RU118074U1

RU118074U1 - GAMMA RADIATION DOSE POWER METER

Info

Publication number: RU118074U1
Application number: RU2011143504/28U
Authority: RU
Inventors: Александра Николаевна Селантьева; Юрий Антониевич Израэль; Владимир Анатольевич Федоров
Original assignee: Александра Николаевна Селантьева; Юрий Антониевич Израэль; Владимир Анатольевич Федоров
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-07-10

Abstract

Измеритель мощности дозы гамма-излучения для аэрогамма-съемки местности, характеризующийся тем, что содержит тканеэквивалентный сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель в токовом режиме, пропорциональный источник питания фотоэлектронного умножителя с регулирующим его входное напряжение транзистором, база которого соединена с выходом однокаскадного усилителя отрицательной обратной связи, имеющего высокоомный вход, соединенный с анодом фотоэлектронного умножителя, а также содержит датчик температуры, приборы определения местоположения летательного аппарата и регистратор сигналов, снимаемых с делителя фотоэлектронного умножителя, с датчика температуры и приборов определения местоположения летательного аппарата. A gamma-radiation dose rate meter for aerogamma-ray shooting of the terrain, characterized by the fact that it contains a tissue-equivalent scintillator, a photomultiplier tube in the current mode, a proportional power supply of a photomultiplier tube with a transistor regulating its input voltage, the base of which is connected to the output of a single-stage negative feedback amplifier having a high-impedance input connected to the anode of the photomultiplier tube, and also contains a temperature sensor, aircraft positioning devices and a recorder of signals taken from the photomultiplier tube divider, temperature sensor and aircraft positioning devices.

Description

Полезная модель относится к техническим средствам для аэрогамма-съемки местности с непрерывным измерением и регистрацией экспозиционной мощности дозы гамма-излучения, привязкой к местоположению летательного аппарата, с определением границ и уровней радиоактивного загрязнения в широком диапазоне, начиная от уровня, близкого к фоновому.The utility model relates to technical means for airborne gamma-ray surveying of the area with continuous measurement and recording of the exposure rate of gamma radiation dose, reference to the location of the aircraft, with the determination of the boundaries and levels of radioactive contamination in a wide range, starting from a level close to the background.

Известны аналоги по техническому назначению:Known analogues for technical purposes:

- Установка радиационной аэрогамма-съемки «Гамма-сенсор-аэро» [www.doza.ru],- Installation of radiation airgamma survey "Gamma Sensor Aero" [www.doza.ru],

- Воздушный комплекс аэрогамма-разведки BKP [www.rtc.ru],- Aerial airborne reconnaissance complex BKP [www.rtc.ru],

- Система аэрогамма-съемки «Беркут» [www.amplituda.ru].- The airborne gamma-shooting system "Berkut" [www.amplituda.ru].

Эти сложные системы не всегда удовлетворяют требованиям долговременных измерений мощности дозы гамма-излучения, изменяющейся в широком диапазоне, в условиях дестабилизирующих факторов. Как правило, они громоздки и не экономичны в энергопотреблении, имеют некий широкий диапазон измерения за счет переключения поддиапазонов, что при резком изменении сигнала может приводить к потере информации на время переключения поддиапазонов. Используемые в них сцинтилляторы NaJ(Tl) не тканеэквивалентны (не воздухоэквивалентны), а из-за послесвечения при больших загрузках возможно их насыщение.These complex systems do not always satisfy the requirements of long-term measurements of the gamma radiation dose rate, which varies over a wide range, under conditions of destabilizing factors. As a rule, they are bulky and not economical in energy consumption, they have a certain wide measuring range due to switching of sub-bands, which, when the signal changes abruptly, can lead to loss of information during the switching of sub-bands. The NaJ (Tl) scintillators used in them are not tissue equivalent (not air equivalent), but because of the afterglow at large loads, their saturation is possible.

Ближе к заявляемой полезной модели широкодиапазонные самолетные приборы Института прикладной геофизики разработки 1965 г. со сцинтиллятором на основе полистирола с непрерывной регистрацией на ленте бортового самописца измеряемой мощности дозы гамма-излучения, высоты и скорости полета, отметок времени и отметок оператора (штурмана). Широкий диапазон измерения достигается автоматической регулировкой напряжения питания фотоэлектронного умножителя ФЭУ, работающего в токовом режиме, сигналом отрицательной обратной связи в высоковольтной цепи, как и в логарифмическом измерителе мощности дозы Грехэма и Белла [R.Е.Bell and R.L.Graham, Rev. Sci. Instr. 23, 301 (1952), В.Кмент, А.Кун, Техника измерений радиоактивных излучений, с.351 (1964)], когда делитель ФЭУ подключается к высоковольтному источнику питания последовательно с электронной лампой, у которой сопротивление в цепи сетки является нагрузкой ФЭУ. Чувствительность такого широкодиапазонного измерителя мощности дозы гамма-излучения ограничивается помимо характеристик сцинтиллятора током сетки лампы, включенной последовательно с делителем ФЭУ, и темновым током ФЭУ. Датчик работает с подогревом и термостабилизацией на уровне +40°С, что приводит к увеличению темнового тока и ухудшению чувствительности (повышению порога чувствительности). Для работы при уровнях загрязнения, близких к фоновым, прибор ИПГ-54М дополнительно имеет канал с кассетой Гейгеровских счетчиков с переключением поддиалазонов [Техническое описание прибора ИПГ-54М (1965) в фондах Института прикладной геофизики].Closer to the claimed utility model, wide-range aircraft instruments of the Institute of Applied Geophysics of 1965 with a polystyrene scintillator with continuous recording on the flight recorder tape of the measured gamma radiation dose rate, altitude and flight speed, time stamps and operator marks (navigator). A wide measurement range is achieved by automatically adjusting the supply voltage of the PMT photomultiplier, operating in the current mode, with a negative feedback signal in the high voltage circuit, as in the logarithmic dose rate meter of Graham and Bell [R.E. Bell and R.L. Graham, Rev. Sci. Instr. 23, 301 (1952), V.Kment, A.Kun, Technique for measuring radiation, p. 351 (1964)], when the PMT divider is connected to a high-voltage power supply in series with an electronic lamp, in which the resistance in the grid circuit is the load of the PMT . The sensitivity of such a wide-range gamma radiation dose rate meter is limited in addition to the scintillator characteristics by the current of the lamp grid connected in series with the PMT divider and the dark PMT current. The sensor works with heating and thermal stabilization at the level of + 40 ° С, which leads to an increase in dark current and a decrease in sensitivity (increase in the sensitivity threshold). To operate at pollution levels close to the background, the IPG-54M device additionally has a channel with a Geiger counter cassette with switching sub-zones [Technical description of the IPG-54M device (1965) in the funds of the Institute of Applied Geophysics].

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в упрощениях измерительной схемы, повышающих ее надежность, расширяющих диапазон измерений, понижающих энергопотребление и вес.The problem to which the claimed technical solution is directed is to simplify the measuring circuit, increasing its reliability, expanding the measurement range, lowering power consumption and weight.

Данная задача решается за счет того, что измеритель мощности дозы гамма-излучения для аэрогамма-съемки местности содержит тканеэквивалентный сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель в токовом режиме, пропорциональный источник питания фотоэлектронного умножителя с регулирующим его входное напряжение транзистором, база которого соединена с выходом однокаскадного усилителя отрицательной обратной связи, имеющего высокоомный вход, соединенный с анодом фотоэлектронного умножителя, а также содержит датчик температуры, приборы определения местоположения летательного аппарата и регистратор сигналов, снимаемых с делителя фотоэлектронного умножителя, с датчика температуры и приборов определения местоположения летательного аппарата. Зарегистрированный сигнал с датчика температуры при наличии калибровок позволяет вносить поправки в результаты измерения на температуру аналогично внесению поправок на высоту полета.This problem is solved due to the fact that the gamma radiation dose rate meter for airborne gamma imagery contains a tissue-equivalent scintillator, a photomultiplier in the current mode, a proportional photomultiplier power supply with a transistor regulating its input voltage, the base of which is connected to the output of a single-stage negative feedback amplifier a communication having a high-impedance input connected to the anode of the photoelectronic multiplier, and also contains a temperature sensor, devices for determining Ia aircraft location device and recorder signals removed from the divider of the photomultiplier, with a temperature sensor and a positioning device of the aircraft. The registered signal from the temperature sensor in the presence of calibrations allows you to make corrections to the results of measurements for temperature similar to making corrections to the flight altitude.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, являетсяThe technical result provided by the given set of features is

- упрощение измерителя и повышение его надежности,- simplification of the meter and increase its reliability,

- получение без переключений поддиапазонов с одним измерительным каналом, содержащим тканеэквивалентный сцинтиллятор и фотоэлектронный умножитель в токовом режиме, динамического диапазона 10⁷.- obtaining without switching subbands with one measuring channel containing a tissue-equivalent scintillator and a photomultiplier in the current mode, a dynamic range of 10 ⁷ .

- уменьшение веса и энергопотребления.- weight reduction and energy consumption.

Работает заявляемое устройство следующим образом:The claimed device works as follows:

Измеряемое ионизирующее излучение, падающее на сцинтиллятор, вызывает в нем свечение, преобразуемое фотоэлектронным преобразователем ФЭУ в ток. Для создания широкого диапазона ток ФЭУ поддерживается постоянным за счет отрицательной обратной связи, которая в заявляемом устройстве осуществляется подсоединением анода ФЭУ к высокоомному входу однокаскадного усилителя отрицательной обратной связи, выходной сигнал которого регулирует смещение базы транзистора на входе пропорционального высоковольтного источника питания ФЭУ таким образом, что при увеличении интенсивности излучения уменьшается выходное напряжение источника питания ФЭУ. Аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению на делителе ФЭУ, подается на регистратор наряду с сигналами от датчика температуры и приборов определения местоположения летательного аппарата для последующей обработки результатов измерений и внесения калибровочных поправок.The measured ionizing radiation incident on the scintillator causes a luminescence in it, which is converted by a photoelectronic PMT converter into current. To create a wide range, the current of the PMT is kept constant due to the negative feedback, which in the claimed device is carried out by connecting the PMT anode to the high-impedance input of a single-stage negative feedback amplifier, the output signal of which regulates the bias of the transistor at the input of the proportional high-voltage PMT power supply in such a way that when increasing radiation intensity decreases the output voltage of the PMT power supply. An analog signal proportional to the voltage on the PMT divider is fed to the recorder along with signals from the temperature sensor and aircraft positioning devices for subsequent processing of the measurement results and making calibration corrections.

Claims

A gamma radiation dose rate meter for airborne gamma-ray surveying of the area, characterized in that it contains a tissue-equivalent scintillator, a photomultiplier in current mode, a proportional photoelectron multiplier power supply with a transistor regulating its input voltage, the base of which is connected to the output of a single-stage negative feedback amplifier having high-resistance input connected to the anode of the photomultiplier tube, and also contains a temperature sensor, devices for determining the location zheniya aircraft and the recorder signal divider removed from the photomultiplier, from the instrument temperature sensor and determine the location of the aircraft.