках кюветы.

При этом на выходе детекторов скорости счета импульсов-будут соответственно равны

11,*Е,gp>p +аа,а, Чс, С, 4, 2 Zfp p Zgc сг 1 г г у чувствительность регистрации потока гамма-излучения .от измеряемого раствора детекторами 3 и 4 соответственно; имп/с/Ки. удельная активность измеряемого раствора, Ки/л; объемы измеряемого растворау видимые детек торами с коллиматорами

5 или 6 соответственно, л; чувствительности регистрации потока гаммаизлучения от слоя радиоактивных элементов, сорбированного на стенках кюветы детекторами

3 и 4, имп/с/Ки; удельная активность слоя, сорбированного на стенках кюветы, Ки/л;

6288

4 и Y — объемы слоя радиоакс, тивных элементов, сорбированного на стенках кюветы, видимые детек5 торами с коллиматором

5 или 6 соответственно, Л

,п цг — чувствительность регистрации внешнего фонового потока .гамма-излучения детекторами с коллиматором 5 или 6 соответственно, имп/с/мКи; — мощность дозы фонового гамма-излучения в месте расположения детекторов

3 и 4 соответственно, мкр/сек.

Через коммутирующее устройство 7

-„игнал с детектора 3 поступает на вход а .устройства вычитания 8, а сигнал с детектора 4 на вход 3

По окончании первого цикла по команде с блока управления 9 с пог5 мощью блока 10 смены коллиматоров (например электродвигателя) производится смена коллиматоров. Перед детектором 3 помещается коллиматор .:6, позволяющий регистрировать преимущественно поток гамма-излучения от сорбированного слоя, а перед детектором 4 — коллиматор 5, позволяющий регистрировать преимущественно поток гамма-излучения от измеряемого раствора. При этом на выходе де35 текторов скорости счета будут равны соответственно

n =Е с р>p > яс>cz>9г«

fz q p V „ г gñ,Vñ,, W Wz °

40 Через коммутирующее устройство 7 во втором цикле сигнал с детектора 3 л поступает на вход о устройства вычитания 8, а сигнал с детектора 4— на вход с1 .

45 По окончании второго цикла на выходе устройства вычитания 8 получим

nn= (n + n >)-(nz+n 1=1 (Е Vp +Е,Чр - ЕЧр ,о - i Р I" $ (+À + . ñ - г с -+i Vñ, (ч,-ю(.)

Для того, чтобы в приборе была .осуществлена компесация влияния гамма-излучения сорбированного слоя и результат измерения не зависел от величины фонового излучения и его направленности, т.е. соотношения У, и

Р необходимо выполнение условий

766288

/ и tg 2 ю

Выполнение этих условий обеспечи«аечся выбором положения и ширины шалей коллимационных каналов.

Следовательно, при соблюдении этих у<повий на выходе устройства вычита- . ния будет сигнал, равный

1О т.е. зависящий только от активности раствора.

Радиометр, блок-схема которого по- 1g казана на фиг. 2, работает аналогично описанному выше. По окончании первого цикла измерения перед каждым детектором производится смена коллиматоров: 5 на 5 и 6 на 6 соответственно,ЗО

Установка двух сменных коллиматоров перед каждым детектором позволяет упростить кинематическую схему прибора.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение удельной гамма-активности растворов с полной и одновременной компенсацией как влияния слоя радиоактивных элементов, сорбированных на стенках измерительной кюветы, так и влияния внешнего анизотропного фонового потока гамма-излучения с переменным энергетическим составом, тем самым значительно уменьшается общая погрешность измерения. При измерении известным способом погрешность, обусловленная изменением фона, составляет 157, у предлагаемого прибора — 3-57, что подтверждается проведенными экспериментами.

Снижение погрешности измерения позволяет улучшить регулирование технологического процесса в радиохимическом производстве, что позволяет уменьшить вероятность загрязнения окружающей среды.

766288

Редактор Е.Месропова Техред 3.Палий

Корректор М,Демчик

Заказ 1165/2 .Тиарж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 .с