Сцинтилляционная альфа-камера с электростатическим полем

 

(39) ()!) СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 1)5 G 01 T 5/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР

1 (21) 2481412/25 (22) 27.04 ° 77 (46) 15.05.92. Бюл. N 18 (71) Институт геохимии и аналитической химии имени В.И.Вернадского (72) В.К.Христианов, Б.Н.Корчуганов и Ю.А. Сурков (53) 621.387.464(088.8) (56) Шашкин В.Л. Методы анализа естественных радиоактивных элемен- тов. N. Госатомиздат, 1961, с.35 °

Горбушина В.А. и др. "Атомная энергия", т. 19, вып.1, 1965, с,84. (54)(57) 1 СЦИНТИЛЛЯЦИОННАЯ АЛЬФАКАМЕРА С ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМ ПОЛЕМ, содержащая металлический корпус,. люминофор, расположенный внутри корпуса световод, имеющий оптический контакт с ФЭУ, и систему напуска, отличающаяся тем, что, Изобретение относится к области измерительной техники ионизирующих излучений и может быть использовано для определения изотопов радия и радона в природных и технологических водах, в воздухе производственных помещений, а также в установках прогнозирования землетрясений.

Известны стандартные сцинтилляцонные Of. -счетчики, состоящие из цилиндрической камеры, обьемом око ло 0,5 л, с двумя вакуумными кранами для введения эманаций, и фото- электронного умножителя, просматривающего камеру через световод. Внут2 с целью повышения чувствительности и улучшения светосбора, корпус камеры выполнен в виде сферы, а на световод нанесены последовательные слои люминофора и металлизированной пленки, 2, Сцинтилляционная альфа-камера по п.l, отличающаяся тем, что световод выполнен в форме полусферы.

3. Сцинтилляционная альфа-камера по п.l, отличающаяся тем, что металлизированная пленка выполнена из металла с поверхност(о ной проводимостью не менее 10 см

4. Сцинтилляционная альфа-камера по пп. 1,3, о т л и ч а ю щ а с я тем, что металлизированная пленка выполнена из алюминия, золота, ни" келя. ренняя поверхность камеры покрыта люминофором - сернистым цинком, активированным серебром.

Измерение радона в такой камере производится, как правило, по 3 ч

6С -активности, т.е. по установлению ракновесия между радоном и его короткоживующими Of -продуктами

ЛВ „ Р 2Н;

Поглощение О(-частиц в воздухе и неизбежные потери света на контактах сред с различными оптическими свойствами в такой камере приводят к значительному разбросу амплитуд импульсов на выходе ФЭУ. Это обстоятельство требует высокой стабилизации питающих напряжений на

ФЭУ и применения прецизионных усилителей, что усложняет регистрирующую радиосхему.

Другим недостатком подобных счетчиков является их ограниченная чувствительность, связанная с относительно малым объемом камеры. Уве" личение объема такой камеры сущест- " венно не повышает чувствительности. так как при этом снижается коэффициент использования 0С -излучения и ухудшаются условия светосбора.

Ближайшей к заявляемой является сцинтилляционная камера с элек.тростатическим полем, содержащая металлический корпус, люминофор, расположенный внутри корпуса световод, имеющий оптйческий контакт с ФЭУ и систему напуска, Объем камеры — 1,1 л. Дно ее находится под отрицательным потенциалом относительно стенок. Внутренняя поверхность покрыта люминофором. Благодаря наличию электростатического поля на дне, противостоящем фотокатоду ФЭУ, собирается около

60 распада заряженных продуктов распада радона, что несколько улучшает светосбор по сравнению с камерой без поля.

Чувствительность этой камеры вдвое выше, чем у стандартной и составляет 470 им/мин на 1 Эман. Однако поглощение ь -излучения радона в воздухе, наличие.детектирующих стенок и отражающих границ между

Фотокатодом и люминофором обусловливает и с этой камерой разброс амплитуд импульсов на выходе ФЭУ и ограничивает ее чувствительность.

Целью изобретения является повышение чувствительности и улучшение светосбора оС-сцинтилляционных камер с электростатическим полем.

Указаная цель достигается тем, что корпус камеры выполнен в виде сфе" ры, а детектирующий слой люминофора нанесен непосредственно на световод, имеющий оптический контакт с ФЭУ, а поверхность люминофора сделана электропроводящей напылением слоя металла толщиной 100-1000 А, причем световод выполнен в форме полусферы, б б

218 3 мин 214 28 мин . 214

Ро РЬ Bi

6816 4 металлизированная пленка имеет по верхностную проводимость не менее

-фо

10 ом и выполнена из алюминия, золота и никеля, Световод с люминофором помещен внутри металлической сферы большого объема. На лю- минофор подан отрицательный потенциал относительно сферы. Сцинтилля" ция, возникающая на люминофоре, передается на фотокатод ФЗУ практически без потерь, что обеспечивает на его выходе большие и относительно одинаковые по амплитуде импульсы, не зависящие от .размера камеры. Под действием поля на поверхность люми-. нофора осаждаются заряженные продукты распада радона из всего боль" шого объема камеры, что увеличивает

20 чувствительность.

На чертеже приведена схема предложенной камеры.

Она выполнена в виде металлической сферы 1, изолированной диэлектрической втулкой 2 от корпуса 3 гильзы ФЭУ-3. Камера имеет полусферический световод 4; покрытый люминофором с электропроводящей поверхностью 5, просматриваемый фотоэлектронным умножителем 6. Корпус гильзы заряжен и электрически соединен с металлизированной поверхностью люминофора. Сфера 1 помещена в корпус

7, ваполненный электроизолирующим материалом 8, и имеет положительный

З5 потенциал. относительно поверхности люминофора, Крепление гильзы к сфере осуществляется с помощью .фланца

9. Радон в камеру .вводится через

40 коммуникации 10. Вариант подачи по" тенциала на камеру с делителя ФЭУ изображен 11 - фотокатод .(заземлен), .

12 " анод ФЭУ,.R б-R - сопротивления делителя ФЭУ, R ы - защитное сопротивление . 10 " б ом U — ис4 точник высокого напряжения на делителе.

Камера работает следующим обра. зом.

Радон, введенный. через коммуникации 10, распадается в камере 1 с образованием Ро 2, который под действием поля осаждается на поверхности люминофора 5. 0С -излучающий йродукт радона Po дает в соответствии со схемой распада ряд

19 мин. 214 10 сек 210 еС РЬ

5 646816 6 благодаря которому равновесие на де- ние, продуцируемое радоном, практитекторе устанавливается, как и в из- чески не достигает детектора. вестной камере, через 3 ч. Сцинтил- : - Однако за счет большого размера ляции, возникающие на люминофоре 5 5 камеры, который не лимитирован, от Ое -излучение Po 8 и Ро, счетность (чувствительность) ее морегистрируются фотоэлектронным умно- жет быть легко повышена. жителем б практически без потерь, Чувствительность предлагаемой ка-, так как распад продуктов происходит меры при объеме сферы 5 л составила в основном, на люминофоре и потери jg 3200 мм/мин на 1 эман, что в 2,7 раэнергии С,-частиц на пробег в возду- за выше, чем у существующих камер х н и иск дит. OC -излучение сахе не проискодит. с электростатическим полем. Величимого радона в этой камере практиче- на собственного фона камеры состаэлектрически нейтрален и не осаж- 15 - IlP eHeH e пРедл P именение и е лагаемых камер бодается на люминофоре, а равномер" но распределен в объеме камеры 1 . В так как позволяет испольсвязи с тем, что поверхность люми-. зовать их при Аозиметрии радона .и нофора пренебрежимо мала по сравне-. измеРении пРиРодных сред, когДа чувнию с поверхностью сферы, î,-излучествительность известных камер оказь вается недостаточной ..

Редактор О.филиппова Техред И.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2436 Тираж Подписное WHAR Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10)