CZ951U1 - Detektor ionizujícího záření - Google Patents

Description

Technické řešení se týká detektoru, pro dozimetrická měření

Dosavadní stav techniky

Současná dozimetrie ionizujícího záření používá pro měření dávkových příkazů především polovodičové a scintilační detektory. Princip funkce polovodičového detektoru spočívá v generaci nosičů náboje v citlivém objemu a v jejich následném transportu na sběrné elektrody. Tyto polovodičové detektory jsou tvořeny polovodičem, obvykle křemíkem a elektronickoun částí. Na obdobném principu pracuje i používaná Geiger-Múllerova trubice, kdy se opět generované ionty sbírají na elektrody. Dále ještě užívané scintilační detektory využívají transformace energie ionizujícího záření na fotony, vznikající ve scintilační látce, například v kapalné či krystalické, které jsou dále zpracovávány ve fotonásobiči. Nevýhodou uvedených detektorů je možnost pouze lokálního, bodového měření ionizujícího záření a radiační zátěž jejich elektronických systémů. V případě Geiger-Mullerovy trubice je nutná velice náročná a drahá elektronka. V případě měření v celém prostoru by bylo nutné použít několik těchto trubic, čímž by cena značně vzrostla. Jsou známy též ionizační komůrky, tvořené uzavřeným prostorem s elektrodami a s plynovou náplní. Tyto ionizační komůrky jsou málo citlivé, umožňují vzhledem ke svým malým rozměrům pouze bodová měření a navíc jsou velmi drahé.

Ve všech výše uvedených případech detektorů pak vznikají nemalé problémy související s klimatickými podmínkami, v nichž jsou použity, zejména z toho důvodu, že všechny tyto systémy jsou závislé na teplotě, tlaku a vlhkosti prostředí.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody odstraňuje detektor ionizujícího záření, tvořený řetězem detekční čidlo, vyhodnocovací čidlo a měřící zařízení. Podstatou detektoru je, že detekční čidlo je tvořeno optickým vláknem na bázi křemene, jehož jeden konec je spojen přes optický konektor se světlocitlivým vyhodnocovacím čidlem, například s fotodiodou nebo fototranzistorem. Pří některých měřeních je druhý konec optického vlákna spojen přes druhý optický konektor se světelným zdrojem, například s LED diodou nebo laserovou diodou.

Výhodou detektoru ionizujícího záření podle tohoto technického řešení je možnost okamžitého měření úniku radioaktivity a radiační zátěže ve velkém prostoru, především v prostorech, které jsou nepřístupné z hlediska radiace,teploty či tlaku, jako je například okolí jaderných reaktorů. Další nespornou výhodou je možnost umístění vyhodnocovací elektroniky mimo takto zatížený prostor, takže nedochází vlivem náročných klimatických podmínek k poškozování drahého vyhodnocovacího zařízení. Cena samotného optického vlákna, které je radiací poškozováno, je ve srovnání s cenou elektroniky zanedbatelná.

Přehled obrázků na výkrese

Na přiloženém výkrese je uveden schematicky detektor ionizujícího záření podle předkládaného technického řešení.

Příklady provedení

Optické vlákno 3, na bázi křemene je jedním svým koncem spojeno přes první optický konektor 4 se světlicitlivým vyhodnocovacím čidlem 5., v tomto případě s fotodiodou. Světlocitlivé vyhodnocovací čidlo 5. je svým výstupem připojeno k měřícímu zařízení 6.. Druhý konec optického vlákna 3 je v tomto případě spojen přes druhý optický konektor 2 se světelným zdrojem 1, zde s LED diodou. Lze však použít například laseovou diodu. Délka optického vlákna 3. může být libovolná dle požadované aplikace .

V optickém vlákně 3 vznikají v radiačním prostředí jednak scintilační záblesky na bázi Čerenkovova záření a současně dochází ke vzniku barevných cerr.er. Například · X; použit: tektoru ve funkci havarijního dozimetru νζηίκΐ v kterém. i místě optického vlákna 3 při ozáření Čerenkovovo záření, které je okamžitě zaznamenáno světlocitlivým vyhodnocovacím čidlem 5 a následně vyhodnoceno měřícím zařízením 6. a může tak signalizovat havárii ve sledovaném prostoru, například zapojením akustického či optického hlásiče havárie při dosažení prahové hodnoty. V tomto případě dochází k okamžité detekci ionizujícího zářeni. Použije-li se světelný zdroj 1, je sledována změna útlumu v optickém vlákně 3, která je opět indikována přes světlocitlivé vyhodnocovací čidlo 5 měřícím zařízením 6. Tato změna je mírou celkové, integrální, absorbované dávky ionizuj ícího záření za celé časové období, kdy měření probíhá a může tedy vyjadřovat míru ohrožení prostoru ionizujícího záření.

Při použití detektoru například v okolí jaderných reaktorů, je v ohroženém prostoru umístěno pouze optické vlákno a ostatní části detektoru jsou přes první a druhý konektor a 2 vyvedeny mimo sledovaný prostor. Volbou dostatečné délky optického vlákna 3 lze pak bez problémů obsáhnout celý proměřovaný prostor.

Průmyslová využitelnost

Uvedený detektor ionizujícího záření má široké uplatnění v dozimetrii, například jako havarijní dozimetr nebo pro jaderné elektrárny, kdy je možné při včlenění elektronických podpůrných obvodů určovat i místa úniku radioaktivity.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (2)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Detektor ionizujícího záření tvořený řetězcem sestávajícím z detekčního čidla, vyhodnocovacího čidla a měřícího zařízení, vyznačující se tím, že detekční čidlo je tvořeno optickým vláknem (3) na bázi křemene, jehož jeden konec je přes první optický konektor (4) spojen se světlocitlivým vyhodnocovacím čidlem (5), například s fotodiodou nebo fototranzistorem.

n3.r~c>íu

2. Detektor ionizujícího záření podle 1, vyznačující se t í m, že druhý konec optického vlákna (3) je přes druhý optický konektor (2) spojen se světelným zdrojem (1), tvořeným například LED diodou nebo laserovou diodou.