Способ неразрушающего определения величины и стабильности энергии электрического поля, накопленной диэлектриком при облучении его ионизирующем излучением

О П И С.А Н --И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>600908

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вур1)М. К.2 (22) Заявлено 140576 (21) 2365260/18-21

G 01 R 33/00

G 01 R 31/12

G 01 R 11/00 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытнй

Опубликовано 150230. Бюллетень ) 6, Дата опубликования описания 170230 (53) УАК 621. 317 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К. A. Труханов и Е. A. Вайнер

Институт медико-биологических проблем и Институт биологичесхой физики AH СССР (71) Заявители (54 ) СПОСОБ НЕРАЗРУ(АЮЩЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

И CTABVJIbHOCTH ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, НАКОПЛЕННОЙ

ДИЭЛЕКТРИКОМ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ЕГО ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

1 2

Изобретение относится к области радиационной физики и физики диэлектриков, в частности к способам неразрушающего измерения характеристик радиоэлектретов, и может быть использовано для неразрушающего измерения как энергии электрического поля, возникающего в диэлектриках при их облучении ионизирующим излучением, так и ее стабильности, что важно как для целей научных исследований, так и для контроля качества радиоэлектретов в процессе их получения и применения.

Известен калориметрический способ измерения запасенной при рблучении энергии, в частности энергии электрического поля, основанный на высвобождении этой энергии при нагревании или растворении образца. Однако диэлектрики не являются неразрушающимися, что неприемлемо в случаях, требующих дальнейшего использования елостного диэлект ика.

Известен также способ неразрушающего определения энергии электрического поля, возникающего при облуче-. нии диэлектриков, который сводится к и мере ию распределения напряженнос- 3п ти электрического поля Е„по глубине с последующим вычислением энергии ь, по известной формуле

4 2

При этом распределение Е„ по наиболее универсальному способу — способу гамма-зондирования — находят следующим образом: измеряют скорость счета вторичных электронов от диэлектрика при облучении его потоком g.èçëó÷åния малой интенсивности, причем, изменяя энергию 1(-излучения, регистрируют электроны, выходящие с разных глубин диэлектрика; после того, как в диэлектрике создано (путем облучения интенсивным пучком частиц) электрическое поле, повторяют, процесс -измерения распределения напряженности электрического поля и по известной функции чувствительности установки путем сравнения с результатами измерения для случая отсутствия поля вычисляют распределение поля.

Для того, чтобы определить стабильность энергии, повторяют измерения энергий в соответствующие момен600908 ты времени к сравнивают величины энергии между собой.

Следовательно, способ связан с большим объемом измерительной и расчетной работы, дает, в связи с многоступенчатой процедурой, сравнительно невысокую точность (15-30%) неприемлем, если толщина образца превышает пробег вторичных электронов (реально 1 г/см ), кли если распределение поля существенно отличается от двумерного, является косвенным.

Цель-изобретения — снижение трудоемкости, повышение точности H расширение диапазона измерения.

Цель достигается тем, что в извест- ный способ неразрущающего определения величины и стабильности энергии электрического поля, накопленной диэлектриком при облучении его ионизирующкм излучением, по которому ре" гистрируют поток этого излучения, 2О дополняют следующими операциями измеряют тепловыделение исследуемого образца, затем вычисляют общую поглощенную энергию, которая выделилась бы в образце, если бы в нем не созда- 25 валось электрическое поле, затем определяют разницу поглощенной и выделенной тепловой энергии и по величине этой разницы судят о значении энергии электрического поля, созда- 3О ваемого в диэлектрике, а о ее стабильности судят по вели .ине тепловыделения, которое продолжается после прекращения облучения, обусловленного релаксацией накопленного заряда.

В частности, величину общей поглощенной энергии определяют путем линейной аппроксимации начального участка зависимости тепловыделения 40 от величины суммарного потока излучения, либо величину общей поглощенной энергии определяют, воздействуя на другой образец, имеющий идентичные характеристики, но в котором не создается электрическое поле прк облучении, что достигается, например, легированием материала диэлектрика для повышения его проводимости, B там случае, когда некоторая доля излучения. проникает через обра зец или рассеивается им, величину общей поглощенной энергии определяют как сумму энергий,. поглощенных в образце и в дополнительном абсорбере, окружающем образец.

На чертеже изображена одна из возможных схем измерения.

Процесс измерения состоит в следующем.

Измеряют (илй теоретическим рас- бо считывают по известным параметрам пучка и образца) величину тепловыделения Ц „ для случая, когда поле создается. Для этого, например, измеряют тепловыделение в начальный момент Я времени при перенесенной плотности заряда с не более 10 -10 Кл/см клк же измеряют тепловыделение на проводящем аналоге образца, полученном, например, легированием материала для повышения проводимости, причем и в том и в другом случае регистрируют величину перенесенного заряда )

Измеряют тепловыделение при интересующем нас токе, одновременно регистрируя перенесенный заряд<, и определяют энергию электрического поля w созданного при облучении в диэлектрике, по соотношению

М/ = Ц вЂ” — q

Чгд

f54 а

Прк проверке на ста.бильность продолжают измерять тепловыделение (периодически или непрерывно) в течение интересующего времени, определяя убыль энергии интегрированием тепловыделения по времени.

Для того, чтобы повысить точность измерений, например учесть энергию рассеянного (и вторичного) излучения кз образца и излучения, проходящего сквозь образец, последний целесооб- . разно устанавливать в дополнительном абсорбере, выполненном в виде ловушки излучения.

Тепловыделение измеряют по изменению температуры образца (и дополнительного абсорбера, если он применяется), регистрируемого, например, термисторами. Для повышения точности можно, в частности, применять дифференциальную схему измерений, прк которой исследуемый образец (кли образЬЫ) к образец-аналог попеременно облучаются одним и тем же пучком и измеряется разность температур между ними, в зависимости от типа диэлектрика.

Точность измерений м определяется точностью измерения Ц, Ц а л

-т -та °

Таким образом, по сравйенйю с известньм, предложенный способ более прост в процедуре измерений к расчетов, обеспечивает более высокую точность, не накладывает ограничений на. размеры образца к энергию применяемого излучения, является прямым.

Относительная чувствительность определяется надежностью выделения разности g„= -, например, при

1. погрешности 2Ъ в определении Ц„ Ц, g <феона составляет 0,04((. Большую чувствительность (нескольких единиц х Щ Ц ) можно получить при диФференциальном методе измерений.

Чувствительность определения стабильности зависит от чувствительности калориметра, напряженности поля, величины диэлектрической проницаемости образца и его размеров. Так, прк чувствительности 10 Вт, поле E =

600908

Формула изобретения

Пуск

Составитель С. Кузнецов

Редактор Е. Месропова Техред И.Асталош Корректор F. Назарова

Заказ 9586/51 йираж 1019 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 30 35 Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 MB/ñì, Е = 5, объеме образца 100 см измеряемые времена спада заряда составляют около двух месяцев.

1. Способ неразрушающего определения величины и стабильности энергии электрического поля, накопленной диэлектриком при облучении его ионизирующим излучением, по которому регистрируют поток этого излучения, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, повышения точности и расширения диапазона измерения, измеряют тепловыделение исследуемего образца, затем вычисляют общую поглощенную энергию, которая выделилась бы в образце, если бы в нем не создавалось электрическое поле, затем определяют разницу поглощенной и выделенной тепловой энергии и по величине этой разницы судят о значении энергии электрического поля, создаваемого в диэлектрике, а о ее стабильности судят по величине тепловыделения, которое продолжается после прекращения облучения, обусловленного релаксацией накопленного заряда.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что величину общей поглощенной энергии определяют путем линейной аппроксимации начального участка зависимости тепловыделения от величины суммарного потока излучения.

3. Способ по. и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что величину общей поглощенной энергии определяют, воздействуя на другой образец, имеющий .идентичные характеристики, но в ко, тором не создается электрическое поле при облучении, что достигается, например, легированием материала ди» электрика для повышения его проводимости, 4. Способ по п.1, о т л и ч а ю—

2О шийся тем, что в случае, когда некоторая доля излучения проникает через образец или рассеивается им, величину общей поглощенной энергии определяют как сумму энергий, погло2Я шенных в образце и в дополнительном абсорбере, окружающем образец.