.VI.1963 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 30.VIII.1966 51876 KI. 21 g, 18/01 MKP jatf m$ UKD Twórca wynalazku: inz. dypl. Rolf Móhring Wlasciciel patentu: VEB Vakutronik Dresden, Drezno (Niemiecka Re¬ publika Demokratyczna) Uklad do pomiaru promieniowania radioaktywnego za pomoca licznika Geigera — Mflllera Wynalazek dotyczy ukladu do pomiaru promie¬ niowania radioaktywnego za pomoca licznika Geige¬ ra — Mullera.Uklad ten zapewnia wysoka dokladnosc pomiaru przy niskim nakladzie srodków elektronicznych.Znane sa sposoby oraz urzadzenia do pomiaru pro¬ mieniowania radioaktywnego, w których impulsy elektryczne pochodzace z licznika Geigera — Mullera o czestotliwosci proporcjonalnej do na¬ tezenia promieniowania, sa zliczane lub wykazywa¬ ne w mierniku czestosci powtarzania impulsów.W tym drugim przypadku wykazana czestotliwosc impulsów jest miara natezenia promieniowania radioaktywnego.Znane sa równiez uklady, w których mierzony jest sredni prad licznika, który jest proporcjonalny do natezenia promieniowania radioaktywnego. Pew¬ ne ulepszenie takiego pomiaru uzyskuje sie przez ograniczenie amplitudy impulsów licznika przez diode Zenera oraz doprowadzenie ich nastepnie do obwodu calkujacego.Znane jest poza tym urzadzenie, w którym impul¬ sy z licznika Geigera — Mullera sa transformowa¬ ne, prostowane, a nastepnie doprowadzane do ob¬ wodu calkujacego.Pomiar za pomoca miernika czestosci powtarzania impulsów ma te wade--ze. wymaga duzego nakladu elementów elektronicznych.Sposoby pomiaru, w których podstawa jest po¬ miar pradu maja te wade, ze wykazana zmierzona 10 15 25 80 wartosc zalezy nie tylko od natezenia promienio¬ wania, lecz równiez w znacznym stopniu od napie¬ cia roboczego oraz napiecia, przy którym licznik zaczyna dzialac. Ograniczenie impulsów przez diode Zenera obarczone jest równiez wada, gdyz niewielki prad szczytowy impulsów licznika nie osiaga war¬ tosci napiecia Zenera. Konieczne jest zastosowanie dodatkowych srodków, w celu zwiekszenia szczyto¬ wej wartosci pradu pochodzacego od impulsów licz¬ nika np. przez wlaczenie kondensatora miedzy ano¬ de licznika a mase. Powoduje to obnizenie zdolnosci gaszenia licznika.Posredni lub bezposredni pomiar pradu licznika ma te wade, ze w znacznym stopniu zalezy od na¬ piecia roboczego licznika.Zadaniem wynalazku jest to, aby jako miernik dla pomiaru natezenia promieniowania radioaktywnego wykorzystac tylko pewna czesc pradu plynacego przez licznik.Wynalazek stawia sobie za zadanie stworzenie ukladu, za pomoca którego, przy jak najmniejszym nakladzie elementów elektronicznych, mierzy sie prad przy dokladnym ograniczeniu amplitudy impul¬ sów licznika.Wedlug wynalazku osiaga sie to w ten sposób, ze opornosc obciazenia licznika Geigera — Mullera jest podzielona na dwa oporniki. Potencjal przylo¬ zony do punktu znajdujacego sie miedzy tymi dwo¬ ma opornikami zmienia sie w granicach lezacych miedzy napieciem roboczym licznika (zadne czastki 51*7651876 3 4 jonizujace nie przedostaja sie do licznika) a napie¬ ciem pomocniczym (czastki jonizujace wpadaja do licznika). Napiecie pomocnicze doprowadza sie przez diode do punktu laczacego oba oporniki. Miara jo¬ nizujacego promieniowania jest prad plynacy przez ten opornik, który jednym swym koncem polaczony jest ze zródlem zasilania* Oba napiecia, napiecie robocze licznika oraz na¬ piecie pomocnicze sa dostarczane z przetwornicy i stabilizowane za pomoca stabilizatora jarzenio¬ wego.W zasadzie, za pomoca miernika czestosci po¬ wtarzania impulsów mozna dokonac dokladnego po¬ miaru promieniowania radioaktywnego, jednak wy¬ maga to znacznego nakladu elementów elektronicz¬ nych, natomiast uklad wedlug wynalazku zawiera tych elementów znacznie mniej.Wynalazek zostanie wyjasniony na podstawie przy¬ kladu uwidocznionego na rysunku.Na fig. 1 jest przedstawiony uklad pomiarowy, w którym mierzony jest prad proporcjonalny do na¬ tezenia promieniowania radioaktywnego, raz wedlug wynalazku a po raz drugi znanym sposobem, na fig. 2 — wykres zaleznosci tego pradu od napiecia ro¬ boczego licznika Geigera — Mullera, a na fig. 3 jest przedstawiony praktyczny uklad polaczen wydlug wynalazku.W ukladzie wedlug fig. 1 UB jest to napiecie ro- boczne licznika, a UH iiapiacie pomocnicze. Napie¬ cie robocze UB jest wieksze od napiecia pomocni¬ czego UH, przy czym róznica miedzy napieciem ro- bocznym UB a napieciem pomocniczym UH musi byc stala. Miernik Mi mierzy prad Ji plynacy przez opornik fti. Dla umozliwienia pomiaru sredniej war¬ tosci pradu miernik Mi zbocznikowany jest kon¬ densatorem Ci o duzej pojemnosci. Miernik M2 w znany sposób mierzy prad J2 plynacy przez licz¬ nik Geigera — Mullera ZR i równiez zbocznikowa¬ ny jest kondensatorem C2 o duzej pojemnosci.Jezeli promieniowanie jonizujace nie pada na licznik Geigera — Mullera ZR to na anodzie liczni¬ ka ZR istnieje napiecie robocze UB poniewaz dio¬ da D spolaryzowana jest w kierunku wstecznym.Jezeli licznik ZR wskutek przenikania czastek joni¬ zujacych stanie sie przewodzacy, to napiecie na je¬ go anodzie znacznie maleje. Jednoczesnie spada napiecie w punkcie I laczacym Ri i R2. Jezeli na¬ piecie to obnizy sie ponizej wartosci napiecia po¬ mocniczego UH, to przez diode D poplynie prad, a potencjal w punkcie I i nie moze byc wskutek tego mniejszy od wartosci napiecia pomocniczego UH. W ten sposób amplituda impulsów pradu Ji plynacego przez opornik Ri jest ograniczona do . UB-UH wartosci Ji = — Przy wiekszym natezeniu promieniowania padaja¬ cego na licznik ZR przez opornik Ri plyna impulsy pradowe. Impulsy te calkowane sa w ukladzie zlo¬ zonym z opornosci wewnetrznej miernika Mi (która mozna powiekszyc przez dodanie oporników) oraz z pojemnosci kondensatora Ci. Wskazany sredni prad Ji jest miara natezenia promieniowania panu¬ jacego w liczniku ZR, Miernik M2 wskazuje sredni prad licznika, którego impulsy nie sa ograniczone.Na fig. 2 przedstawiony jest przebieg pradu przy stalym promieniowaniu w przypadku pradu Ji mie¬ rzonego wedlug wynalazku, oraz pradu mierzonego 5 znanym sposobem, w zaleznosci od napiecia robo¬ czego UB , przy czym róznica miedzy napieciem ro¬ boczym UB i napieciem pomocniczym UH jest stala.Prad Ji mierzony wedlug wynalazku w znacznie mniejszym stopniu zalezy od napiecia roboczego UB niz prad J2 mierzony znanym sposobem.Przy stosowaniu ukladu wedlug wynalazku nalezy uwazac, aby róznica miedzy napieciem roboczym UB i napieciem pomocniczym UH byla stala. Ta róznica napiec (okolo 100 V) jest znacznie mniejsza od napiecia roboczego licznika (ok. 500 V) tak, ze utrzymanie jej na stalym poziomie nie sprawia trudnosci.Równiez gdy w przypadku znanego pomiaru pradu J2 napiecie robocze UB jest wysoce stabilne, to na wskazanie wartosci pradu J2 duzy wplyw ma zmia¬ na napiecia, przy którym licznik zaczyna pracowac Zmiana ta moze nastapic na skutek magazynowa¬ nia lub wskutek wahan temperaturowych.Przyklad wykonania ukladu, w którym Ji jest mierzony wedlug wynalazku, jest przedstawiony na fig. 3. Niskie napecie pradu stalego U zasila prze¬ twornice tranzystorowa skladajaca sie z tranzysto¬ ra Ts, transformatora Tr i oporników Rb i Re.W procesie przetwarzania biora udzial uzwojenia Wi i W2, natomiast uzwojenie W3 transformuje przetworzone napiecie U. Stabilizator jarzeniowy K stabilizuje napiecie pojawiajace sie na uzwoje¬ niu W3 i jego odczepach. Prostowniki Gli i GI2 po¬ woduja pojawienie sie na kondensatorach C2 i C3 dwóch stalych napiec, z których jedno istniejace na kondensatorze C2 stanowi napiecie robocze UB a drugie, na kondensatorze C3 jest napieciem po¬ mocniczym UH. Na mierniku M, który dla calkowa¬ nia pradu zbocznikowany jest kondensatorem Ci, wskazywany jest prad Ji proporcjonalny do nate¬ zenia promieniowania jonizujacego. Oporniki Ri i R2 oraz dioda D spelniaja role omówione po¬ przednio. PL