Материал корпуса ионизационной камеры, обеспечивающий повышение чувствительности к гамма-излучению
Устройство обнаружения радиоактивного излучения, включающее ионизационную камеру, содержащую катод и анод. Ионизационная камера регистрирует проходящее в нее излучение. Устройство включает внешний корпус, ограничивающий полый внутренний объем, внутри которого заключена ионизационная камера. Внешний корпус включает по меньшей мере два слоя. По меньшей мере один из слоев обеспечивает экранирование от электромагнитного излучения полого внутреннего объема и заключенной в нем ионизационной камеры. Технический результат-повышение чувствительности ионизационной камеры при изолировании ионизационной камеры от окружающего корпуса. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники
Настоящее изобретение в общем относится к устройствам обнаружения радиоактивного излучения и, в частности, к устройству обнаружения радиоактивного излучения с улучшенной чувствительностью к гамма-излучению.
Уровень техники
Устройства радиационного контроля окружающей среды известны, и их используют для определения количества радиационного излучения в населенных пунктах. Устройства радиационного контроля могут быть размещены вблизи от источника излучения, такого как атомная электростанция, для контроля уровней радиации.
В одном типе устройства радиационного контроля используют ионизационную камеру. Ионизационная камера заключена внутри внешнего корпуса. Ранее внешний корпус заполняли вспененным материалом для поддержки ионизационной камеры. Вспененный материал был относительно плотным и снижал чувствительность ионизационной камеры, блокируя гамма-излучение. В частности, вспененный материал имел плотность приблизительно 0,304 г/см3 при толщине приблизительно 2,032 см. Кроме того, внешний корпус ионизационной камеры был выполнен из относительно плотного алюминиевого материала. Алюминиевый материал имел плотность приблизительно 2,7 г/см3 и толщину приблизительно 0,229 см. Алюминий и пена совместно давали плотность приблизительно 1,232 г/см2. Такие относительно плотные материалы обычно блокируют гамма-излучение и снижают чувствительность ионизационной камеры. Более того, непреднамеренный контакт между ионизационной камерой, которую поддерживают при напряжении, и алюминиевым корпусом может приводить к тому, что алюминиевый корпус становится электрически заряженным.
Соответственно, существует потребность в повышении чувствительности ионизационной камеры при изолировании ионизационной камеры от окружающего корпуса.
Краткое описание изобретения
Ниже представлено упрощенное краткое описание изобретения, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых типичных аспектов изобретения. Данное краткое описание не предполагает широкого обзора изобретения. Более того, данное краткое описание не предполагает определения критических элементов изобретения, а также не ограничивает объем изобретения. Единственной целью краткого описания является представление некоторых идей изобретения в упрощенной форме, в качестве вводной части к более подробному описанию, которое представлено далее.
В соответствии с одним аспектом, в настоящем изобретении обеспечивают устройство обнаружения радиоактивного излучения, которое включает ионизационную камеру, содержащую катод и анод. Ионизационная камера регистрирует проходящее в нее излучение. Устройство включает внешний корпус, ограничивающий полый внутренний объем, внутри которого заключена ионизационная камера. Внешний корпус включает по меньшей мере два слоя. По меньшей мере один из слоев обеспечивает экран от электромагнитного излучения для полого внутреннего объема и заключенной в нем ионизационной камеры.
Краткое описание чертежей
Вышеизложенные и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны специалисту в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, после прочтения нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
на Фиг. 1 представлен неполный вид в разрезе воплощения устройства обнаружения радиоактивного излучения, включающего воплощение ионизационной камеры, которая закреплена на расстоянии от внешнего корпуса, в соответствии с аспектом настоящего изобретения;
на Фиг. 2 представлен увеличенный вид элемента, взятый по круглому сечению 2 на Фиг. 1, воплощения внешнего корпуса устройства обнаружения радиоактивного излучения;
на Фиг. 3 показана блок-схема, представляющая способ обнаружения излучения с помощью устройства обнаружения радиоактивного излучения, показанного на Фиг. 1.
Подробное описание изобретения
Далее описаны и проиллюстрированы на чертежах типичные воплощения, включающие один или более аспектов настоящего изобретения. Эти иллюстративные примеры не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Например, один или более аспектов настоящего изобретения можно использовать в других воплощениях и даже в других типах устройств. Более того, в настоящем описании используют определенную терминологию только для удобства, и ее не следует рассматривать как ограничение настоящего изобретения. Также, на чертежах одинаковые численные обозначения используют для обозначения одинаковых элементов.
На Фиг. 1 представлен неполный вид в разрезе приведенного в качестве примера воплощения устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения. Следует понимать, что на Фиг. 1 показан только один пример из возможных конструкций/конфигураций, и предусмотрены другие примеры в пределах объема настоящего изобретения. В общем, устройство 10 обнаружения радиоактивного излучения размещают на открытой местности для осуществления функции отслеживания гамма-излучения малой интенсивности в окружающей атмосфере. Гамма-излучение может исходить от известных или неизвестных источников.
Устройство 10 обнаружения радиоактивного излучения включает внешний корпус 12. Внешний корпус 12 включает внешнюю стенку 14, ограничивающую по существу весь внутренний объем 16. В данном примере внешний корпус 12 имеет в основном эллиптическую/овальную форму, хотя также предусмотрены другие формы. Например, в других примерах внешний корпус 12 может иметь кубическую форму или другие многогранные трехмерные формы различных размеров. Следует понимать, что внешний корпус 12 представлен в виде неполной детали в разрезе на Фиг. 1 для иллюстративных целей и для того, чтобы более ясно показать внутренний объем 16. Однако при работе внешний корпус 12 полностью закрыт, так что внутренний объем 16 обычно не виден.
Внешняя стенка 14 включает жесткий, в основном негибкий материал, который обеспечивает защиту внутреннего объема 16 от воздействий окружающей среды (например, влажности, инородных веществ и т.д.). Внешняя стенка 14 внешнего корпуса 12 включает ряд различных материалов, в том числе полимерные материалы (например, пластмассы и т.д.), сочетания материалов, которые включают полимерные материал или т.п. В одном примере внешняя стенка 14 внешнего корпуса 12 является неэлектропроводной и/или включает неэлектропроводный материал. Возможные неэлектропроводные материалы включают материалы на основе поликарбоната (например, Lexan®), пластмассы, материалы на основе поливинилхлорида, материалы на основе политетрафторэтилена, легкие неорганические материалы или т.п. В других примерах внешняя стенка 14 может быть покрыта и/или накрыта изолятором/непроводящим материалом, так что внешняя стенка 14 функционально является непроводящей. Будучи непроводящей, внешняя стенка 14 может вступать в контакт с электрическим проводником, при этом не приобретая электрический заряд. Как таковая, внешняя стенка 14 внешнего корпуса 12 обеспечивает электрическую изоляцию внутреннего объема 16 от внешней стороны устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения.
Внешняя стенка 14, включающая материал на основе поликарбоната, пластмассовый материал и т.д., обладает относительно низкой плотностью. Такая относительно низкая плотность позволяет повысить чувствительность к гамма-излучению устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения. В частности, внешняя стенка 14 в меньшей степени экранирует гамма-излучение по сравнению с внешней стенкой из материала с более высокой плотностью, такого как металл (например, сталь, алюминий и т.д.). В одном примере внешняя стенка 14 включает материал на основе поликарбоната с плотностью приблизительно 1,19 г/см3. Хотя внешняя стенка 14 может иметь толщину в широком диапазоне, в данном конкретном примере толщина может составлять приблизительно 0,478 см. Как таковая, внешняя стенка 14 имеет поверхностную плотность приблизительно 0,57 г/см2. Конечно, следует понимать, что внешняя стенка не ограничена данными параметрами, поскольку плотность и толщина могут изменяться в зависимости от используемого материала, требуемой толщины и т.д.
Следует понимать, что устройство 10 обнаружения радиоактивного излучения не ограничено указанными выше размерами и расчетами. В действительности, в одном примере, преимуществом устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения является отсутствие рассеяния или поглощения начальной энергии гамма-излучения перед поступлением в регистрирующую часть (например, в ионизационную камеру 40) устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения. Вероятность прохождения гамма-лучей через толщину х материала без потери их начальной энергии определяют согласно следующему уравнению:
В данном уравнении μm представляет собой массовый коэффициент ослабления, а ρа представляет собой поверхностную плотность (или массовую толщину), выраженную в г/см2. В диапазоне энергий гамма-излучения, от приблизительно 100 кэВ до нескольких МэВ, рассеяние Комптона является преобладающим способом взаимодействия гамма-лучей с материалами с атомными номерами (Z), например, до приблизительно 50. В данном диапазоне энергий и для этих атомных номеров массовый коэффициент (μm) ослабления является приблизительно одинаковым для всех материалов.
Соответственно, следует понимать, что для некоторого диапазона энергии гамма-лучей и материалов с атомными номерами в определенном диапазоне, вероятность взаимодействия гамма-лучей, по меньшей мере частично, связана с поверхностной плотностью материала. В одном возможном примере, для энергии гамма-лучей в определенном диапазоне (например, приблизительно от ~100 кэВ до нескольких МэВ, хотя этот диапазон не является ограничивающим) и для рассматриваемых материалов (Z=1-29, хотя предусмотрены более высокие величины Z), преимуществом является сведение к минимуму поверхностной плотности устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения для повышения чувствительности к гамма-излучению.
Что касается внешнего корпуса 12, он включает первую часть 20 корпуса. Первая часть 20 корпуса образует одну часть внешнего корпуса 12. Первая часть 20 корпуса образует верхнюю часть или верх внешнего корпуса 12 в представленном примере. Первая часть 20 корпуса закрыта с одного конца (например, с верхнего конца) и обычно открыта с противоположного второго конца (например, с нижнего конца). В одном возможном примере первая часть 20 корпуса образует более половины длины внешнего корпуса 12. Однако, в других примерах, первая часть 20 корпуса может быть больше или меньше по длине, чем показано. Первая часть 20 корпуса сформирована из части внешней стенки 14, так что первая часть 20 корпуса обеспечивает электрическую изоляцию внутреннего объема 16 от окружающей среды.
Первая часть 20 корпуса содержит первую подпорную конструкцию 22, расположенную внутри первой части 20 корпуса. Первая подпорная конструкция 22 проходит от внешней стенки 14 во внутренний объем 16. Первая подпорная конструкция 22 может проходить на большее или меньшее расстояние во внутренний объем 16, чем показано. Первая подпорная конструкция 22 может быть в основном полой, ограничивая полость. Следует понимать, что первая подпорная конструкция 22 представляет собой только один из множества возможных примеров подпорных конструкций, выполняемых для первой части 20 корпуса. В действительности, в других примерах первая подпорная конструкция 22 может включать гайки, болты, шурупы, другой механический крепеж или т.п.
Внешний корпус 12 включает вторую часть 30 корпуса. Вторая часть 30 корпуса образует одну часть внешнего корпуса 12. Вторая часть 30 корпуса образует нижнюю часть или днище внешнего корпуса 12 в представленном примере. Вторая часть 30 закрыта с одного конца (например, с нижнего конца) и обычно открыта с противоположного второго конца (например, с верхнего конца). В одном возможном примере первая часть 20 корпуса образует больше половины длины внешнего корпуса 12. Однако, в других примерах, первая часть 20 корпуса может быть больше или меньше по длине, чем показано. Вторая часть 30 корпуса сформирована из части внешней стенки 14, так что вторая часть 30 корпуса обеспечивает электрическую изоляцию внутреннего объема 16 от окружающей среды.
Вторая часть 30 корпуса включает вторую подпорную конструкцию 32, расположенную внутри второй части 30 корпуса. Вторая подпорная конструкция 32 проходит от внешней стенки 14 во внутренний объем 16. Вторая подпорная конструкция 32 в представленном примере сформирована/сформована как единое целое с внешней стенкой 14. Конечно, в других примерах вторая подпорная конструкция 32 не ограничена таким образом и вместо этого может быть прикреплена в виде отдельной детали к внешней стенки 14. Вторая подпорная конструкция 32 может проходить на большее или меньшее расстояние во внутренний объем 16, чем показано. Следует понимать, что вторая подпорная конструкция 32 представляет собой только один из множества возможных примеров подпорных конструкций, выполненных для второй части 30 корпуса. В действительности, в других примерах, вторая подпорная конструкция 32 может включать гайки, болты, шурупы, другой механический крепеж или т.п.
Устройство обнаружения радиоактивного излучения также включает ионизационную камеру 40 для обнаружения излучения. Ионизационная камера 40 содержится/заключена во внутреннем объеме 16 внешнего корпуса 12. Ионизационная камера 40 ограничивает объем 42, который обеспечивает пространство для отдельных элементов ионизационной камеры 40. Следует понимать, что ионизационная камера 40 на Фиг. 1 показана в разрезе, чтобы более ясно показать объем 42. Однако при работе ионизационная камера 40 является полностью закрытой, так что объем 42 не виден. Следует понимать, что ионизационная камера может быть выполнена в различных возможных исполнениях. В одном примере ионизационная камера 40 может представлять собой ионизационную камеру высокого давления (ИКВД). Ионизационная камера 40 имеет по существу сферическую форму, хотя предусмотрены и другие формы.
Ионизационная камера 40 содержит пару электродов, включающих катод 44 и анод 46. Катод 44 ограничивает объем 42. В одном примере, катод 44 герметизирован и заполнен газом под давлением, таким как газообразный азот, аргон, смеси других газов и т.д. Как таковой, такой газ под давлением внутри объема 42 относительно ограничен от непреднамеренной утечки из ионизационной камеры 40. Катод 44 может быть выполнен из различных материалов, таких как металлы, включая нержавеющую сталь, алюминий и т.д.
Ионизационная камера 40 также включает анод 46, проходящий в объеме 42 катода 44. Анод 46 может включать опорный элемент, проволоку или т.п. Сам по себе анод 46 не ограничен размером или формой представленного примера. В данном примере анод 46 имеет меньший размер поперечного сечения, чем катод 44, так что анод 46 внутри радиально отделен от катода 44 и расположен на расстоянии от него.
В общем, как катод 44, так и анод 46 находятся под напряжением. Ионы и электроны, образующиеся в результате взаимодействия с гамма-излучением, находятся в объеме 42. Эти ионы и электроны притягиваются к катоду 44 и аноду 46, вследствие чего они скапливаются, генерируя ток. Усилитель 48 (и/или другие соответствующие электронные устройства, включая электрометры, проволоку и т.д.) электрически соединен с катодом 44 и анодом 46. Усилитель 48 принимает и анализирует ток для определения нескольких измеряемых количественных параметров, присущих излучению, таких как мощность дозы гамма-излучения и т.д. Усилитель 48 может быть заключен в корпусе усилителя или т.п.
Ионизационная камера 40 дополнительно включает агрегат 50 сброса. Агрегат 50 сброса прикреплен к поверхности 52 камеры 40 ионизации. Агрегат 50 сброса позволяет безопасно сбрасывать газ под давлением, находящийся внутри катода 44, наружу из ионизационной камеры 40. Агрегат 50 сброса проходит от поверхности 52 ионизационной камеры 40 во внутренний объем 16.
Устройство 10 обнаружения радиоактивного излучения также включает один или более опорный элемент для обеспечения удерживания ионизационной камеры 40 относительно внешнего корпуса 12. В одном возможном примере опорные элементы включают первый опорный элемент 60 и второй опорный элемент 62.
Первый опорный элемент 60 включает первую подпорную конструкцию 22 с одной стороны и агрегат 50 сброса с противоположной стороны. Таким образом первый опорный элемент 60 позволяет поддерживать ионизационную камеру 40 на расстоянии от первой части 20 корпуса. Второй опорный элемент 62 включает вторую подпорную конструкцию 32 с одной стороны и поверхность 52 ионизационной камеры 40 с противоположной стороны. Таким образом, второй опорный элемент 62 позволяет поддерживать ионизационную камеру 40 на расстоянии от второй части 30 корпуса. Таким образом, первый опорный элемент 60 и второй опорный элемент 62 обеспечивают опору с диаметрально противоположных сторон ионизационной камеры 40, причем поверхность 52 ионизационной камеры 40 по существу не находится в контакте между ними.
Первый опорный элемент 60 и второй опорный элемент 62 могут быть выполнены из любого из ряда материалов. В одном возможном примере, первый опорный элемент 60 и второй опорный элемент 62 выполнены из неэлектропроводных материалов. Такие неэлектропроводные материалы, например, включают эластомерные материалы (резину) или т.п. Благодаря использованию непроводящего(их) материала(ов), первый опорный элемент 60 и второй опорный элемент 62 обеспечивают электрическую изоляцию ионизационной камеры 40 от внешней стенки 14 внешнего корпуса 12.
На Фиг. 2 представлен увеличенный вид элемента, взятый по круглому сечению 2 на Фиг. 1. В представленном примере внешний корпус 12 включает экранирующий слой 70. Следует понимать, что экранирующий слой 70 виден только на Фиг. 2 и не виден на Фиг. 1, из-за относительно небольшой толщины экранирующего слоя 70. Конечно, экранирующий слой 70 не ограничен толщиной, показанной на Фиг. 2. Напротив, экранирующий слой 70 до некоторой степени в общем виде/схематически изображен на Фиг. 2 для иллюстративных целей и для более четкого представления о расположении экранирующего слоя 70 относительно внешней стенки 14 и ионизационной камеры 40. В других примерах экранирующий слой 70 может быть более толстым или тонким, чем показано.
Экранирующий слой 70 может быть расположен на внутренней поверхности 72 внешней стенки 14. Как таковая, стенка 14 представляет собой один слой внешнего корпуса 12, а экранирующий слой 70 представляет собой другой слой внешнего корпуса. Также, стенка 14 расположена с внешней стороны внешнего корпуса 12, а экранирующий слой 70 расположен с внутренней стороны внешнего корпуса. Таким образом, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, внешний корпус 12 имеет многослойную конструкцию. Как можно понять из данного описания, различные слои могут иметь различные функции и/или обеспечивать различные преимущества. Следует понимать, что многослойная конструкция может включать более двух слоев, что не выходит за пределы объема защиты данного изобретения.
В одном примере экранирующий слой 70 покрывает по существу всю внутреннюю поверхность 72 внешней стенки 14. В таком примере экранирующий слой 70 покрывает внешнюю стенку 14 как первой части 20 корпуса, так и второй части 30 корпуса. Однако, следует понимать, что экранирующий слой 70 не обязательно покрывает всю внешнюю стенку 14. В других примерах, экранирующий слой 70 может покрывать только участки внешней стенки 14, например, участки внешней стенки 14 вблизи ионизационной камеры 40.
Экранирующий слой 70 может иметь толщину в широком диапазоне значений. В одном возможном примере экранирующий слой 70 имеет толщину приблизительно 0,0127 см. Как таковой, экранирующий слой 70 в данном примере тоньше, чем внешняя стенка 14 (толщина приблизительно 0,478 см). Следует понимать, что на Фиг. 2 представлен экранирующий слой 70 с толщиной, аналогичной толщине внешней стенки 14, для иллюстративных целей (т.е. для более четкого рассмотрения экранирующего слоя 70). Однако при работе экранирующий слой 70 может быть толще или тоньше, чем показано.
Экранирующий слой 70 может быть выполнен из любого из ряда материалов. В одном примере экранирующий слой 70 способен экранировать от электромагнитного излучения внутренний объем 16, включая изоляционную камеру 40. В таком примере экранирующий слой 70 снижает и/или блокирует воздействия электромагнитного поля с внешней стороны внешнего корпуса 12 на внутренний объем 16, включая ионизационную камеру 40. Соответственно, экранирующий слой 70 внешнего корпуса 12 выполняет функцию экрана от электромагнитного излучения для ионизационной камеры 40 с внешней стороны внешнего корпуса 12. Экранирующий слой 70 выполнен из любого из ряда материалов, которые обладают, по меньшей мере до некоторой степени, способностью к экранированию от электромагнитного излучения. В одном возможном примере экранирующий слой 70 включает никелевый материал, хотя допускают другие материалы.
Коме того, для обеспечения экранирования от электромагнитного излучения, экранирующий слой 70 также обеспечивает электрическую изоляцию ионизационной камеры 40 от внешнего корпуса 12. В частности, экранирующий слой 70 может накрывать/покрывать часть внешней стенки или всю внешнюю стенку 14. Экранирующий слой 70 может быть нанесен любым из ряда способов на внутреннюю поверхность 72, например, прокраской, распылением, нанесением покрытия, осаждением и т.д. В сущности, если ионизационная камера 40 находилась бы в непосредственной близости к внешнему корпусу 12, катод 44 контактировал бы с экранирующим слоем 70, а не с внешней стенкой 14. При том, что катод 44 находится под напряжением, экранирующий слой 70 ограничивает/предотвращает контакт между катодом 44 и внешней стенкой 14 внешнего корпуса 12.
Экранирующий слой 70, в дополнение к внешней стенке 14, обладает относительно низкой поверхностной плотностью. Такая относительно низкая поверхностная плотность повышает чувствительность к гамма-излучению устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения. В частности, экранирующий слой 70 блокирует относительно низкое количество гамма-излучения, благодаря как материалу, так и толщине экранирующего слоя 70. В одном примере экранирующий слой 70 включает никелевый материал с плотностью приблизительно 7,81 г/см3. Хотя экранирующий слой 70 может иметь толщину в широком диапазоне значений, в данном конкретном примере толщина может составлять приблизительно 0,127 см. Как таковая, толщина может составлять менее приблизительно 0,2 см. Как таковая, поверхностная плотность экранирующего слоя 70 является низкой, составляя приблизительно 0,099 г/см2. Конечно, следует понимать, что экранирующий слой 70 не ограничен данными параметрами, поскольку плотность и толщину можно изменять.
В дополнение к внешней стенке 14 и экранирующему слою 70, обладающим относительно низкими плотностями, воздух внутри по существу полого внутреннего объема 16 между ионизационной камерой и внешней стенкой 14 также имеет относительно низкую плотность. Как показано на Фиг. 2, воздушное пространство или слой 80 представляет собой кратчайшее расстояние между ионизационной камерой 40 и экранирующим слоем 70 (как показано на Фиг. 2). Следует понимать, что в представленном примере отсутствует эластичный вспененный материал, окружающий ионизационную камеру 40, и следовательно, присутствует воздушный слой 80. Открытое воздушное пространство включает объем между ионизационной камерой 40 и экранирующим слоем 70 внешнего корпуса 12.
В представленном примере воздушный слой 80 имеет размер приблизительно 1,905 см, что представляет собой расстояние от ионизационной камеры 40 до экранирующего слоя 70 в одном конкретном положении (например, кратчайшее расстояние). Конечно, следует понимать, что предусмотрено изменение расстояния между ионизационной камерой 40 и экранирующим слоем 70 или внешней стенкой 14, так что данное расстояние не является ограничивающим. Воздух имеет плотность приблизительно 0,0013 г/см3. Как таковой, воздушный слой 80, расположенный между ионизационной камерой 40 и экранирующим слоем 70, имеет поверхностную плотность, составляющую приблизительно 0,00248 г/см2.
Следует понимать, что устройство 10 обнаружения радиоактивного излучения по настоящему примеру имеет относительно низкую плотность, так что снижается блокирование гамма-излучения в ионизационной камере 40. В частности, сочетание внешней стенки 14 (0,57 г/см2), экранирующего слоя 70 (0,099 г/см2) и воздушного слоя (0,00248 г/см2) дает плотность в граммах на квадратный сантиметр 0,67 г/см2. Это можно считать величиной, составляющей менее 0,7 г/см2. Для сравнения, как изложено выше, примеры устройств обнаружения радиоактивного излучения, включающих алюминиевый корпус, заполненный вспененным материалом, имеют плотность в граммах на квадратный сантиметр приблизительно 1,232 г/см2. Таким образом, устройство 10 обнаружения радиоактивного излучения по настоящему примеру обеспечивают по меньшей мере 46% сокращение материала, который экранирует ионизационную камеру 40. Более того, поскольку внутренний объем 16, в котором заключена ионизационная камера 40, является по существу полым (т.е. пену не используют), влага, конденсат и/или другие жидкости с меньшей вероятностью будут им поглощаться/удерживаться в нем, по сравнению с корпусом, содержащим вспененный материал.
На Фиг. 3 представлен приведенный в качестве примера способ 200 обнаружения излучения с помощью устройства 10 обнаружения радиоактивного излучения. Способ 200 может быть выполнен в связи с устройством 10 обнаружения радиоактивного излучения, включающим внешний корпус 12, изоляционную камеру 40, экранирующий слой 70 и т.д., представленные на Фиг. 1 и 2.
Способ 200 включает стадию 210 обеспечения внешнего корпуса 12, содержащего внутренний объем 16. Как показано на Фиг. 1, внутренний объем 16 является по существу полым, и в нем расположена ионизационная камера 40. В противоположность предшествующим примерам, внутренний объем 16 в основном заполнен воздухом, и следовательно, он имеет относительно низкую плотность, так что насколько возможно меньше блокирует гамма-излучение от попадания в ионизационную камеру 40.
Способ 200 включает стадию 220 нанесения на внутреннюю поверхность 72 внешней стенки 14 внешнего корпуса 12 экранирующего слоя 70. Как описано относительно Фиг. 2, экранирующий слой 70 может быть нанесен на внутреннюю поверхность 72 любым из ряда способов, например, покраской распылением, осаждением и т.д. Кроме того, экранирующий слой 70 не обязательно покрывает всю внутреннюю поверхность 72 и, вместо этого, может покрывать только часть внутренней поверхности 72. В одном конкретном примере экранирующий слой 70 включает никелевый материал, хотя предусмотрены и другие материалы, который обеспечивают характеристики экранирования от электромагнитного излучения. Соответственно, экранирующий слой 70 экранирует от электромагнитного излучения внутренний объем 16, включая изоляционную камеру 40, с внешней стороны внешнего корпуса 12.
Способ 200 далее включает стадию 230 фиксации ионизационной камеры 40 внутри внешнего корпуса 12 на расстоянии от внутренней поверхности 72. В частности, устройство 10 обнаружения радиоактивного излучения включает первый опорный элемент 60 для фиксации с одной стороны ионизационной камеры 40 и второй опорный элемент 62 для фиксации с противоположной стороны ионизационной камеры 40. Как опорный элемент 60, так и опорный элемент 62 удерживают ионизационную камеру 40 на расстоянии от внутренней поверхности 72 внешней стенки 14, так что ионизационная камеры обычно не контактирует с внешней стенкой 14. Соответственно, такие промежутки обеспечивают электрическую изоляцию ионизационной камеры 40 от внешнего корпуса 12.
Изобретение описано со ссылками на приведенные в качестве примеров воплощения, раскрытые выше. По прочтении и осмыслении данного описания, специалист может сделать различные модификации и изменения. Приведенные в качестве примеров воплощения, включающие один или более аспектов изобретения, предполагают включение всех таких модификаций и изменений, до такой степени, до которой они попадают в объем прилагаемой формулы изобретения.
1. Устройство обнаружения радиоактивного гамма-излучения, включающее:
ионизационную камеру, содержащую анод и герметизированный катод, ограничивающий объем камеры, причем ионизационная камера выполнена для обнаружения гамма-излучения, которое проходит в ионизационную камеру, и заполнена газом, находящимся под давлением, и
внешний корпус, ограничивающий полый внутренний объем, внутри которого заключена ионизационная камера, причем внешний корпус имеет жесткую непроводящую стенку, внутренняя поверхность которой покрыта экранирующим слоем, который экранирует полый внутренний объем и заключенную в нем ионизационную камеру от электромагнитного поля и который выполнен с поверхностной плотностью, которая минимизирует блокирование гамма-излучения, при этом ионизационная камера расположена внутри внешнего корпуса и на расстоянии от внешнего корпуса, а между ионизационной камерой и внешним корпусом расположено открытое воздушное пространство.
2. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.1, в котором ионизационная камера имеет сферическую форму, а внешний корпус выполнен для размещения в нем ионизационной камеры сферической формы, так что ионизационная камера сферической формы расположена на расстоянии от экранирующего слоя внешнего корпуса, при этом между ионизационной камерой и экранирующим слоем внешнего корпуса расположено воздушное пространство, так что ни одна часть ионизационной камеры не является частью внешнего корпуса.
3. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.1, в котором внешний корпус включает первую часть корпуса и отдельную вторую часть корпуса, которые помещены вместе, чтобы ограничить полый внутренний объем с расположенными в нем ионизационной камерой и открытым воздушным пространством, а открытое воздушное пространство включает наибольшую часть между ионизационной камерой и экранирующим слоем.
4. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.1, в котором экранирующий слой включает электропроводный материал, а стенка внешнего корпуса включает по меньшей мере один материал из материала на основе поликарбоната и пластмассового материала.
5. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.4, в котором экранирующий слой включает никель.
6. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.1, в котором стенка внешнего корпуса включает непроводящий материал.
7. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.6, в котором стенка внешнего корпуса расположена с внешней стороны внешнего корпуса.
8. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.6, в котором непроводящий материал включает поликарбонат.
9. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.6, в котором непроводящий материал выполнен для электрической изоляции внешней стороны внешнего корпуса от полого внутреннего объема и заключенной в нем ионизационной камеры.
10. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.6, в котором экранирующий слой включает электропроводный материал, расположенный на внутренней стороне стенки из непроводящего материала.
11. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.10, в котором электропроводный материал тоньше, чем стенка из непроводящего материала.
12. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.11, в котором электропроводный материал включает никель.
13. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.11, в котором электропроводный материал имеет толщину менее 0,2 см.
14. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.1, в котором плотность вещества между ионизационной камерой и внешней стороной внешнего корпуса составляет менее 0,7 г/см2.
15. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.14, в котором плотность по меньшей мере одного из слоев, обеспечивающего экран от электромагнитного излучения, составляет 0,099 г/см2, а плотность другого слоя внешнего корпуса составляет 0,57 г/см2.
16. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.1, в котором ионизационная камера имеет сферическую форму, а внешний корпус включает первый и второй опорные элементы, которые соприкасаются с ионизационной камерой сферической формы и удерживают ее, так что ионизационная камера сферической формы расположена по меньшей мере на расстоянии от внешнего корпуса.
17. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.16, в котором ионизационную камеру сферической формы поддерживают на диаметрально противоположных сторонах ионизационной камеры сферической формы и не поддерживают эластичной пеной, которая окружала бы ионизационную камеру сферической формы.
18. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.16, в котором поверхность ионизационной камеры сферической формы не контактирует между первым и вторым опорным элементом.
19. Устройство обнаружения радиоактивного излучения по п.16, в котором первый и второй опорные элементы являются единственными средствами предотвращения перемещения ионизационной камеры сферической формы и контакта между ионизационной камерой сферической формы и внешним корпусом.
