Ионизационная камера

 

1. ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА, для детектвртвания радиоактивёсых газов, состоящая из сферического корпуса, являющегося наружным эпектродом, центрального эпектрода и изоляторов между ними, отличающаяся тем, что с 1юлью расширения диапазона измере ний радноактивиого излучения путем повышения напряженности электричесасого поля в камере без увеличения нащ яжвния электродах в при сохранении геометричеоких размеров камеры, к указанным электродам дополнительно присоединены тркопроводящие пластины, прозрачвые для газа, причем ппастишл наружного эпектрода чередуются с пластинами внутрен1юго электрода.. 2. Камера по п. 1, отличаю§ щая с я тем, что каждая кэ указанных пластин выпсянена в виде двух металггаkn ческвх концентрических колец, соединенных между собой радиальными металлическими лучами, между которыми натянуты токопроводящие нити, а изолятор выполнены из фторопласта.ч CD bi

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 950101

3(50 H 01 > 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЖ (21) 3242263/1 8-25 (22) 22.01.81 (46) 30.08.83. Бюп. N 32. (72) Е.А. Коновалов, Л.M. Ппощанский и Ю. П. Сайков (71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б. П.Константинова (53) 621.387.424 (088.8) (6) 1. Dosimetr ЧА-3 -38, фириа ГДР

VEF PFT Hesselektronik offpschlo —

Dresden.

2. Комплекс приборов Саксауп», Всесоюзное объединение «Изотоп", проспект, 1974.

3. Патент ФРГ ¹ 1589583, кп. 21 G 18/01, опубпик. 1971.

4. Ионизационная камера Биота .

Всесоюзное объединение Иэотеп, про» спвкт, 1974 (прототип). (54)(57) 1. HOHHBAUHOHHAH КАМЕРА, дпя детектирования радиоактивжих газов, состоящая из сферического корпуса, явпяющегося наружным эпектродом, пентрапьного эдектрода и иэопяторов между ними, о т п и ч а ю щ а я с я тем, что . с цепью растирания диапазона измерений радиоактивного излучения.путем вэвышения напряженности эпектрического попя в камере без увепнчения напряжения электродах и при сохранении геометрических размеров камеры, к указанвам эпек родам доцопнитепьно присоединены токопроводящие пнастины, прозрачные дпя газа, причем ппастищя наружного эпектрода чередуются с ппастинами внутреннего эпектрода.

2. Камера по п. 1, о т и и ч а ющ а я с я тем, что каждая из указанных Я пластин выпопнена в виде двух метаппических кондентрических конец, соединенных между собой радиапьными метаппическими пучами, между которыми натянуты токощоводящие нити, а изопяторы выцоп-. = нены из фтороппаста.

9801

Изобретение относится к устройствам дпя детектирования радиоактивного иэпучения.

Ионизационная камера состоит из корпуса, явпяюшегося наружным эпектродом, 5 центрапьного эпектрода, изопяторов, устройств дпя ввода кабепя и в спучае проточной иоиизационной камеры устройств дпя подкпючения коммуникаций контропируемого газа, Ионизационные камеры мо- «0 гут раЬотать в цовопьно широком диапазоне напряжений на эпектродах (51500 В), обеспечивающих работу камеры в режиме насыщения, так как топько в этом режиме ток ионизационной каме= «5 ры пропорционапен интенсивности радиоактивного иэпучения, Диапазон измерений камеры опрецепяется, с одной стороны, ее чувствитепьиостью, которая в основном зависит от э объема, а с другой — интенсивностью радиоактивного изпучения,при которой появляется рекомбинация ионов, и камера выходит из режима насыщения.

Степень рекомбинации ионов в камере при данной интенсивности изиучения зависит от расстояния между эпектродамы и напряжением на них. Чем меньше расстояние между эпектродами и чем бопьше разность потенциапов между ними (т.е. чем бопьше напряженность эпектрического попя в камере); тем меньше степень ре. комбинации.

Устройство, регистрирующие вепичину ионизационного тока камеры, поэвопяют

35 производить измерения в эначитепьно бопьшем диапазоне, чем диапазон измерений обычных ионизационных камер в режиме насыщения, Поэтому при расширении диапазона измерений приборы комппектуются набором иониэационных камер различного объема ипи устройствами дпя изменения напряжения на эпектродах.

Так, например, известен измеритепь мощности дозы ИМДЦ-70 дпя измерения мощности экспозиционной дозы гаммаизцучения в диапазоне от 0,1 .до 10"мкР/с, В качестве детектора в приборе испош эована иониэационная камера объемом

500 см . Прибор имеет 5 поддиапазонов.

Напряжение.на эпектродах камеры на 2-ом и 1-ом поддиапазонах 6 В, на 3,4 и

5-ом - напряжение увепичивается до 70В.

Известен дозиметр .И- J -18 (1$.

В комппект прибора входят 5 типов иони55 зациониых камер объемами 1000 см, 3

1,5 смз и 50 мм с диапазонами измерений 0,17 10 - 0,17 Р/мин; 1 10

01 2

1 10 Р/мин; 1 10 "-3,3 10 Р/мин соответственно.

Напряжение на электродах дпя всех камер составляет 250 В.

EI настоящее время широкое распрост-. ранение поду ипи проточ«п»«е ионыэационн е камеры, которые используются в системах контропя загрязненности воздухе рад иоак тивны м и газам и.

Конструктивно проточные ыоныэацио .-:.: камеры отпичаются топько тем, что B к=— мере предусмотрена воэможность цр-кa ..=. контропируемого воздуха через иониза=ционный объем, Расширение диапазона ра-боты этих каме :o .. Й ается "е средствами. Напр«ц«ер, известен ко:.i цент приборов Саксауп,, предназ нане и : измерения концентраций радыоактивны.газов в воздухе по их р-.изпучению (2 Ъ

В омппект прибора входчт три цр. о -.а-.:= ионизационные камеры объемами 10, 1

B O,l и с циапазонами измерений 1 10 "-: 104 Ки/и, 1 10 5-1 .1 0 Ки/ п и

1 10 -10 Ки/п соответственно. Напряжение на эпект рода х камер 600 B .

Предпожено 5 конструкт«явных моды:=. фикаций проточных иониэационнь«х камер дпя измерения концен;рац«ы радио=;.:. ыьных газов, где решаются вопросы ор.—.-;-ниэации прокачки контропируемого газа без искажения эпектрического попя 3), Эти KBMepü! Обпадают общим не:.3остат= ком узким диапазоном работы в режиме на сыще ния, Наиболее бпизким цо технической сущности к изобретению явпяется иониэационная камера дня детектирования радио= активных газов, состоящая иэ сферического корпуса, явпяющегося наружным эпектродом, центрапьного эпектроца ы иэопяторов между ними (4). Этот црибор предназначен дпя градуировки и проверки радиометров р -активных газов -a повероч ных пабораториях и на промышпенных предприятиях„а также дпя ««змерения концентрации (удепьной объемной активности) аргона — 41, изотопов криптона и ксенона и их смесей в воздухе.

«Лонизационная камера радиометра состоит иэ геометрического медного корпуса с толщиной стенки 6 мм; внутренним диаметром сферы 240 мм (Ч = 7,2 п), выпопняющего ропь внешнего эпектрода., центра пьного стержневого эпектрода, изо-.. пяторов между эпектроцами и устоойства дпя ввода и вь«вода контропщ)уемого газа.

Испопьзованке этого радиометра дпя измерения смеси изотопов бпагородных газов предъявпяется допопнитепыие тре3 980 бования к ионизационной камере в отношении эффективности регистрации /3 -из- лучения различного энергетического спектра, которая имеет сложную зависимость от геометрической формы pasMepa материала и толщины стенок камеры и т.д. Можно показать, что медная сфери-. ческая проточная ионизационйая камера внутренним диаметром 240 мм (Ч =

= 7,2 литра) с толщиной стенок 6 мм 1О является оптимальной при измерении

- концентраций радиоактивных благородных газов (41 А" и осколки деления). Именно такая ионизационная камера может обеспечить измерение концентрации радиоактивных благородных газов с любым изотопным составом с точностью не хуже

35о

Диапазон работы такой камеры составляет 5.10 " -2,5 10 Ки/л при напряжении на электродах 1250 В. Однако этот диапазон недостаточен для рациометров газов, используемых для контроля выбросов радиоактивных газов в атмосферу и измерения концентраций рациоактивных газов в помещениях на ядерных реакторах, АЭС и предприятиях атомной промышленности. Измерение геометрии ионизационной камеры принципиально невозможно, так как ато нарушает основное 30 свойство камеры — одинаковую эффективность регистрации различных благо родных газов. Увеличение напряжения на апектродах более,1250 В также невозможно, так как в этом случае даже: при использовании изоляторов с лучшими

35 техническими характеристиками появляется нестабильность и флуктуации в работе прибора из-еа нестабильности токов утечки изоляторов.

Цепью изобретения является расшире40 ние циапазона измерений радиоактивного излучения за счет повышений напряженности электрического поля в камере без увеличения напряжения на электродах и при сохранении геометрических размеров

4S камеры.

Цель достигается тем, что в предлагаемой ионизационной камере дпя детек тирования радиоактивных газов, состоящей из сферического корпуса, явпякхцегося наружным алектродом, центрального электрода и изоляторов между ними, к указанным-электродам дополнительно арасоединены токоцроводяшие пластины, про» зрн е дпя а, причем пластины и 55 ружного электрода чередуются с цпастина« ми внутреннего электрода, каждая из токопроводяших пластин выполнена в виде

101 4 двух металлических концентрических к пеп, соединенных между собой радиаа ными металлическими лучами, между которыми натянуты токопроводящие нити, а изоляторы между электродами выполнены из фтороцпаста с минимально открытой поверхностью, контактирующей с контролируемым газом.

На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемой ионизационной

maMepa.

Камера состоит иэ наружного электрода, выполненного из двух медных попу сфер 1 и 2 с толщиной стенки 6 мм.

Внутренний электрод выполнен из цвух разъемных медных стержней 3 и 4. Внутренний электрод изолирован от наружнсьго изоляторами 5 и 6 из второппаста.

На внутреннем и наружном электродах закреплены токопроводяшие пластины 7 и

8, прозрачные дпя газа. Каждая из токопроводяших пластин: выполнена из двух мета ппйческих концентрических колец 9 и 10, соединенных пайкой с шестью радиальными лучами ll, между которыми натянуты токопроводящие нити 12, В предлагаемой конструкции кольца и лучи выполнены из медной проволоки.

Ионизационная камера закреплена на специальном переходнике 13, в котором сделаны отверстия дпя ввода кабеля 14 и для протока газа 15,16. Воздушные коммуникации подключаются к резьбовым патрубкам 17 и 18 с помощью накидных гаек. . г

Работа ионнзационной камеры за-ключается в следующем

/Ъ -излучение р/а газов, прокачиваемых через камеру, производит ионизацию атомов воздуха. Ионы за счет напряжения, приложенного к электродам, создают ионизационный ток, пропорциональный мощности р/а. излучения (концентрации газов) измеряемый специальными приборами, в нашем случае дозиметром Yh -5-18. О крытая поверхность изоляторов, омываемая контролируемым р/а газом, сделана минимальной. Это связано с тем, что была обнаружена высокая сорбция газов практически всеми изоляторами с необходимыми дпя камеры электрическими характеристиками, кроме кварца, который а камере неприменим as-за его хрупкости. Сорбция газов приводит к большим остаточным токам камеры после ее продувки особенно после ее измерения боль ших концентраций газов, что практически исключает возможность измерения малых

950101

Камера БИОТЫ

Предлагаемая камера

Энергия р -част.

Изотоп Кг,Хе

Ки/ппА

КАг

/К КнХг

1,68

2,49 098% концентраций и тем самым сокращает диапазон измерений.

Проведенные исследования н проверка предлагаемой шнрокодиацазонной сферической ионизацнонной ка- меры показали следующие преимуше отва.

133Х 0 346 100% конверсионные 0 95 10

0,046 55%

0 67 100% 1е40 1.0

1 198 . 99 2% 1 60, 10-8

На основе изобретения могут быть созданы широкодиапазонюле ионизационные камеры дд различных видов р/а из- ЗО пучения, которые могут работать в комц- пексе с любыми существующими в настоящее время измерителями ионизационных токов, в частности система с широкоциаПри напряжении на электродах камеры, . в 5 раз меньшем по сравнению с камерой рациометра "Биота", диапазон измерений камеры расширился более чем на 4 порядка (4,6 10 "-1,5 ° 10 ") Ки/и, а эффективности регистрации различных благородных р/а газов не ухуцшипнсь, что видно из нижеприведенной таблицы.

3,10 10"" "1,49

4,10 - 10 "О 1,13

4,63 - 10 10 пазонной сферической проточной иониза ционной камеры может широко применяться на ядерных реакторах, на атомных станциях и на других предприятиях атомной промышленности дпя контроля выбро сов р/а газов в окружающую среду ндляконтропя концентрации р/а газов в помещениях.

950101

Составитель В. Макаров

Редактор О. Юркова Техред Ж. Кастелевич Корректор! I ° Решет ник

Заказ 8098/3 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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