Способ контроля стабильности работы каналов детектирования со счетчиками гейгера-мюллера

 

Изобретение относится к области детектирования ионизирующего излучения и может быть |1спользовано для контроля стабильности работы каналов детектирования в многоканальных системах измерения уровней ионизирующих излучений„ Целью изобретения является повышение безопасности. Способ включает в себя инициирование контрольных импульсов в объеме счетчика и определение стабильности работы всего канала по частоте импульсов на его выходе, Новая операция , зар .лючаюЕгаяся в подаче на вход питания счетчика импульсов напряжения которые инициируют контрольные импул1|СЫ5 позволяет проводить контроль без применения радиоактивных источников. 1 , ф-лы,-1 ил, 1 табл. с ( СП CD СО

ССЯЗ COGETCK4X

СОЦ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ овЩао 1 3 О 59

А1

Ы 4 G 01 Т 1/16

К А В 7ОРС -63". : - У СВК -- EPLC BY

Г(К УДЫ jgg!4ИЦ!Д ЬОЯ4ТЯТ

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРГТЕИИЙ И ОТИРЫТ161 (21) 3861533/31-25 (22) 04.03.85 (46) 15.08 87. Бюл. ?;" 30 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) А.П. Нишкни и В.А. Нанющкин 53) 539 1 08(08:", ) (56) Авторское свидетельство СССР

У 744397, кл. G 01 Т,./16, 1"980.

Матвеев В.H. Хазанов Б,И. риборы для-измерения ионизирующих излу о-" (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТАБИЛЬНОСТИ

РАБОТЫ КАНАПОВ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СО

СЧЕТЧИ1ЫЮл ГЕ11ГЕРА-IXJIJIEPA (57) Изобретение относится к области детектирования ионизирующего излучения и может быть ыспользовано для контроля стабильности работы каналов,детектирования в многоканальных системах измерения уровней ионизирующих излучений. Целью изобретения является повынение безопасности.

Способ включает в себя инициирование контрольных импульсов в объеме счетчика и определение стабильности работы все" î канала по частоте импульсов на его выходе. Новая операция, заключающаяся в подаче на вход питания счетчика импульсов напряжения,,которые инициируют контрольные импульсы, позволяет проводить контроль без применения радиоактивных источников. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

1330593 (2) mug< — (nogo j где m(U) о иP п,ия, п„и g, Р(П л) Изобретение относится к детектированию ионизирующего излучения и может быть использовано для контроля стабильности работы каналов детектирования в многоканальных системах измерения уровней ионизирующих излучений.

Целью изобретения является повышение безопасности работы путем обеспечения возможности проведения контроля без применения радиоактивных источников, На чертеже приведена схема включения счетчика Гейгера-Мюллера для реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

В счетчике инициируют контрольные импульсы тока подачей на вход питания счетчика импульсов напряжения, амплитуда которых U выше величины рабочего напряжения, причем амплитуда U и длительность, выбраны такими, чтобы выполнялись условия:

m(U) мБ ехр(-P/U) > т, „(1) P(U, ) = 1-ехр I-m(U) >) Р„(3) — частота появления свободных зарядов в объеме счетчика под действием напряжения U; — частота появления свободных зарядов под действием @она; — параметры, характеризующие материал и геометрию электродов; — количество зарегистрированных импульсов и заряд, переносимый одним импульсом при контроле с помощью импульсов напряжения; — количество импульсов и заряд при контроле с помощью радиоактивного источника; вероятность появления контрольных импульсов под действием импульсов напряжения; контрольное значение вероятности, устанавливае5

55 мое обычно в диапазоне

0,90-0,99.

0 стабильности работы всего канала судят по частоте импульсов на его выходе.

Предлагаемый способ может быть реализован тогда, когда контрольные импульсы тока в счетчике инициируют подачей на вход питания счетчика высоковольтных импульсов, полярность которых противоположна полярности рабочего напряжения питания газоразрядного счетчика.

При подаче на вход счетчика напряжения, амплитуда которого вьппе величины рабочего напряжения У, повышается вероятность автоэлектронной эмиссии из катода счетчика. Следовательно, при некотором напряжении

U в объеме счетчика образуются свободные электроны, которые, ускоряясь в электрическом поле, иницируют лавинную ионизацию газа; т,е. в счетчике появляются контрольные импульсы тока, по параметрам которых можно судить об исправности канала детектирования. При этом амплитуда напряжения должна быть такой, чтобы частота появления контрольных импульсов тока, возникающих под действием перенапряжения, превьппала частоту фоновыми импульсов, т.е. выполнялось условие (1) .

Импульсный характер подачи напряжения с амплитудой U и длительностью позволяет реализввать данную, идею без ухудшения параметров счетчика относительно прототипа, если выполняются условия (2) и (3).

Действительно, ресурс работы счетчика уменьшается из-за диссоциации молекул гасящего газа при прохождении через счетчик импульсов тока.

Следовательно, предлагаемый способ будет эквивалентен с точки зрения сохранения работоспособности счетчика способу проверки при помощи радиоактивного источника, если суммарные заряды п,g, и п,g„ прошедшие через счетчик во время контроля этими способами, равны.

Известно, что g U, и, следовательно, контрольный импульс при способе проверки с помощью перенапряжения равен нескольким контрольным импульсам, регистрируемым при проверке с помощью радиоактивного источника, так как U > Up. Однако процесс

13305 мкс U „,, В

0,3-0,4

-700

-1050

+1050 — 1100

-1500

+1500

0,15

0,20

55 образования контрольных импульсов от радиоактивного источника носит случайный характер и поэтому при установлении изменения параметров,. счетчика (например, чувствительности) по изменению скорости счета приходится набирать большую статистику, порядка 100-1000 импульсов, чтобы получить достоверный результат. В 10 предлагаемом способе контроля параметры импульса перенапряжения U и выбирают такими, чтобы вероят.ность P(U, ) возникновения конт-. рольных импульсов под действием им- 15 пульса перенапряжения была выше некоторой наперед заданной вероятности Р„. А о работоспособности счетчика судят, сравнивая величину Р„ с отношением числа зарегистрирован- 20 ных импульсов к количеству импульсов перенапряжения, причем период подачи импульсов перенапряжения должен быть больше мертвого времени счетчика. Так, при P(U, ) = 0,95 25 для проведения контроля достаточно подать на счетчик 10 импульсов, чтобы сделать выводы о работоспособности тракта измерения и, следовательно о том, что легко выполняется 30 условие (2), т.е. предлагаемый способ контроля не ухудшает ресурс газоразрядного счетчика.

Подача на вход счетчика импульсов перенапряжения, полярность которых противоположна полярности напряжения питания, позволяет в ряде случаев контролировать работоспособность каналов измерения при более низких значениях амплитуды высоковольтного импульса, поскольку, как правило, электрическое поле внутри счетчика несимметрично (например, в коаксиальных счетчиках) и поэтому вероятность электронной эмиссии при одина- 45 ковой амплитуде высоковольтного импульса будет различной в зависимости от полярности импульса. Последовательно подавая на вход питания импульсы разной полярности, можно обес- 50 печить проведение контроля при более низкой амплитуде импульсов и увеличить достоверность контроля.

Согласно предлагаемому способу было испытано несколько типов счетчиков, включенных по схеме (см. чертеж), на которой обозначены: 1 счетчик Гейгера-Мюллера 2 — сопро93

4 тивление нагрузки, 3 — емкость С, включающая в себя емкость монтажа и распределенную емкость кабеля. На вход канала подавали короткие (длительность около 1 мкс) высоковольтные импульсы — Usx, а на выходе с некоторой задержкой t зарегистриФ ровали импульс коронного разряда с амплитудой около U — U где U — наd 3 пряжение зажигания счетчика.

Длительность задержки уменьшается с ростом величины U Ä . .В таблице показана зависимость времени задержки t и амплитуды контрольного импульса от амплитуды Vsx инициирующего импульса.

Увеличение амплитуды высоковольтного импульса длительностью 1 мкс выше величины 1500 В нецелесообразно, так как вероятность коронного разряда при указанном напряжении близка к 0,99.

С увеличением длительности входного импульса коронный разряд появляется при меньших значениях амплитуды входного импульса. Например, разряд появляется достаточно стабильно при 1000-1100 В для длительности импульса около 1 мс. !

В случае, если t, а высоковольтный импульс подается без снятия рабочего напряжения, то при определенных параметрах U и с вероятнсотью Р(Б, ), например, равной

0,95) высоковольтный импульс создаст в объеме счетчика свободные электроны, которые вызовут газовый разряд при рабочем напряжении. Поэтому условие (2) выполнится автоматически.

В связи с тем, что собственная емкость счетчика значительно меньше величины С, которая включает в себя распределенную емкость кабеля, по (330593, т() (,. т)()г I(, гго;1;, It (ц

Ксрректор, Ре;!!е1.1)ик

T I:(Р:3:т(! г (> ((С 1(П:-1 Е Н 0 Е г т

"t I! (I(Ill (t r 0(«;;, P j) l<- H t! ())- 0 )(01, 1((Е) Ет ) ((P

)10 )1Е)1гт).; i 11!06PB (Е)11ХЙ H 0 1 КР)тП ))., !

" 3()3, ):)О(. К Вя. Б- ). „т:-)т 11(C B H Нд . г 1/ гт тг ,-",! i..;"-:,г > 11() 0!Ig,)т)Ет(Кот(т (IP(1(:) (),, i!)Е C . . ),)1 (тРО; тг.-,-, ДРОЕК )11,;. гтг r,.. г

1! t0TI0т)(т1,: r 7(: т (т C lr -тг1 (. ) тт тгт г ) 8).11 гт(т)—

РО)1(г ОГ() р ЛЭ «)Я(т,гт., (т гт Е"1, ) r) - .;.(,.Г." . .::,.) ()1(jt)1 " ;, - Е )270(тг) .г) т100

КО),(1)) "г t",C„)г(, t:.t;i v . (т гг ":.

С HОООО КОИ" (г)(O СTг)6)г()1)т))ООTК

p -t 6 r ", t - : ",*:, i. "."::, >)1 C);. ßI (1)1 (" 0 (т)ЕT )IIÊ1111)) (г гтГ "))r) — ):;Hritrt()rt -), ))г 1)()— -. 1)лц(т)" i-г(Г: С)(.,:"t,о )г:16ЪЕ, .,Е Ст(Е.(-т)и)1К .) t, " 0) t t т1-г) тt)t)+ )t) P Кг(—

;-:СЕГО К=)11)Ля., 1 1 ...;i т(а Ю Ц )1 )(>- т PI -. i) . 1-;-г т(,:() i)CDI>t)tjEгт))тя

-;*i7 CЕ;)ог °, !;; )тг;: г гт,г т(g(:.ðt !)Ет)Е11((к отг, ), г))(ТPC) ) t:.!-.1Ã (.: !r11)-,C)tt Ttr) (P (тт)т Crt =, тт))гг-. !;;()г тг-т-,.: ° 0-);т-гЦ))Д)(гЕ1);.)К 1;)11ттг;;г г ;;;;- г,:, л)-г " T-p () Qct гт.: г;г- тгт,"1-т гот1.) тт))тг(г(,. т " ", С, )Ятт I 1(Я

".-,1 О,-т IIII («г)т,.1;1 Ецтттц)1)г;.: 1)),:сотке()С))гт.,УII),1,;. ггг,() t;I)TI!Cгтт )(0)(гтт))г т(-1,.. ) 0 уотт)гт )(рот ) ;,-,10,)10;.:1(г .—,От) 1Р"гКОС 11 0×ß0"Ie)-0 I,==,,-п)))1"))1 . -:. ..! 11 1(г) .