Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 20.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 10.06.1974 70641 KI. 21g, 18/01 MKP HOlj 39/30 Twórcywynalazku: Ewa Kowalska, Wlodzimierz Maciej Jankowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Sposób wykonania miniaturowego metalowego licznika Geigera—Mullera o koncentrycznym ukladzie elektrod do pomiaru mocy dawki promieniowania jonizujacego Wynalazek dotyczy sposobu wykonania miniaturowego metalowego chlorowcowego licznika Geigera- -Mullera o koncentrycznym ukladzie elektrod przeznaczonego do pomiaru mocy dawki promieniowania jonizuja¬ cego, szczególnie promieniowania gamma, w zakresie duzych mocy dawek oraz do pomiaru promieniowania beta.Pomiary mocy dawki promieniowania jonizujacego znajduja zastosowanie w technice jadrowej. Potrzeba takich pomiarów zwiazana jest z koniecznoscia poslugiwania sie zródlami promieniowania, stosowanymi w ce¬ lach przemyslowych, medycznych i innych, gdzie znajomosc mocy dawki decyduje o bezpieczenstwie otoczenia.Urzadzenia do wykonywania takich pomiarów musza zawierac detektor promieniowania.Jednym z takich detektorów jest chlorowcowy licznik Geigera-Mullera. Istotnym parametrem decydujacym o zakresie pomiarowym mocy dawki danego licznika jest jego wydajnosc na promieniowanie jonizujace. Przy pomiarach duzych mocy dawek promieniowania wydajnosc ta musi byc mala. Mala wydajnosc uzyskuje sie przez stosowanie malej powierzchni czynnej katody licznika. Wykonanie miniaturowego licznika metalowego 0 dostatecznie cienkich scianach umozliwia pomiar promieniowania gamma jak równiez promieniowania beta.Znane dotychczas sposoby wykonania chlorowcowego licznika Geigera-Mullera zastosowane do miniaturowego metalowego licznika o koncentrycznym ukladzie elektrod, gdzie powierzchnia czynna katody jest mala, taka jak 1 cm2 przy objetosci gazowej licznika 0,8 + 1 cm3 wypelnionej mieszanina neonu, argonu i bromu do cisnienia 150—300 Trumozliwiaja wykonanie licznika o zakresie pomiarowym mocy dawki nie przekraczajacym 200 R/h.Powyzej tego zakresu wystepuje przechodzenie impulsów charakterystycznych dla pracy licznika w zakresie Geigera-Mullera w oscylacje o czestotliwosci nieznacznie zmieniajacej sie z wielkoscia mocy dawki. Zjawisko to uniemozliwia wykorzystanie takiego licznika do pomiaru mocy dawki powyzej 200 R/h.Trwalosc licznika Geigera-Mullera okresla sie iloscia zliczonydi impulsów, po zliczeniu których licznik jest jeszcze zdolny do dalszej pracy. Trwalosc chlorowcowych liczników Geigera-Mullera wynosi przecietnie 101 ° impulsów. Pomiar w zakresie duzych mocy dawek promieniowania jonizujacego wymaga pracy licznika przy duzych czestosciach zliczen, wiec trwalosc takiego licznika musi byc odpowiednio duza.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wykonania metalowego licznika Geigera-Mullera umozliwiaja¬ cego pomiar mocy dawki promieniowania gamma do 1000 R/h, czulego równiez na promieniowanie beta, o do¬ statecznej trwalosci.2 70641 Cel ten zostal osiagniety przez sposób wykonania miniaturowego metalowego licznika Geigera-Mullera o koncentrycznym ukladzie elektrod, do pomiaru mocy dawki promieniowania jonizujacego w którym wstepnie przygotowana konstrukcje licznika poddaje sie obróbce chlorowej, napelnia sie bromem do cisnie¬ nia 1,1 -r 1,8 Tr,korzystnie 1,3 Tr, nastepnie mieszanina gazowa o okreslonym skladzie do okreslonego cisnienia.Mieszanina gazowa ma 0,5 t 20% neonu i pozostala czesc helu, przy czym korzystnie 10% neonu i pozostala czesc helu. Napelnianie mieszania gazowa dokonuje sie co najwyzej do cisnienia 60 Tr, korzystnie 30 Tr.Wysycanie w czasie obróbki chlorowej przeprowadza sie w temperaturze 250—280°C. Obróbke chlorowa prze¬ prowadza sie przez aktywacje chlorowa, temperaturowe wysycanie chlorowe, odpompowanie chloru, powtórna aktywacje chlorowa, wysycanie chlorowe i odpompowanie chloru. Aktywaqe chlorowa przeprowadza sie przez przynajmniej jednokrotne napelnienie chlorem do cisnienia okolo 1 Tri bombardowanie katody jonami dodat¬ nimi chloru w wyladowaniu jarzeniowym, nastepnie odpompowanie chloru. Temperaturowewysycanie chlorowe przeprowadza sie przez napelnienie licznika podgrzanego do temperatury okolo 255°C chlorem do cisnienia okolo 30 Tr i przetrzymanie w takich warunkach okolo 1 godziny. Odpompowanie chloru przeprowadza sie przy temperaturze okolo 120°C. Powtórna aktywacje chlorowa przeprowadza sie tak,jak poprzednio. Wysycanie chlorowe przeprowadza sie przez napelnienie licznika w temperaturze pokojowej, chlorem do cisnienia okolo 30 Tr, podniesienie temperatury do okolo 255°C i przetrzymanie w takich warunkach okolo 30 minut. Wstepne przygotowanie konstrukcji licznika obejmuje przygotowanie elektrod wykonanie polaczen ze szklem, obróbke chemiczna i montaz calosci konstrukcji licznika w atmosferze gazu ochronnego i odgazowanie.Wynalazek ten zostanie objasniony przez podanie sposobu wykonania miniaturowego licznika Geigera- -MiiHera, którego elektrody, katoda i anoda, wykonane sa ze stali chromowej. Katoda wykonana w postaci rurki cienkosciennej, ma srednice 5 mm i dlugosc czynna 6 mm; anodajest drut o srednicy 1 mm.Wstepne przygotowanie konstrukcji licznika polega na: wytworzeniu na powierzchni anody i katody war¬ stwy trójtlenku chromu, wykonaniu zlacz ze szklem, chemicznym zdjeciu trójtlenku chromu z niezaszklonych czesci anody i katody, wytrawieniu katody, elektropolerowaniu anody, próznioszczelnym polaczeniu w gazie ochronnym anody i katody za pomoca szkla i odgazowaniu z wygrzewaniem w temperaturze okolo 430°C przez czas okolo 1,5 godziny.Nastepnie przeprowadza sie dwukrotnie aktywacje chlorowa, która wykonuje sie nastepujaco: liczniki napelnia sie chlorem do cisnienia 1 Tri po polaczeniu anody licznika z dodatnim a katody z ujemnym biegunem zasilacza, przy oporze anodowym 300 kfi, natezeniu pradu 1 mA utrzymuje sie wyladowanie w czasie 5 minut, nastepnie wypompowuje sie chlor. Temperaturowe wysycanie chlorowe oraz odpompowanie chloru obejmuje ustalenie temperatury liczników na 255°C, napelnienie chlorem do cisnienia 20-40 Tri utrzymanie liczników w tych warunkach przez 1 godz., obnizenie temperatury do 120°C, odpompowanie chloru, obnizenie tempera¬ tury liczników do temperatury pokojowej. Powtórna dwukrotna aktywacje chlorowa przeprowadza sie tak jak poprzednie. Wysycenie chlorowe i odpompowanie chloru obejmuje napelnienie liczników o temperaturze pokojo¬ wej chlorem do cisnienia 20—40 Tr, podniesienie temperatury liczników do 255°C i przetrzymanie w takich warunkach przez 30 minut, obnizenie temperatury do 120°C, odpompowanie chloru, obnizenie temperatury liczników do temperatury pokojowej. Nastepnie nalezy dokladnie wypompowac z liczników resztki chloru. Po wykonaniu opisanej powyzej obróbki chlorowej licznik napelnia sie bromem do cisnienia czastkowego 1,3 Tr, nastepnie mieszanina gazowa o skladzie: 10% neonu i 90% helu do cisnienia 30 Tr.W wyniku zastosowania opisanego sposobu wykonania otrzymano liczniki Geigera-Mullera o zakresie po¬ miarowym mocy dawki od 0,1 R/h do 1000 R/h, o trwalosci rzedu 101 * impulsów, o temperaturowym zakresie pracyod^0°Cdo60oC. PL PL