Высокочувствительный бета-радиометр

 

Использование: контроль радиоактивного загрязнения окружающей среды (проб грунта, воды, продуктов питания). Сущность изобретения: детектор защищен экраном от прямого воздействия бета- и гамма-излучения пробы и регистрирует только отражаемое от рассеивателя бета-излучение. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для контроля проб грунта, воды, продуктов питания.

При контроле радиоактивного загрязнения окружающей среды возникает задача регистрации с высокой чувствительностью бета-излучения на фоне сопутствующего гамма-излучения.

Известен ряд приборов, используемых для этих целей, таких как, например, сцинтилляционные или газонаполненные счетчики [1] Для выделения бета-составляющей активности пробы используют результаты двух замеров: без защитного экрана и с экраном, отсекающим бета-частицы.

Увеличение чувствительности для сравнительно малопробежных бета-частиц может быть достигнуто увеличением площади исследуемого образца, что ограничивается технологическими возможностями изготовления детекторов.

Известен прибор [2] предназначенный для детектирования электронов на фоне тяжелых заряженных частиц, наиболее близкий к предлагаемой конструкции. Он содержит тонкий рассеиватель, детектор, окруженный защитой со всех сторон, кроме стороны, обращенной к рассеивателю, и источник бета-излучения, расположенный в полупространстве за детектором.

Наиболее близким техническим решением к данному предложению является устройство [2] содержащее детектор, параллельно которому расположен тонкий плоский рассеиватель, экран. В нем достигнута избирательная регистрация бета-излучения: на фоне тяжелых заряженных частиц за счет обратного рассеивания бета-частиц.

Толщина рассеивателя в устройстве [2] не менее длины пробега электронов с максимальной энергией, что ведет в случае регистрации бета-излучения на фоне гамма-излучения (наш случай) к снижению чувствительности за счет вклада обратно-рассеянного гамма-излучения.

Техническим результатом изобретения является создание высокочувствительного бета-радиометра, не чувствительного к сопутствующему гамма-излучению.

Технический результат в устройстве, содержащем детектор, параллельно которому расположен тонкий плоский рассеиватель, экран, достигается тем, что в него введена подложка, расположенная параллельно рассеивателю, проба расположена за экраном, защищающим детектор от прямого воздействия бета- и гамма-излучения пробы.

Сущность изобретения заключается в том, что гамма-излучение, проходя сквозь рассеиватель, уходит из поля действия детектора. Бета-излучение, отражаясь от рассеивателя, регистрируется детектором.

Блок-схема предлагаемого радиометра представлена на чертеже.

Он содержит детектор 1 (например, тонкий пластмассовый сцинтиллятор с фотоумножителем), окружен по периметру защитным экраном 2, закрывающим детектор от прямого воздействия гамма-излучения пробы 3, плоский рассеиватель 4, расположенный параллельно детектору 1, служит для отражения бета-частиц пробы 3, сопутствующее гамма-излучение проходит его без рассеяния. Экран и проба расположены на одной подложке 5, расположенной параллельно рассеивателю напротив него.

Рассеиватель выполнен из материала с большим атомным номером, например, из свинца, обладающего большим сечением рассеяния бета-излучения. Толщина рассеивателя выбирается малой, не более пробега бета-излучения. Экран выполняется из материала, обеспечивающего наилучшую защиту от гамма-излучения (например, из вольфрама). Высота экрана выбирается из условия отсутствия прямой видимости пробы детектором. Расстояние между подложкой и рассеивателем выбирается экспериментально с учетом необходимой чувствительности и состава пробы. В качестве детектора бета-излучения наиболее подходящими являются тонкие пластмассовые детекторы с фотоумножителями или тонкие полупроводниковые детекторы.

Предлагаемый радиометр работает следующим образом. Бета- и гамма-излучения от пробы 3 попадают на рассеиватель 4. Гамма-излучение, проходя через рассеиватель 4, не регистрируется детектором. Бета-излучение, отражаясь от рассеивателя 4 и попадая на детектор 1, регистрируется им.

Чувствительность предлагаемого радиометра к бета-излучению увеличена благодаря обеспечению возможности работы с пробой большей массы, а также благодаря подавлению сопутствующего гамма-излучения. При этом упрощается процедура измерений, так как нет необходимости дополнительных замеров для учета гамма-излучения.

Таким образом, в предложенной конструкции удается реализовать высокую чувствительность преимущественно к бета-излучению, что выгодно отличает ее от прототипа. Увеличение чувствительности к бета-излучению достигается увеличением площади пробы без соответствующего увеличения площади детектора.

Формула изобретения

Высокочувствительный бета-радиометр, содержащий детектор, параллельно регистрирующей поверхности которого расположен тонкий плоский рассеиватель бета-излучения, и окружающий детектор экран, защищающий его от прямого воздействия излучений, отличающийся тем, что он дополнительно содержит расположенную параллельно рассеивателю подложку для размещения пробы, на которой установлен экран, окружающий боковую поверхность детектора и защищающий его от прямого воздействия бета- и гамма-излучения пробы, при этом рассеиватель имеет толщину порядка длины пробега бета-излучения.

РИСУНКИ

Рисунок 1