Пропорциональный газоразрядный счетчик

 

Полезная модель относится к приборам для измерения энергии ионизирующих излучений, в частности, к пропорциональным газоразрядным счетчикам и может быть использована для определения средних и высоких уровней рентгеновского излучения. В пропорциональном газоразрядном счетчике, содержащем заполненную инертным газом ионизационную камеру, образованную трубчатым корпусом и изоляторами, закрывающими торцы трубчатого корпуса, в которых по продольной оси ионизационной камеры укреплена нить-анод, у изоляторов со стороны ионизационной камеры установлены кольца, корректирующие напряженность электростатического поля нити-анода, выполненные из металла, при этом диаметр «d» отверстий в кольцах составляет от 0,3 до 0,7 внутреннего диаметра «D» трубчатого корпуса. Повышается равномерность чувствительности пропорционального газоразрядного счетчика по всей длине нити-анода и снижается тем самым погрешность в результатах измерений энергии ионизирующих излучений.

Полезная модель относится к приборам для измерения энергии ионизирующих излучений, в частности, к пропорциональным газоразрядным счетчикам и может быть использована для определения средних и высоких уровней рентгеновского излучения.

Известен газовый пропорциональный счетчик внутреннего наполнения с собирающим электродом (анодом) в виде нити и многонитевым катодом; корпус счетчика окружен электропроводящим экраном, находящимся относительно катода под положительным потенциалом, SU 426572, 07.09.1980.

Недостатком данного технического решения является неравномерность значения параметра «энергетическое разрешение» по длине собирающего электрода (анода) из-за искажения электростатического поля вблизи элементов крепления анода. Кроме того, многонитевый катод значительно усложняет конструкцию.

Известен пропорциональный газоразрядный счетчик для измерения низких уровней радиоактивности, содержащий цилиндрический металлический катод и натянутую по его оси анодную нить; внутренняя поверхность металлического катода покрыта пленкой из органического диэлектрического материала толщиной d, где 1<d(0,1-0,01) мм, где 1 - длина пробега a - частиц с максимальной энергией в материале покрытия для радионуклида, содержащегося в металле катода, RU 2062523, 20.06.1996.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности измерения средних и высоких уровней ионизирующих излучений ввиду низкой проводимости покрытия катода.

Известен пропорциональный газоразрядный счетчик, содержащий заполненную инертным газом ионизационную камеру, образованную трубчатым корпусом, закрытым по торцам изоляторами; в изоляторах по продольной оси ионизационной камеры укреплена нить-анод, см. http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/detectors/prop.htm, 26.12.2013 (копия ссылки прилагается).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.

Недостатком прототипа является неравномерность чувствительности счетчика по длине нити-анода вследствие влияния металлических элементов крепления и натяжения анода в изоляторах и статического электричества на поверхности изоляторов на однородность электростатического поля, создаваемого анодом. В результате при использовании полной длины нити-анода имеет место значительная погрешность в результатах измерений энергии ионизирующих излучений. В частности, при измерении излучения изотопа Fe55 (линия MnK) энергетическое разрешение счетчика-прототипа составляет 20% и более.

Задачей настоящей полезной модели является повышение равномерности чувствительности пропорционального газоразрядного счетчика по всей длине нити-анода и снижение тем самым погрешности в результатах измерений энергии ионизирующих излучений.

Согласно полезной модели в пропорциональном газоразрядном счетчике, содержащем заполненную инертным газом ионизационную камеру, образованную трубчатым корпусом и изоляторами, закрывающими торцы трубчатого корпуса, в которых по продольной оси ионизационной камеры укреплена нить-анод, у изоляторов со стороны ионизационной камеры установлены кольца, корректирующие напряженность электростатического поля нити-анода, выполненные из металла, при этом диаметр «d» отверстий в кольцах составляет от 0,3 до 0,7 внутреннего диаметра «D» трубчатого корпуса.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «Новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 - продольный разрез устройства;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пропорциональный газоразрядный счетчик содержит заполненную инертным газом ионизационную камеру 1. В качестве инертного газа использован ксенон. Ионизационная камера 1 образована трубчатым корпусом 2, закрытым по торцам изоляторами 3. Трубчатый корпус 2 выполнен из нержавеющей стали, изоляторы 3 выполнены из электрокерамики. В изоляторах 3 по продольной оси ионизационной камеры 1 укреплена нить-анод 4 с помощью металлических элементов крепления и натяжения 8.

У изоляторов 3 со стороны ионизационной камеры 1 установлены корректирующие электростатическое поле нити-анода 4 кольца 5, выполненные из металла, в частности, нержавеющей стали. Диаметр «d» отверстий в кольцах составляет от 0,3 до 0,7 внутреннего диаметра «D» трубчатого корпуса 2. В конкретном примере в трубчатом корпусе 2 выполнены окна 6, закрытые бериллиевой фольгой 7. В зависимости от диапазона энергии излучения возможно выполнение корпуса 2 без окон, как это имеет место в устройстве-прототипе.

Работа пропорционального газоразрядного счетчика основана на явлении газового усиления, то есть, увеличения количества свободных зарядов в ионизационной камере. В конкретном примере рентгеновские кванты ионизируют газ, находящийся в камере 1. Корпус 2 является катодом. К корпусу 2 и нити-аноду 4 приложено постоянное напряжение 1-2 кВ. Под действием этого напряжения ионы и электроны движутся, соответственно, к катоду и нити-аноду. Вблизи нити-анода 4 напряженность электростатического поля возрастает, в результате чего подлетевшие к нити-аноду 4 электроны приобретают дополнительную энергию, достаточную для вторичной ионизации нейтральных атомов инертного газа. Образовавшиеся при этом новые электроны осуществляют дальнейшую ионизацию инертного газа. В результате к нити-аноду 4 движется электронная лавина, обусловливающая усиление потока электронов. Коэффициент газового усиления (КГУ) достигает 103-10 4. КГУ зависит от напряженности электростатического поля вблизи нити-анода 4, которая может уменьшаться по концам нити-анода 4 из-за влияния металлических элементов 8 ее крепления и натяжения, а также статического электричества на поверхности керамических изоляторов 3. Выравнивание (коррекция) напряженности электростатического поля по длине нити-анода 4 обеспечивается кольцами 5. Благодаря наличию колец 5 силовые линии электростатического поля (обозначены пунктиром на фиг. 1) в зонах изоляторов 3 выгнуты и уплотняются в сторону середины нити-анода 4. Таким образом потоки электронов двигаются по выгнутым силовым линиям на удалении от элементов 8 крепления концов нити-анода 4 и поверхностей изоляторов 3, уменьшающих напряженность электростатического поля у концов нити-анода 4.

В результате достигается технический результат, состоящий в повышении равномерности напряженности электростатического поля и, соответственно, КГУ по длине нити-анода 4. При этом повышается равномерность чувствительности прибора вдоль нити-анода 4 и уменьшается погрешность в результатах измерений. Энергетическое разрешение заявленного пропорционального газоразрядного счетчика составляет около 17%.

При диаметре «d» отверстий в кольцах менее 0,3 «D» - внутреннего диаметра трубчатого корпуса происходит так называемая перекомпенсация влияния элементов 8 крепления и натяжения нити-анода 4 на напряженность электростатического поля нити-анода 4, которая по ее концам будет в этом случае больше, чем в средней части, то есть, возникнет обратная неравномерность.

При d>0,7D эффект коррекции электростатического поля по концам нити-анода 4 выражен недостаточно.

Пропорциональный газоразрядный счетчик подключается к широкополосному линейному усилителю, который подключается к импульсному осциллографу (на чертежах не показаны).

Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данная полезная модель соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Пропорциональный газоразрядный счетчик, содержащий заполненную инертным газом ионизационную камеру, образованную трубчатым корпусом и изоляторами, закрывающими торцы трубчатого корпуса, в которых по продольной оси ионизационной камеры укреплена нить-анод, отличающийся тем, что у изоляторов со стороны ионизационной камеры установлены кольца, корректирующие напряженность электростатического поля нити-анода, выполненные из металла, при этом диаметр "d" отверстий в кольцах составляет от 0,3 до 0,7 внутреннего диаметра "D" трубчатого корпуса.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к измерительной технике в области ядерной физики, в частности, к альфа-спектрометрическим установкам, предназначенным для исследования альфа-частиц альфа-активного изотопа с известными характеристиками распада изотопов в условиях, когда характерное для измеряемого изотопа альфа-излучение не может быть спектрально выделено в аппаратурном спектре, регистрируемом альфа-спектрометром.

Транспортный монитор относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области радиационного неразрушающего контроля и может быть использован для обнаружения источников гамма- или гамма-нейтронного излучения - ядерных материалов и радиоактивных веществ - при проезде транспортных средств через контрольно-пропускные пункты предприятий, организаций и служб и выработки сигнала оповещения при обнаружении ядерных материалов или радиоактивных веществ.

Прибор для спектрального анализа металлов и сплавов относится к области исследования или анализа материалов с помощью рентгеновского излучения, а именно к абсорбционной спектрометрии и может быть использован в физическом приборостроении, рентгеноструктурном анализе, в нефтегазовой промышленности и в медицинской технике.

Устройство отличается тем, что имеет чувствительный элемент, выполненный в виде полупроводникового, предпочтительно кремниевого, газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера. Применяется для измерения уровня радиации.

Прибор радиационного контроля применяется при измерениях активности гамма-излучающих радионуклидов, при сертификации продукции по радиационному признаку, для определения содержания гамма-излучающих радионуклидов в продуктах питания, образцах почвы, лесоматериалах и других объектах, а также для поиска источников гамма-излучения. В соответствии с поставленными целями исследования, устройство снабжается гамма, бета, альфа (радиометрическими) или нейтронными датчиками. При этом, полезная модель отличается тем, что сама распознает тип подключаемого датчика. Устройство содержит пульт с клавиатурой для ввода информации и подключаемый монитор для вывода результатов исследований.

Прибор радиационного контроля применяется при измерениях активности гамма-излучающих радионуклидов, при сертификации продукции по радиационному признаку, для определения содержания гамма-излучающих радионуклидов в продуктах питания, образцах почвы, лесоматериалах и других объектах, а также для поиска источников гамма-излучения. В соответствии с поставленными целями исследования, устройство снабжается гамма, бета, альфа (радиометрическими) или нейтронными датчиками. При этом, полезная модель отличается тем, что сама распознает тип подключаемого датчика. Устройство содержит пульт с клавиатурой для ввода информации и подключаемый монитор для вывода результатов исследований.

Устройство отличается тем, что имеет чувствительный элемент, выполненный в виде полупроводникового, предпочтительно кремниевого, газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера. Применяется для измерения уровня радиации.

Прибор для спектрального анализа металлов и сплавов относится к области исследования или анализа материалов с помощью рентгеновского излучения, а именно к абсорбционной спектрометрии и может быть использован в физическом приборостроении, рентгеноструктурном анализе, в нефтегазовой промышленности и в медицинской технике.

Транспортный монитор относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области радиационного неразрушающего контроля и может быть использован для обнаружения источников гамма- или гамма-нейтронного излучения - ядерных материалов и радиоактивных веществ - при проезде транспортных средств через контрольно-пропускные пункты предприятий, организаций и служб и выработки сигнала оповещения при обнаружении ядерных материалов или радиоактивных веществ.

Полезная модель относится к измерительной технике в области ядерной физики, в частности, к альфа-спектрометрическим установкам, предназначенным для исследования альфа-частиц альфа-активного изотопа с известными характеристиками распада изотопов в условиях, когда характерное для измеряемого изотопа альфа-излучение не может быть спектрально выделено в аппаратурном спектре, регистрируемом альфа-спектрометром.

Изобретение относится к области обнаружения контрабанды, а именно, к дистанционному определению скрытого вещества и его положения в контейнере, и может быть использовано в контрольно-пропускных пунктах, авто- и железнодорожных станциях, аэропортах, морских портах, таможенных службах и т.д.;В качестве аналога рассмотрим монитор радиационный портальный, (см

Изобретение относится к приборам для определения интенсивности, плотности и энергии излучения или частиц, а конкретно к конструкциям ионизационных камер и может быть применено в практике физических экспериментов на ускорителях заряженных частиц

Полезная модель относится к измерительной технике в области ядерной физики, в частности, к альфа-спектрометрическим установкам, предназначенным для исследования альфа-частиц альфа-активного изотопа с известными характеристиками распада изотопов в условиях, когда характерное для измеряемого изотопа альфа-излучение не может быть спектрально выделено в аппаратурном спектре, регистрируемом альфа-спектрометром.
Наверх