Opublikowano: 31.YIIL1967 53865 KI. 21 g, 18/02 Twórca wynalazku: mgr inz. Czeslaw Taraszewski Wlasciciel patentu: Biuro Urzadzen Techniki Jadrowej (Zaklad Dos¬ wiadczalny), Warszawa (Polska) Uklad wyjsciowy z glowicy pomiarowej z detektorem scyntylacyjnym i fotopowielaczem Przedmiotem wynalazku jest uklad wyjsciowy z glowicy pomiarowej z detektorem scyntylacyj¬ nym i fotopowielaczem pracujacym w ukladzie pradu sredniego, eliminujacy wplyw zmian wzmoc¬ nienia fotopowielacza na pomiar mocy dawki pro¬ mieniowania radioaktywnego.Detektor scyntylacyjny promieniowania radio¬ aktywnego z fotopowielaczem pracujacym w ukla¬ dzie sredniego pradu anodowego ma szereg zalet, a mianowicie duza sprawnosc detekcji promienio¬ wania radioaktywnego przy stosunkowo niewiel¬ kich rozmiarach oraz maly czas martwy, co po¬ zwala uzyskac duza szybkosc reakcji.Podstawowa wada takiego ukladu sa zmiany wzmocnienia fotopowielacza w czasie oraz duza zaleznosc wspólczynnika wzmocnienia od zmian napiecia zasilajacego, dlatego prawie we wszyst¬ kich przyrzadach z fotopowielaczami stosuje sie korekcje wspólczynnika wzmocnienia fotopowie¬ lacza, która jest mozliwa do zrealizowania dzieki uzyskaniu w specjalnych ukladach pomiarowych sygnalu korekcyjnego zmieniajacego sie jedynie ze zmiana wzmocnienia fotopowielacza.Znane uklady oprócz zródla promieniowania po¬ miarowego, zawieraja dodatkowe zródlo kontrolne oraz odpowiednie przeslony mechaniczne, porusza¬ ne silnikiem, do cyklinicznego przeslaniania zródla pomiarowego, lub kontrolnego. Rozwiazania kon¬ strukcyjne takich ukladów pomiarowych sa sto¬ sunkowo skomplikowane. 15 20 25 30 Celem wynalazku jest eliminacja w sposób pro¬ sty wplywu zmian wzmocnienia fotopowielacza na pomiar mocy dawki promieniowania radioaktyw¬ nego.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie ukladu wyjsciowego z glowicy pomiarowej, w któ¬ rym do anody fotopowielacza dolaczono jedno¬ czesnie element calkujacy RC oraz prostownik szczytowy impulsów. Dzialanie ukladu wedlug wynalazku zostanie objasnione na przykladzie wy¬ konania przedstawionym na rysunku.Kwanty promieniowania radioaktywnego pada¬ jace na krysztal scyntylacyjny S wywoluja w nim blyski swiatla, które na fotokatodzie fotopowiela¬ cza F sa zamieniane na impulsy pradowe. Impulsy te zostaja wzmocnione w ukladzie dynod fotopo¬ wielacza. Impulsy z anody fotopowielacza przez kondensator Cj sa podawane na transformator TA.Impulsy wyjsciowe z transformatora T± sa za¬ mienione w prostowniku wartosci szczytowej na napiecie stale.Prostownik ten utworzony jest przez diode D3 pojemnosc kabla K± oraz elementy C2, R* C„ Pj, które dobrane sa tak, aby napiecie U2 bylo do¬ statecznie wyfiltrowane oraz aby w pomiarowym zakresie nie zalezalo od zmian czestotliwosci im¬ pulsów z fotopowielacza -a jedynie od ich ampli¬ tudy czyli wzmocnienia fotopowielacza. Jedno¬ czesnie z kondensatorem Cx jest podlaczony do anody fotopowielacza opór Rj. Sygnal wyjsciowy 53865B3865 z anody fotopowielacza po przejsciu przez ten opór jest calkowany w obwodzie C4P2. Napiecie VA na potencjometrze P2 jest zalezne zarówno od amplitudy jak i czestotliwosci impulsów wyjscio¬ wych z fotopowielacza, czyli od wzmocnienia foto¬ powielacza i mocy dawki promieniowania radio¬ aktywnego na krysztale scyntylacyjnym.Uniezaleznienie pomiaru mocy dawki promienio¬ wania radioaktywnego od zmian Wzmocnienia fo¬ topowielacza mozna osiagnac przez zastosowanie VspoijQracy ukladu wyjsciowego z glowicy z mier- nf&en^ppraeujacyim w ukladzie logometrycznym, w *kt6#ym wskazanie bedzie zalezalo od ilorazu napiec.,..U* i Vj, lub ptfzez wykorzystanie napie¬ cia Vj do: statilizacji' Wspólczynnika wzmocnienia fotopowielacza przez odpowiednie zmiany wyso¬ kiego napiecia WN zasilajacego fotopowielacza. W typa wypadku lUpkjc^e U2 wykorzystuje sie jako naciecie,,jjdn|wle^ta w zasilaczu napiecia WN.Zasada wspólpracy ukladu wyjsciowego z glo¬ wicy z miernikiem pracujacym w ukladzie logome¬ trycznym zostala pokazana na rysunku. Napiecia Uj i U3 stanowiace czesc napiec U2 i U4 sa ze soba porównywane i ich rÓfcnica jest zamieniana w przetworniku Pr na napiecie zmienni o czestotli¬ wosci 50 Hz oraz amplitudzie i fazie zaleznej od napiec porównywalnych.Uzyskane napiecie zmienne po wzmocnieniu ste¬ ruje asynchroniczny silnik dwufazowy M, który napedza wskazówke miernika oraz suwak poten¬ cjometru P2. Obrót silnika trwa do chwili dopóki napiecie na suwakach potencjometrów Pt i Pt nie beda równe. Na skali miernika poszczególne punk¬ ty, odpowiadaja róznym stosunkom napiec U2 i U4 co z kolei odpowiada róinym mocom dawki pro¬ mieniowania radioaktywnego na detektorze.Przy stalej mocy dawki na detektorze, a przy zmianach zachodiacyoh jedynie we wzmacniaczu fotopowielacza stosunek napiec U2 i U4 nie ulega 15 20 25 to 35 zmianie, poniewaz zmiana amplitudy impusów wyj¬ sciowych z fotopowielacza wplynie w sposób pro¬ porcjonalny na wartosci obu napiec* Wskazówka miernika pozostanie nieruchoma, po¬ niewaz napiecia Vt i U, beda sobie nadal równe, mimo, ze ifch bezwzgledna wartosc ulegla zmianie.Jezeli natomiast zmieni sie moc dawki na detek¬ torze, spowoduje to zmiane czestotliwosci impul¬ sów wyjsciowych z fotopowielacza. Zmiana ta spowoduje jedynie zmiane napiecia Uf, a napiecie Ut zostanie niezmienione, Róznica napiec pomiedzy Ux i U8 spowoduje, ze silnik bedzie obracal si$ przesuwajac wskazówki miernika i suwak potencjometru P2 az do mo¬ mentu zrównania sie napiec Vt i U2.Wskazówka miernika zajmit nowe polozenie na skali miernika odpowiadajace aktualnej mocy daw¬ ki promieniowania iia detektorze oraz okreslone¬ mu stosunkowi napiec U2 i U4. PL