Измеритель мощности дозы гамма-излучения

Полезная модель относится к техническим средствам для аэрогамма-съемки местности с непрерывным измерением и регистрацией экспозиционной мощности дозы гамма-излучения, с определением границ и уровней радиоактивного загрязнения, начиная от уровня, близкого к фоновому, с динамическим диапазоном 10⁷ . Измеритель содержит тканеэквивалентный сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель ФЭУ в токовом режиме с автоматической регулировкой напряжения на входе пропорционального высоковольтного источника питания ФЭУ сигналом отрицательной обратной связи, датчик температуры, приборы определения местоположения летательного аппарата и регистратор сигналов, снимаемых с делителя фотоэлектронного умножителя, с датчика температуры и приборов определения местоположения летательного аппарата. Напряжение на делителе примерно пропорционально логарифму мощности дозы гамма-излучения. Сигнал с датчика температуры позволяет вносить поправки в результаты измерений аналогично внесению поправок на высоту полета.

Полезная модель относится к техническим средствам для аэрогамма-съемки местности с непрерывным измерением и регистрацией экспозиционной мощности дозы гамма-излучения, привязкой к местоположению летательного аппарата, с определением границ и уровней радиоактивного загрязнения в широком диапазоне, начиная от уровня, близкого к фоновому.

Известны аналоги по техническому назначению:

- Установка радиационной аэрогамма-съемки «Гамма-сенсор-аэро» [www.doza.ru],

- Воздушный комплекс аэрогамма-разведки BKP [www.rtc.ru],

- Система аэрогамма-съемки «Беркут» [www.amplituda.ru].

Эти сложные системы не всегда удовлетворяют требованиям долговременных измерений мощности дозы гамма-излучения, изменяющейся в широком диапазоне, в условиях дестабилизирующих факторов. Как правило, они громоздки и не экономичны в энергопотреблении, имеют некий широкий диапазон измерения за счет переключения поддиапазонов, что при резком изменении сигнала может приводить к потере информации на время переключения поддиапазонов. Используемые в них сцинтилляторы NaJ(Tl) не тканеэквивалентны (не воздухоэквивалентны), а из-за послесвечения при больших загрузках возможно их насыщение.

Ближе к заявляемой полезной модели широкодиапазонные самолетные приборы Института прикладной геофизики разработки 1965 г. со сцинтиллятором на основе полистирола с непрерывной регистрацией на ленте бортового самописца измеряемой мощности дозы гамма-излучения, высоты и скорости полета, отметок времени и отметок оператора (штурмана). Широкий диапазон измерения достигается автоматической регулировкой напряжения питания фотоэлектронного умножителя ФЭУ, работающего в токовом режиме, сигналом отрицательной обратной связи в высоковольтной цепи, как и в логарифмическом измерителе мощности дозы Грехэма и Белла [R.Е.Bell and R.L.Graham, Rev. Sci. Instr. 23, 301 (1952), В.Кмент, А.Кун, Техника измерений радиоактивных излучений, с.351 (1964)], когда делитель ФЭУ подключается к высоковольтному источнику питания последовательно с электронной лампой, у которой сопротивление в цепи сетки является нагрузкой ФЭУ. Чувствительность такого широкодиапазонного измерителя мощности дозы гамма-излучения ограничивается помимо характеристик сцинтиллятора током сетки лампы, включенной последовательно с делителем ФЭУ, и темновым током ФЭУ. Датчик работает с подогревом и термостабилизацией на уровне +40°С, что приводит к увеличению темнового тока и ухудшению чувствительности (повышению порога чувствительности). Для работы при уровнях загрязнения, близких к фоновым, прибор ИПГ-54М дополнительно имеет канал с кассетой Гейгеровских счетчиков с переключением поддиалазонов [Техническое описание прибора ИПГ-54М (1965) в фондах Института прикладной геофизики].

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в упрощениях измерительной схемы, повышающих ее надежность, расширяющих диапазон измерений, понижающих энергопотребление и вес.

Данная задача решается за счет того, что измеритель мощности дозы гамма-излучения для аэрогамма-съемки местности содержит тканеэквивалентный сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель в токовом режиме, пропорциональный источник питания фотоэлектронного умножителя с регулирующим его входное напряжение транзистором, база которого соединена с выходом однокаскадного усилителя отрицательной обратной связи, имеющего высокоомный вход, соединенный с анодом фотоэлектронного умножителя, а также содержит датчик температуры, приборы определения местоположения летательного аппарата и регистратор сигналов, снимаемых с делителя фотоэлектронного умножителя, с датчика температуры и приборов определения местоположения летательного аппарата. Зарегистрированный сигнал с датчика температуры при наличии калибровок позволяет вносить поправки в результаты измерения на температуру аналогично внесению поправок на высоту полета.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является

- упрощение измерителя и повышение его надежности,

- получение без переключений поддиапазонов с одним измерительным каналом, содержащим тканеэквивалентный сцинтиллятор и фотоэлектронный умножитель в токовом режиме, динамического диапазона 10⁷.

- уменьшение веса и энергопотребления.

Работает заявляемое устройство следующим образом:

Измеряемое ионизирующее излучение, падающее на сцинтиллятор, вызывает в нем свечение, преобразуемое фотоэлектронным преобразователем ФЭУ в ток. Для создания широкого диапазона ток ФЭУ поддерживается постоянным за счет отрицательной обратной связи, которая в заявляемом устройстве осуществляется подсоединением анода ФЭУ к высокоомному входу однокаскадного усилителя отрицательной обратной связи, выходной сигнал которого регулирует смещение базы транзистора на входе пропорционального высоковольтного источника питания ФЭУ таким образом, что при увеличении интенсивности излучения уменьшается выходное напряжение источника питания ФЭУ. Аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению на делителе ФЭУ, подается на регистратор наряду с сигналами от датчика температуры и приборов определения местоположения летательного аппарата для последующей обработки результатов измерений и внесения калибровочных поправок.

Измеритель мощности дозы гамма-излучения для аэрогамма-съемки местности, характеризующийся тем, что содержит тканеэквивалентный сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель в токовом режиме, пропорциональный источник питания фотоэлектронного умножителя с регулирующим его входное напряжение транзистором, база которого соединена с выходом однокаскадного усилителя отрицательной обратной связи, имеющего высокоомный вход, соединенный с анодом фотоэлектронного умножителя, а также содержит датчик температуры, приборы определения местоположения летательного аппарата и регистратор сигналов, снимаемых с делителя фотоэлектронного умножителя, с датчика температуры и приборов определения местоположения летательного аппарата.