Газовый пропорциональный счетчик внутреннего наполнения

 

11 И! i!,! 426572

О САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.73 (21) 1867422/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 07.09.80. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07.09.80 (51) M. Кл.

G 01 Т 1/18

Гасударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 539.1.074 (088.8) (72) Автор изобретения М. И. Балонов (71) Заявитель Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены (54) ГАЗОВЪ|Й ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ СЧЕТЧИК

ВНУТРЕННЕГО НАПОЛНЕНИЯ

Счетчик может быть использован для радиометрии радиоактивных газов, в том числе для определения содержания в воздухе бета-излучателей с низкой энергией распада (тритий, углерод-14 и др.).

Среди известных конструкций счетчиков внутреннего наполнения для измерения малых активностей наиболее пригодны детекторы, в которых катоды образованы системой нитей, а измерительный счетчик окружен защитными счетчиками, расположенными в общем с ним газовом объеме и включенными с ним по схеме антисовпадений. Такие счетчики имеют низки|й фон и мало подвержены радиоактивным загрязнениям, однако из-за наличия схем антисовпадений они конструктивно и технологически сложны и требуют применения дорогостоящей электронной регистрирующей аппаратуры. Конструкции счетчиков не удобны для дезактивации в случае значительных загрязнений радиоактивными веществами. Счетные характеристики многони тевых счетчиков имеют существенный наклон, обусловленный эффектом втягивания в счетчик вторичных электронов и ионов из промежутка между катодом и корпусом.

Цель изобретения — улучшение радиометрических характеристик счетчиков внутреннего наполнения с многонитевым катодом (снижение наклона счетного плато и уровня фона), а также уменьшение влияния радиоактивных загрязнений корпуса счетчика на его показания.

Эти цели достигаются следующими средствами: корпус счетчика окружают элек5 тропроводящим, экраном, на который подают положительное относительно катода напряжение такой величины, что у катода напряженность поля между экраном и катодом .равна напряженности внутреннего

10 поля счетчика; многонитевый катод счетчика устанавливают от внутренней поверхности корпуса на расстоянии, равном или большем максимальной длины пробега регистрируемых частиц в рабочем газе.

15 В предлагаемом счетчике наружное электростатическое поле препятствует проникновению внутреннего поля счетчика за пределы катода и втягиванию в зону газового усиления вторичных зарядов, образу20 ющихся в слое между катодом и корпусом от излучения газообразного образца, радиоактивных загрязнений поверхности корпуса и внешних фоновых космического и гамма-излучений. В результате четкого

25 электрического ограничения чувствительного объема счетная характеристика прибора значительно улучшена. Снижен и уровень фона прибора примерно во столько фаз, во сколько площадь сечения чувстви30 тельного объема меньше площади сечения всего газового объема детектора.

Удаление чувствительного объема от.. 426572

НПО «Поиск» Заказ !980/1 Изд. № 459 Тираж 649 . Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 стенок приводит к поглощению излучения, эмиттируемого радиоактивными веществами, адсорбированными материалом корпуса, в слое газа между корпусом и катодом.

Благодаря электрическому экранированию ионизация этого газового слоя не влияет па работу счетчика. Эту особенность конструкции целесообразно использовать при измерениях короткопробежного излучения, например излучения ядер трития.

Предлагаемый счетчик изображен на чертеже в двух проекциях с разрезами.

Счетчик содержит торцевые диски 1, соединительные стержни 2, анодную нить 3, катодные нити 4, цилиндрический корпус 5, крышки 6, металлический экран 7.

Чувствительный объем счетчика ограничен с торцов двумя дисками 1 из фторопласта-4, жестко соединенными между собой тремя стержнями 2. Между дисками натянуты одна анодная и 22 катодные нити, образующие газоразрядный счетчик диаметром 35 мм и объемом 150 см . Счетчик помещен в цилиндрический корпус 5 внутренним диаметром 55 мм, изготовленный из фторопласта-4 и герметично закрытый двумя крышками 6. Корпус счетчика окружен металлическим экраном 7, на который подается электрический потенциал.

Предлагаемый детектор предназначен для непрерывного измерения содержания трития в воздухе. Анализируемый воздух в смеси с рабочим газом (метаном) прокачпвают через счетчик. Электроны и отрицательные ионы, возникающие в газовой смеси при распаде ядер трития, вовлекаются в процесс газового усиления, что обуславливает импульс тока, регистрируемый электронной системой. Режим счетного плато детектора соответствует условиям, когда поле счетчика обеспечивает полный сбор у анода практически всех отрицательных частиц, возникающих при ионизации газовой смеси бета-излучением, Однако несплошной катод сильно снижает напряженность поля счетчика вне его, так что при отсутствии внешнего поля газовый слой между катодом и корпусом находится под действием слабого поля. Такое поле втягивает внутрь измерительного объема не все вторичные электроны из слоя между катодом и корпусом, число их зависит от напряжения на счетчике. В результате счетная характеристика детектора имеет заметный наклон.

Наложение поля между экраном и катодом противодействует втягиванию частиц внутрь счетчика. Для полного подавления этого процесса поле счетчика у катода скомпенсировано равным внешним полем.

Ограничение объема счетчика заметно улучшает его радиометрические свойства, в частности, снижает фон, который определяется числом частиц, прошедших через

)5

60 измерительную часть счетчика, а не через весь газовый объем.

При включении экранного поля реализуется и вторая особенность конструкции.

Бета-частицы трития, сорбированного на поверхности корпуса, не проникают в счетный объем, так как полностью поглощаются в слое воздушнометановой смеси толщиной 10 мм (максимальный пробег электронов с энергией 18 кэВ в данном газе).

Вторичные же частицы из слоя в счетчик не втягиваются благодаря электрическому экранированию. В результате резко снижается влияние радиоактивных загрязнений счетчика тритием на его показания.

Формула изобретения

1. Газовый пропорциональный счетчик внутреннего наполнения с многонитевым катодом, отличающийся тем, что, с целью улучшения радиометрических характеристик, корпус счетчика окружен электропроводящим экраном, находящимся относительно катода под положительным потенциалом.

2. Счетчик по и. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния радиоактивных загрязнений корпуса на показания регистрирующей аппаратуры, расстояние между катодом и внутренней поверхностью корпуса составляет величину, равную максимальному пробегу альфаили бета-частиц контролируемого радиоизотопа.