Радиометр бета-излучающих газов

 

Полезная модель - радиометр бета-излучающих газов относится к области радиометрии бета-излучающих газов и может быть использована для измерения объемной активности инертных радиоактивных газов в выбросах атомных станций. Радиометр, содержащий измерительную камеру с вводом и выводом газа, в которой размещен сцинтиллятор, сочлененный с фотоумножителем, установленным в торце измерительной камеры, отличается тем, что с использует пластический сцинтиллятор в виде прямоугольных пластин, установленных с зазором и сочлененных с фотоумножителем через световод. Повышение чувствительности регистрации достигается за счет развитой поверхности первичного измерительного преобразователя, расширение диапазона регистрируемой объемной активности инертных радиоактивных газов и повышение устойчивости к изменению температуры за счет использования в качестве первичного измерительного преобразователя именно пластического сцинтиллятора.

Настоящая полезная модель относится к области радиометрии бета-излучающих газов и может быть использована для измерения объемной активности инертных радиоактивных газов в выбросах атомных станций.

Из существующего уровня техники известна установка для измерения объемной активности радиоактивных газов (аргон, криптон, ксенон) в воздухе УДГ-1Б (зарегистрирована в Госреестре под номером 24525-08, http://www.doza.ru/catalog/aerosols/345/). Установка может быть использована в автономном режиме или в составе автоматических систем радиационного контроля для непрерывного автоматического контроля бета-излучающих газов в воздухе рабочих помещений и систем вентиляции. В качестве первичного измерительного преобразователя установки использованы два кремниевых детектора (основной и компенсационный), расположенных в рабочей камере. Объем измерительной камеры 1 л. Собственный фон установки не более 4·103 Бк/м3. Диапазон измерения объемной активности инертных радиоактивных газов от 104 до 6·109 Бк/м3. Недостатком устройства является его низкая чувствительность.

Известен радиометр газов РГБ-07 (зарегистрирован в Госреестре под номером 10595-07, http://pzi.ru/radiometrs.htm), предназначенный для измерения объемной активности бета излучающих газов в воздухе производственных помещений и систем вентиляции. Область применения радиометра газов РГБ-07 - обеспечение безопасности труда и охрана окружающей среды на промышленных предприятиях, связанных с применением радиоактивных источников, на АЭС и других радиационно-опасных объектах. Принцип действия радиометра основан на преобразовании энергии ионизирующего излучения нуклидов газов, поглощенной в объеме ионизационной камеры, в электрический ток с последующим его измерением. Ток ионизации пропорционален числу распадов радионуклидов в ионизационной камере и, соответственно, пропорционален объемной активности радионуклидов газов в воздухе. В качестве первичного измерительного преобразователя радиометр содержит проточную ионизационную камеру объемом 5 л. Уровень собственного фона не более 1,25·10 4 Бк/м3. Диапазон измерения объемной активности инертных радиоактивных газов от 5·103 до 5·10 12 Бк/м3. Недостатком известного радиометра является невозможность измерения низких концентраций объемной активности инертных радиоактивных газов. Другим недостатком устройства является высокая зависимость показаний от состава воздуха: влажности, наличия аэрозолей, механических загрязнений и др.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является блок детектирования БДГБ-40П (зарегистрирован в Госреестре под номером 27124-04, http://www.sniip.ru/pr/bdgb40p.htm).

БДГБ-40П применяются для анализа объемной активности инертных радиоактивных газов-радионуклидов 133Xe, 85Kr по бета-излучению в составе систем и приборов на объектах с атомными энергетическими установками, а также на других объектах, имеющих связь с получением, переработкой и использованием радиоактивных материалов. В качестве первичного измерительного преобразователя БДГБ-40П содержит тонкопленочный сцинтиллятор площадью 5200 см2, который размещен в измерительной камере объемом 4,6 л. Уровень собственного фонового счета 10 имп./с. Диапазон измерения объемной активности инертных радиоактивных газов от 1,85·103 до 3,7·10 7 Бк/м3. Недостатком блока детектирования, принятого за прототип является низкая чувствительность (эффективность регистрации составляет 7%) и узкий диапазон регистрируемой объемной активности инертных радиоактивных газов. Другим недостатком блока детектирования является сильная зависимость его показаний от температуры среды, составляющая зависимость 2%/°С и механических загрязнений измерительного объема, препятствующих светосбору, который осуществляется через пространство между слоями пленки. Недостатки блока детектирования обусловлены использованием тонкопленочного сцинтиллятора с низкой эффективностью регистрации бета-излучения вследствие его малой толщины.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является повышение чувствительности, расширение диапазона регистрируемой объемной активности инертных радиоактивных газов и повышение устойчивости к изменению температуры и загрязнениям измерительного объема.

Данная задача решается за счет того, что заявленная полезная модель - радиометр бета-излучающих газов, содержащий измерительную камеру с вводом и выводом газа, в которой размещен сцинтиллятор, сочлененный с фотоумножителем, установленным в торце измерительной камеры, отличается тем, что использует пластический сцинтиллятор в виде прямоугольных пластин, установленных с зазором и сочлененных с фотоумножителем через световод.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью существенных признаков, является повышение чувствительности регистрации за счет развитой поверхности первичного измерительного преобразователя, расширение диапазона регистрируемой объемной активности инертных радиоактивных газов, повышение устойчивости к изменению температуры и загрязнениям измерительного объема. Патентные исследования не выявили источников информации, порочащих новизну совокупности существенных признаков, заявленной полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена принципиальная схема радиометра бета-излучающих газов. Радиометр бета-излучающих газов содержит: измерительную камеру - 1 со штуцерами ввода и вывода газа, в которой размещен пластический сцинтиллятор - 2 в виде прямоугольных пластин с зазором - 3, которые в свою очередь сочленены с фотоумножителем - 4 через световод - 5 в виде пластины из оргстекла.

Радиометр бета-излучающих газов работает следующим образом.

Газ из вентиляционной трубы АЭС через входной штуцер непрерывно поступает в объем измерительной камеры и покидает ее через выходной штуцер, образуя объемный бета-источник с заданным объемом. Бета-излучение регистрируется пластинами пластического сцинтиллятора. Свет сцинтилляции, возникающий в пластинах через световод собирается на фотокатоде фотоумножителя. Определив количество зарегистрированных импульсов за заданное время измерений на основании данных предварительной калибровки расчетным путем определяют суммарную объемную активность инертных радиоактивных газов, содержащихся в газовом выбросе АЭС. Наличие механических загрязнений, скапливающихся на поверхности пластин не влияет на светосбор, поскольку светосбор осуществляется через пластины, выполняющих роль световодов. Независимость показаний от температуры обеспечивается выбором в качестве первичного измерительного преобразователя пластического сцинтиллятора. интенсивность сцинтилляционной вспышки которых практически не зависит от температуры.

Радиометр бета-излучающих газов, содержащий измерительную камеру объемом 2 л и пластический сцинтиллятора, содержащий 7 пластин сцинтиллирующего полистирола размером 200×100×3 мм, установленных с зазором 3 мм, при использовании ФЭУ-183 с диаметром фотокатода 72 мм имел чувствительность измеренную по Kr85 около 0,66·10-3 (имп/с)/(Бк/м3). При диапазоне измеряемой объемной активности инертных радиоактивных газов от 1,0·103 до 3,7·108 Бк/м 3 эффективность регистрации составила 20%-25%, т.е. в 3,5 раза выше, чем у БДГБ-40П. Температурная зависимость составляет 0,2%/°С, что в 10 раз лучше, чем у БДГБ-40П. Дополнительное преимущество заявленного радиометра по сравнению с прототипом состоит в его меньших габаритах и весе защиты измерительной камеры от фонового излучения, поскольку указанная чувствительность измерений достигается при ее меньшем объеме.

Радиометр бета-излучающих газов, содержащий измерительную камеру со штуцерами ввода и вывода газа, в которой размещен сцинтиллятор, сочлененный с фотоумножителем, установленным в торце измерительной камеры, отличающийся тем, что использует пластический сцинтиллятор в виде прямоугольных пластин, установленных с зазором и сочлененных с фотоумножителем через световод.



 

Похожие патенты:

Прибор относится к области ядерной физики и предназначен для использования при разработке и изготовлении различных систем измерения уровней радиации и сравнения их с нормами допустимого уровня радиации.

Полезная модель относится к области квантовой электроники и может быть использована в пассивных квантовых мерах частоты на парах рубидия
Наверх