Устройство для определения профиля поглощенной дозы

 

((() 830888

ОП ИОАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.80 (21) 2866460/18-25 с присоединением заявки № (51) M. Кл.з

G 01T 1/16

focyAaPctseHHblH комитет (23) Приорн гег ло делам изобретений (43) Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34 (53) УДК 621.387.424 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 15.09.82. (72) Авторы изобретения А. А. Беспалько и Г. И. Геринг (71) Заявители Томский ордена Октябрьской Революции и ордена; Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.,: М. Кирова" и Томский институт автоматизированных систем управления и. радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ

ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ

Предлагаемое устройство относится к ускорительной технике и может быть использовано для прямого определения профиля поглощенной мишенью энергии, а также для измерения параметров заряженных частиц.

Известны устройства для определения профиля поглощенной дозы пучков заряженных частиц, содержащие дозиметрические пленки, которые располагают между слоями исследуемого поглотителя. Поглощенную дозу каждой пленки определяют путем фотометрирования, а затем восстанавливают профиль дозы i(1).

Для измерения профиля поглощенной энергии используют и зарядовый спектрометр. Устройство содержит систему металлических фольг, разъединенных друг от друга диэлектриком и расположенных в вакууме нормально к пучку, систему конденсаторов-накопителей и измерительную аппаратуру (2).

После прохождения пучка заряженных частиц определяют заряд, поглощенный каждой из фольг, и производят расчет профиля поглощенной дозы по измеренным величинам. Такие устройства не позволяют проводить прямое недискретное определение профиля дозы, нарушают целостность исследуемого поглотителя, не учитывают искажения профиля дозы, вносимые краевыми эффектами, не позволяют определить конец распределения дозы, что существенно снижает их точность, требуют дополни5 тельных операций и сложны методически.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее источник заряженных частиц с наносекундной модуляцией длительности импульса, приемник акустических импульсов и соединенную с ним электрически измерительную аппаратуру .(3). Профиль поглощенной энергии восстанавливают по интерференционной картине.

15 Недостатком устройства является невозможность прямого наблюдения профиля дозы в исследуемом поглотителе. Такие устройства сложны аппаратурно и методически и применимы только в стационарных установках.

Цель изобретения — прямое определение профиля поглощенной дозы пучков заряженных частиц с наносекундной модуляцией длительности импульса.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве для определения профиля поглощенной дозы, содержащем источник заряженных частиц с наносекундной модуляцией длительности импульса, приемник акустических импульсов и соединенную с

830888 ним электрически измерительную аппаратуру, в качестве приемника возбуждаемых наносекундным пучком заряженных частиц акустических импульсов использован широкополосный пьезопреобр азов атель с высоким временным разрешением (— 10 — с), зашунтированный дифференцирующим сопротивлением.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного устройства для прямого определения профиля поглощенной энергии в исследуемом материале.

Устройство состоит из коллиматора-монитора 1, исследуемого поглотителя 2, широкополосного пьезопреобразователя с высоким временным разрешением (— 10 — с)

3, дифференцирующего сопротивления 4, регистратора 5 и измерителя 6.

Устройство работает следующим образом. Пучок заряженных частиц (например, электронов), проходя через коллиматормонитор 1, попадает на исследуемый поглотитель 2, толщина которого больше пробега эле.<тронов в нем. Энергия, вносимая в образец электронным пучком за время — 10 — "— 10 —" с, передается ядерной подсистеме и приводит к расширению облучаемого объема. Если длительность импульса облучения меньше времени акустической релаксации, то из объема, в котором поглошается энергия пучка электронов, излучается биполярный акустический импульс, состоящий из следующих друг за другом импульсов сжатия и растяжения. Длительность каждого из этих импульсов определяется отношением максимальной длины свободного пробега электронов в данном поглотителе к скорости его распространения в нем, а форма повторяет профиль распределения дозы.

Возбуждаемый в образце импульс напряжений регистрируют широкополосным пьезодетектором с высоким временным разрешением (-10 — с). При воздействии на такой пьезодетектор акустическим импульсом на его электродах появляется разность потенциалов, которая представляет собой интеграл по времени от пространственного профиля импульса давлений. Дифференцируя этот сигнал на низкоомном сопротивлении 4, непосредственно наблюдают на регистраторе 5 профиль поглощенной дозы. Для измерения профиля дозы в абсолютных единицах калибруют измеритель б.

Прямое наблюдение на регистрирующей аппаратуре профиля поглощенной дозы, исключение дополнительной сложной обработки результатов наблюдений является

1О существенным преимуществом по сравнению с ранее известными устройствами.

Применение широкополостного датчика с временным разрешением 10 — с снижает погрешности измерения высокочастотных

15 составляющих акустических импульсов, по которым восстанавливают профиль дозы.

Преимуществом предлагаемого устройства является и его неизбирательность к материалу поглотителя и поверхностной обра20 ботке, что является существенным для вышеописанных устройств. Реализация устройства не вызывает особых трудностей, а регистрация и обработка результатов наблюдений проста и не требует сложных расчетов.

Формула изобретения

Устройство для определения профиля поглощенной дозы, содержащее источник заряженных частиц с наносекундной модуляцией длительности импульса, приемник акустических импульсов и соединенную с ним электрически измерительную аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью прямого определения профиля поглощенной дозы, в качестве приемника акустических импульсов использован широкополосный пьезопреобразоватсль с высоким временным разрешением, зашунтированный

4О дифференцирующим сопротивлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пикаев А. К. Дозиметрия в радиаци4 онной химии. «Наука», 1975, с. 3.

2. Дергобузов К. А. и др. Приборы и техника эксперимента, № 1, 1975.

3. F. С. Perry «Qppl Phys Leff» v. 17, № 9, 1970, р. 408 — 411 (прототип) .

830888

Составитель Ю. Алешин

Текред А. Камышникова Корректор А. Галахова

Редактор Е. Месропова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1441/6 Изд № 217 Тираж 719 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыги11

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