PL94526B1 - Urzadzenie do pomiaru promieniowania jonizujacego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie przeznaczone do pomiaru widm energetycznych promieniowania korposkularnego lub elektromagnetycznego, np. promieniowania beta, promieniowania X lub promieniowania gamma.

Pomierzone widmo energetyczne za pomoca kazdego istniejacego urzadzenia pomiarowego rózni sie od widma emitowanego przez zródlo promieniowania wskutek znieksztalcen wnoszonych przez urzadzenie pomiarowe. Znieksztalcenia rejestrowanego widma energetycznego wystepuja glównie wskutek ograniczonej zdolnosci rozdzielczej urzadzenia pomiarowego. Ograniczona zdolnosc rozdzielcza urzadzenia pomiarowego utrudnia badz uniemozliwia rozdzielenie w rejestrowanym widmie dwóch linii widmowych o zblizonych energiach.

Do pomiarów widmowych w fizyce I technice jadrowej w zakresie niskich energii stosowane sa liczniki proporcjonalne. W licznikach proporcjonalnych kwant promieniowania lub czastka jadrowa jonizujac gaz znajdujacy sie w liczniku wytwarza jony dodatnie i elektrony. Jonizacje wywolana bezposrednio przez rejestrowany w liczniku kwant badz czastke nazywamy jonizacja pierwotna. Elektrony powstale w procesie jonizacji pierwotnej przyspieszane w polu elektrycznym wystepujacym wewnatrz licznika wywoluja dalsza jonizacje:, przez co sumacyjny ladunek zebrany na elektrodach licznika ulega znacznemu zwiekszeniu.

Wystepujacy w liczniku efekt zwielokrotnienia ladunku nazywamy wzmocnieniem gazowym.

Ograniczona zdolnosc rozdzielcza licznika proporcjonalnego zwiazana jest z wystepowaniem fluktuacji w dwóch procesach: w procesie jonizacji pierwotnej i w procesie wzmocnienia gazowego. Fluktuacje wzmocnienia gazowego zwiazane sa z fluktuacjami energii pobieranej z pola elektrycznego. Fluktuacje te wynikaja ze statystycznego rozkladu dróg swobodnych przebywanych przez elektrony miedzy poszczególnymi zderzeniami prowadzacymi do jonizacji molekul gazu.2 94 526 Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia w którym fluktuacje energii pobieranej z pola elektrycznego na proces wzmocnienia gazowego bylyby do pominiecia. Cel ten wedlug wynalazku zostal osiagniety przez wyodrebnienie we wnetrzu urzadzenia pomiarowego trzech obszarów, dwu o duzej gestosci molekul przedzielonych obszarem o znikomej gestosci gazu. Przy czym tak skontruowano urzadzenie, ze wszystkie wymienione obszary nie sa rozdzielone przegrodami. W jednym z obszarów o duzej gestosci molekul wystepuje jonizacja pierwotna. Powstale w tym obszarze elektrony w wyniku istniejacego pola elektrycznego przechodza do obszaru o znikomej gestosci gazu. W obszarze tym uzyskuja energie w polu elektrycznym bez zderzen z molekulami gazu przy czym nabyta energie oddaja w obszarze trzecim o znacznej gestosci molekul. Nabyta energia w obszarze o znikomej gestosci gazu uzalezniona jest od róznicy przebytych potencjalów przez elektrody i nie podlega fluktuacjom. W urzadzeniu wedlug wynalazku do wytworzenia trzech obszarów o róznych gestosciach molekul wykorzystane zostalo zjawisko formowania strug molekul o predkosciach ultradzwieko¬ wych przez dyszeLavala.

Wynalazek zostanie objasniony blizej na podstawie schematycznego rysunku, na którym uwidoczniono najistotniejsze czesci urzadzenia. Dla prostoty opisu wszystkie czesci skladowe urzadzenia przedstawiono na rysunku w jednej plaszczyznie.

Podgrzana na przyklad rtec przez grzejnik 6 wytwarza w zbiorniku 5 znaczne cisnienie pary, która stanowi zródlo molekul. Pary rteci przez dysze Lavala 10 i 11 wstrzykiwane sa do wewnatrz komory 12. Promieniowanie badane do wewnatrz komory wchodzi przez okienko 1 wytwarzajac w strudze 2 jonizacje. Elektrony uwolnione w strudze 2 pod wplywem pola elektrycznego wytworzonego przez elektrode 4 miedzy strugami 2 i 3 nabywaja energie. Nabyta energie oddaja w strudze 3 wywolujac dodatkowa jonizacje. Powstale elektrody w obu strugach gazu zbierane sa przez elektrode 4 tworzac impuls, którego amplituda jest wprost proporcjonalna do energii kwatu rejestrowanego promieniowania. Strugi par rteci po przejsciu przez komore robocza 12, wpadaja do pompy kriogenicznej 7, chlodzonej wezownica 9 z której po skropleniu przewodem 8 ponownie odplywaja do zbiornika 5. Urzadzenie zaopatrzone jest w dodatkowy przewód 13 polaczony z ukladem wstepnej prózni strugi 2 i 3 molekul, jakim przypadkowo sa pary rteci, stanowia jednoczesnie rodzaj pompy prózniowej, podtrzymujacej próznie w komorze 12.

Zaleta opisanego rozwiazania polega wiec na tym, ze ladunki powstale w procesie pierwotnej jonizacji uzyskuja w obszarze 12 zawsze ten sam przyrost energii kosztem pola elektrycznego eliminujac tym samym wplyw fluktuacji w procesie wzmocnienia gazowego.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie do pomiaru promieniowania jonizujacego, znamienne tym, ze zawiera trzy obszary, z których dwa stanowia strugi molekul i sa oddzielone miedzy soba trzecim obszarem prózniowym, przy czym przed jedna struga molekul umieszczone jest okienko a za druga struga molekul elektroda zbierajaca.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1,znamienne t y m, ze zródla obydwu strug molekul stanowia dysze Lavala umieszczone nad zbiornikiem cieczy odparowywanej.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1,znamienne tym, ze w górnej czesci znajduje sie pompa kriogeniczna polaczona ze zbiornikiem cieczy odparowywanej. / 13 onnonoooftrwnnoOftnftftnfm |VWWWWWVW| Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl