Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 23.12.1974 73300 KI. 21g,18/01 MKP HOlj 39/26 CZYTELNIA Urzedu Paktowego Polskiej IzenupKrptf^i Lu " , Twórca wynalazku: Ryszard Jan Krupa Uprawniony z patentu tymczasowego: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jaroslawa Dabrowskiego, Warszawa (Polska) Radiometryczny licznik promieniowania jonizujacego Przedmiotem wynalazku jest radiometryczny licznik promieniowania jonizujacego do pomiarów aktywnos¬ ci preparatów promieniotwórczych.Dotychczasowe rozwiazania konstrukcyjne radiometrycznych liczników promieniowania jonizujacego sa realizowane w postaci liczników o bardzo jednoznacznie sprecyzowanym zakresie pracy i zastosowan. Sa to na przyklad: okienkowe liczniki geigerowskie przeznaczone do rejestracji srednioenergetycznego promieniowania beta, okienkowe liczniki proporcjonalne do rejestracji promieniowania rentgenowskiego, liczniki geigera rejestru¬ jace promieniowanie gamma i wysokoenergetyczne promieniowanie beta, liczniki wewnetrznego napelniania, proporcjonalne bezokienkowe liczniki przeplywowe.Te znane liczniki radiometryczne zawieraja katode z materialu przewodzacego, o wewnetrznej powierzchni wykonywanej na ogól w ksztalcie cylindra, którego srednica zalezy od przeznaczenia licznika. Katoda stanowi jednoczesnie obudowe licznika lub tez umieszczona jest wewnatrz obudowy, wykonanej zazwyczaj z materialu nieprzewodzacego. Wewnatrz katody umieszczona jest koncentrycznie anoda, jednym swym koncem lub dwoma koncami zamocowana trwale do katody lub do obudowy licznika. Katoda liczników, sluzacych do rejestracji promieniowania alfa, srednio i niskoenergetycznego promieniowania beta i promieniowania X, zawiera ponadto okienko przepuszczajace te rodzaje promieniowania, gdyz katody innych liczników nie przepuszczaja tego promieniowania w stopniu niezbednym do dokonania pomiaru.Proporcje wymiarowe znanych liczników radiometrycznych, a zwlaszcza stosunek srednicy czynnej katody do jego dlugosci oraz stosunek srednicy czynnej do srednicy okienka licznika sa dobierane zaleznie od celu, do którego przeznaczony jest dany licznik. Ogólna tendencja przy doborze wymiarów jest taka, ze dazy sie do maksymalnych wymiarów okienka przy minimalnych wymiarach calego licznika.Wada tych znanych liczników jest to, ze w laboratoriach radioizotopowych trzeba stosowac liczniki kilkudziesieciu typów, poniewaz do okreslonego rodzaju pomiarów mozna stosowac tylko licznik scisle okreslonego typu. Przerwanie pomiarów danego rodzaju na pewien okres czasu i przejscie do pomiarów innego rodzaju wymaga zastapienia dotad stosowanych liczników innymi, odmiennego typu. Ponadto, liczniki aktualnie produkowane i stosowane maja scisle okreslony czas uzytkowania i po tym okresie czasu staja sie bezuzyteczne.Aktualne rozwiazania konstrukcyjne liczników wykluczaja ich ewentualna regeneracje i ponowne uzycie, jako ze2 73 300 taka regeneracja równowazna bylaby wykonaniu licznika od nowa, a najczesciej jej pracochlonnosc bylaby wieksza niz wyprodukowanie nowego licznika. Przedstawiona sytuacja uniemozliwia pelna i nowoczesna unifikacje urzadzen wspólpracujacych z licznikami promieniowania jonizujacego, uniemozliwia standaryzacje i uzyskanie szeroko pojetej odtwarzalnosci i porównywalnosci metod pomiarowych i otrzymywanych wyników, ponadto przyczynia sie do znacznej podwyzki kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.Celem wynalazku jest zatem usuniecie niedogodnosci zwiazanych z koniecznoscia stosowania róznorod¬ nych typów radiometrycznych liczników promieniowania jonizujacego, przez skonstruowanie uniwersalnego licznika, którego okreslone zastosowania sa realizowane za pomoca systemu wymiennych elementów, stanowia¬ cych jego wyposazenie i którego konstrukcja umozliwia jego regeneracje w drodze wymiany anody licznika.Istota wynalazku polega na tym, ze czesc powierzchni bocznej katody stanowi plaszczyzne styczna do wewnetrznej cylindrycznej powierzchni katody, w której to plaszczyznie znajduje sie otwór najkorzystniej kolowy o srednicy nie wiekszej od 0,75 srednicy wewnetrznej katody, przy czym dlugosc wewnetrznej cylindrycznej powierzchni katody wynosi nie mniej niz 1,5 jej srednicy wewnetrznej, a ponadto katoda posiada wymienna wkladke okienkowa. Anoda licznika polaczona jest jednym swym koncem z katoda za pomoca próznioszczelnego zlacza kolnierzowego lub samozaklinowujacego sie stozka.Zaleta licznika wedlug wynalazku jest przede wszystkim to, ze jego dwie lub trzy wersje (wymiarowe zabezpieczaja praktycznie wszystkie potrzeby laboratoriów radiometrycznych na liczniki geigerowskie i propro- cjonalne, zamkniete i przeplywowe, okienkowe i bezokienkowe. Licznik ten daje mozliwosc pelnej unifikacji elementów wymiennych i latwosc regeneracji zapewniajacej praktyczna niezniszczalnosc kompletnych liczników przy równoczesnej prostocie konstrukcji i operacji technologicznej przy produkcji.Ponadto licznik wedlug wynalazku zapewnia duza, zblizona do 211 lub 411 geometryczna wydajnosc pomiaru, a przez wlasciwy dobór stosunku srednicy wewnetrznej katody i okienka oraz dlugosci czynnej katody zapewnia wlasciwa prace zarówno jako licznika geigerowskiego jak i proporcjonalnego.Licznik wedlug wynalazku zostanie ponizej szczególowo objasniony na podstawie przykladu wykonania licznika do stosowania w wersji przeplywowej pokazanego na rysunkach, na których fig. 1 — przedstawia jego przekrój podluzny, fig. 2 — zamocowanie jednego konca anody licznika, fig. 3 i fig. 4 — dwie wersje zamocowa¬ nia drugiego konca anody licznika, a fig. 5, 6 i 7 — przedstawiaja wymienne wkladki okienkowe.Licznik sklada sie z cylindrycznego korpusu metalowego, stanowiacego katode 1, której czesc 2 powierzchni bocznej stanowi plaszczyzne styczna do wewnetrznej powierzchni katody. Czesc 2 posiada otwór, najkorzystniej kolowy, o srednicy nie wiekszej niz 0,75 wewnetrznej srednicy katody 1.Anoda 3 licznika, umieszczona koncentrycznie w katodzie, polaczona jest z katoda w miejscach A i B stanowiacych polaczenia rozlaczne, z których B jest ponadto próznioszczelne. Katoda zakonczona jest na jednym swym koncu kolpakiem 7, a poprzez uszczelke 4 zamknieta na drugim koncu kolpakiem 5. W kolpaku 7 znajduje sie wtyk 8 zlacza elektronicznego, umozliwiajacego polaczenie licznika z odpowiednim ukladem elektronicznym. Gaz roboczy przechodzi przez licznik podczas jego pracy, wchodzac rurka 6 i wychodzac rurka 6a. Wersja ta umozliwia prace licznika jako bezokienkowego tzn. bez jakiejkolwiek przegrody miedzy preparatem pomiarowym i objetoscia czynna licznika. Do czesci 2 zamocowany jest szufladkowy zmieniacz próbek, skladajacy sie z obudowy 2a i szufladki 2b, która przesuwa sie przy zmianie preparatu w kierunku prostopadlym do osi podluznej licznika i która slizga sie po elemencie prowadzacym 2d polaczonym ze srubowym podnosnikiem szufladki 2c. W pozycji podniesionej, szufladka 2b dociska do czesci 2 uszczelke 2e, dzieki czemu okienko w katodzie jest zamkniete powierzchnia preparatu pomiarowego, umieszczonego we wglebieniu szufladki.Anoda 3 jest polaczona z katoda 1 w miejscu A (fig. 2) za pomoca haczyka 9 i sprezarki 10, umieszczo¬ nych wewnatrz szklanej rurki ekranujacej 11, osadzonej rozlacznie w specjalnym otworze talerzyka montazowe¬ go 12 i zabezpieczonej zatrzaskiem 13. Talerzyk 12 osadzony jest w katodzie 1 i zabezpieczony pierscieniem rozpreznym 14.Miejsce polaczenia 8 anody 3 z katoda 1, zapewniajace próznioszczelne wyprowadzenie anody z licznika, moze byc wykonane w dwóch wersjach. Wjednej wersji (fig. 3), koniec anody 3 przyspawany jest do drutu najkorzystniej molibdenowego 15, stanowiacego wraz z rurka szklana 15a przepust metal-szklo. Rurka 15a uformowana jest w taki sposób, ze spelnia równoczesnie funkcje rurki ekranujacej koniec anody. Drut 15 wyprowadzony jest na zewnatrz próznioszczelnie przez szklany element 17 i przylutowany do kapturka metalowego 19, stanowiacego elektryczny styk wyprowadzenia anody. Szklany element 17 polaczony jest trwale i próznioszczelnie, z rurka metalowa 16, której kolnierz poprzez uszczelke 18 mocowany jest do denka katody 1 za pomoca srub 20. Mocowanie to zapewnia próznioszczelnosc wyprowadzenia anody licznika.Wersja konstrukcyjna miejsca polaczen 8 pokazana na fig. 4 rózni sie od wersji na fig. 3, tym, ze koniec drutu molibdenowego 15 wyprowadzony jest na zewnatrz próznioszczelnie przez szklany element 21, którego3 73 300 czesc cylindryczna uformowana jest w stozek szlifowy o znormalizowanym ksztalcie i wcisnieta jest w gniazdo szlifowe wykonane w denku katody 1. Próznioszczelnosc calego polaczenia zapewnia odpowiedni smar prózniowy, którym pokryte sa robocze powierzchnie szlifu oraz docisk elementu szklanego 21 do denka katody 1 uzyskany przez dokrecenie nakretki 22 wykonanej z tworzywa sztucznego.Uniwersalnosc licznika polega na tym, ze szufladkowy zmieniacz próbek skladajacy sie z elementów 2a, 2b, 2c i 2d stosowany w wersji bezokienkowej, mozna zastapic wkladka okienkowa.Metalowa wkladka 23 (fig. 5) mocowana za pomoca srub do elementu 2 okienka w katodzie licznika, umozliwia prace licznka jako licznika wewnetrznego napelniania. Próznioszczelnosc zamkniecia licznika ta wkladka zapewnia uszczelka 2e.Wkladka z grubym okienkiem (fig. 6), umozliwia prace licznika jako licznika okienkowego do pomiarów promieniowania rentgenowskiego. Wkladka ta sklada sie z elementu metalowego 24, w który trwale i prózniosz- czelnie wklejono okienko 25 na przyklad berylowe.Wkladka z cienkim okienkiem (fig. 7) umozliwia prace licznika jako licznika okienkowego do pomiarów promieniowania alfa i beta o energiach przewyzszajacych energetyczna zdolnosc absorpcyjna okienka. Wkladka ta sklada sie z elementu metalowego 24 oraz okienka 27, wykonanego na przyklad z miki lub blonki organicznej naciagnietej na metalowym pierscieniu montazowym 26 i wraz z nim wklejonego próznioszczelnie w element 24.Wymiary wkladek okienkowych sa takie, ze po zamcowaniu wybranej wkladki do czesci 2 mozna równiez zamocowac do niej szufladkowy zmieniacz próbek. Ponadto pó zaslepieniu rurki 6a mozna rurke 6 polaczyc ze stanowiskiem prózniowym do napelniania liczników takimi konwencjonalnymi mieszankami roboczymi jak na przyklad argon + izopenton i napelnic licznik trwale, uzyskujac szerokookienkowy, konwencjonalny licznik proporcjonalny lub geigerowski, zaleznie od skladu i cisnienia gazu roboczego. Regeneracja licznika w tej wersji polegac bedzie na wymianie zestawu anody oraz powtórnym napelnieniu. Zastepujac szufladkowy zmieniacz próbek drugim identycznym licznikiem, uzyskuje sie zestaw licznikowy do pomiarów w geometrii bliskiej 411 lub wysokowydajny zestaw liczników do pomiarów koincydencyjnych typu beta-gamma lub gamma-gamma.Wymiany powierzchni otworu okienkowego stwarzaja sytuacje, w której licznik w wersji pojedynczej, a szczegól¬ nie w zestawie dwulicznikowym, jest bardzo efektywnym detektorem w radiochromatografii bibulowej, cieczo¬ wej i cienkowarstwowej. W przeplywowym rezimie pracy moze on byc wykorzystywany jako detektor w radio¬ chromatografii gazowej. PL