RU1778717C - Измеритель мощности дозы - Google Patents

Abstract

Использование: в области радиометрии дл  ведени  радиационного наблюдени  и радиационной разведки. Сущность изобретени : дл  расширени  функциональных возможностей измерител  мощности дозы путем автоматического расчета возраста продуктов радиоактивного распада и приведени  значений мощности дозы излучени  к единому времени в устройстве, содержащем детектор, запоминающее устройство, регистратор импульсов, блок управлени , блок питани , высоковольтный преобразователь , генератор импульсов и цифровое табло, введен счетно-решающий блок специальной конструкции, первый вход которого подключен к выходу запоминающего устройства, а второй - к выходу блока питани . 2 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к области радиометрии и может быть использовано дл  ведени  радиационного наблюдени  и радиационной разведки.

Известны измерители мощности гамма-излучени , содержащие детектор ионизирующих излучений, усилительно- преобразовательные устройства, блоки индикации и питани , а также внешние устройства, например, выносные блоки детектировани .

Известные устройства позвол ют измер ть мощности доз ионизирующих излучений , однако они не выдают информации о возрасте продуктов радиоактивного распада и, соответственно, о значени х мощности дозы излучени , приведенных к единому времени.

Известно также радиационное контрольное устройство, содержащее детектор

излучений, цифровой микропроцессор, устройства индикации и звуковой сигнализации , источники питани , которое позвол ет экстраполировать измеренные или заданные мощности доз излучени . .Однако така  экстрапол ци  в известном устройстве предусмотрена только дл  усредненного закона распада совокупной радиоизотопной смеси, обусловленной  дерными взрывами, и только при условии, что врем  взрыва заранее известно и введено в устройство.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  измеритель мощности типа ИМД-1, предназначенный дл  измерени  мощности экспозиционной дозы гамма-излучени  и содержащий детектор , выход которого через последовательно соединенные регистратор импульсов и запоминающее устройство соединен с цифровым табло, а также блок питани ,

XI XI 00 XI

XJ

ысоковольтный преобразователь дл  пиани  детектора и генератор импульсов, одключенный ко входу блока управлени , ыходы которого соединены с управл ющии входами регистратора импульсов и запоинающего устройства.

Недостатком описанного устройства вл етс  невозможность автоматической выдачи необходимых дл  вы влени  радиационной обстановки данных о моменте образовани  (выброса) продуктов радиоактивного распада, например, о вреени  дерного взрыва или разрушени   дерного реактора, а также о значени х мощности дозы излучени , приведенных к становленному времени.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем автоматического расчета возраста продуков радиоактивного распада и приведени  значений мощности дозы излучени  к единому времени.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель мощности дозы, содержащий детектор, подключенный к последовательно соединенным регистратору импульсов, запоминающему устройству и цифровому табло , блок питани , высоковольтный преобразователь и генератор импульсов, соединенный со входом блока управлени , выходы которого подключены к соответствующим входам регистратора излучений и запоминающего устройства, дополнительно введен подключенный к выходу запоминающего устройства счетно-решающий блок, содержащий генератор одиночных импульсов , вход которого соединен с кнопкой запуска, а выход - с входами блоков делени , умножени , возведени  в степень, вычитани  и регистров, подключенных через элемент ИЛИ к блоку индикации. Выход линии задержки соединен со входами элемента И, блока измерени  времени, через переключатель режимов -со входом первого блока управлени , а через другую пару контактов переключател  режимов - со входом реле времени, соединенного выходом со входом второго блока управлени  и входом триггера, причем один из выходов каждого блока управлени  через элемент ИЛИ подключен ко входу блока констант, подсоединенного выходами ко входам соответствующих арифметических блоков, другие входы которых непосредственно или через элементы ИЛИ подключены к соответствующим выходами блока управлени .

Принцип работы предлагаемого устройства основан на определении посредством счетно-решающего блока возраста продуктов радиоактивного распада по результатам двух последовательных измерений мощности дозы излучени  в одной точке местности и пересчете измеренного значени  мощности дозы излучени  к возрасту 1 час. Расчет базируетс  на законе радиоактивного распада, аппроксимированного зависимостью ,

P2-Pi(ti/teT.,(1)

где PL P2 - мощности доз излучени  продук- тов распада с возрастом ti и t2 часов соответственно;

а- эмпирический коэффициент измене ни  активности в зависимости от периода времени, прошедшего после  дерного взрыва или выброса из разрушенного реактора .

Решение уравнени  (1) относительно ti имеет вид

t1(Pl/P2)lt/a-l P)

где At t2-ti T2-Ti;

Ti, T2 - астрономическое врем  соответственно первого и второго измерений. Сле- довательно, астрономическое врем  образовани  (выброса) продуктов радиоактивного распада равно

T Ti-ti.(3)

Приведенна  к 1 часу после образова- ни  (выброса) продуктов распада мощность дозы I рассчитываетс  по формуле

.(4)

Если врем  образовани  продуктов распада априорно известно, оно вводитс  в соответствующий регистр счетно-решающего блока, а пересчет мощности дозы излучени  осуществл етс  по результатам единственного замера в данной точке.

На фиг. 1 изображена структурна  схемз измерител  мощности дозы; на фиг. 2 - функциональна  схема счетно-решающего блока.

Измеритель мощности дозы содержит детектор 1, регистратор импульсов 2, запоминающее устройство 3, цифровое табло 4, блок управлени  5, генератор импульсов б, высоковольтный преобразователь 7, блок питани  8 и счетно-решающий блок 9.

Счетно-решающий блок 9 содержит

кнопку запуска 10, генератор одиночных импульсов 11, линию задержки 12, блоки управлени  13, 21, реле времени 14, блок измерени  времени 15, триггер 16, элемент И 17, элементы ИЛИ 18, 25, 27. 28, 33, 34.

блок констант 19, блоки делени  20, 26, блоки возведени  в степень 22, 24, блоки вычитани  23, 30. 35, блок умножени  29. регистры 31, 32, переключатели режимов 36,37, блок индикации 38.

Измеритель мощности дозы работает следующим образом.

При включении устройства напр жение от блока питани  8 через высоковольтный преобразователь 7 поступает к детектору 1, в качестве которого используетс  газоразр дный счетчик. Последний под воздействием гамма-квантов радиоактивного излучени  вырабатывает импульсы электрического тока, которые преобразуютс  в им- пульсы напр жени  в регистраторе 2 и поступает в запоминающее устройство 3. а затем под управлением блока 5 преобразованна  в цифровую форму информаци  о мощности дозы излучени  выдаетс  на жид- кокристаллическое табло. Врем  измерени  задаетс  регулируемым генератором импульсов 6,

При нажатии кнопки 10 счетно-решающего блока 9 происходит запуск генератора одиночных импульсов 11, с выхода которого импульс поступает на вход линии задержки 12 и на установочные входы арифметических блоков 20, 22,23,24,26, 29,30,35, реле времени 14, блока измерени  времени 15, триггера 16 и регистров 31, 32. На пр мом выходе триггера 16 и регистров 31, 32. На пр мом выходе триггера 16 устанавливаетс  состо ние 0, а на инверсном - 1. С выхода линии задержки 12, устанавливаемой на врем  задержки, превышающее длительность импульса генератора 11, импульс подаетс  на второй вход элемента И 17, на вход блока измерени  времени 15 и через замкнутые контакты переключател  37 - на вход запуска реле времени 14. На первый вход элемента 1/1 17 с инверсного выхода триггера 16 подаетс  логическа  единица. На основной вход блока делени  20 с выхода запоминающего устройства 3 поступает цифрова  информаци  о значении измеренной мощности дозы излучени . Сигнал, про- порциональный астрономическому времени, подаетс  на первые входы блоков вычитани  30 и 35 и запоминаетс  в них. Так как на оба входа элемента 17 поступают логические единицы, с его выхода на второй управл ющий вход блока делени  20 проходит импульс занесени ,по фронту которого в блоке 20 запоминаетс  результат первого замера мощности дозы излучени  Pi. Одновременно результат первого замера с первого выхода блока 20 поступает на второй вход блока умножени  29. По истечении интервала At, заданного реле времени 14, с его выхода на вход блока управлени  21 и вход триггера 16 подаетс  инициирующий импульс, который перерабатывает триггер в состо ние логического 0 на инверсном входе и логической единицы - на пр мом. По

фронту импульса, снимаемого с пр мого выхода триггера 16, на третий вход блока делени  20 поступает результат второго замера мощности дозы излучени  Р2. На выходах блока управлени  21 последовательно формируютс  импульсы синхронизации , обеспечивающие работу устройства в режиме вычислени  возраста продуктов распада. При этом импульс с первого выхода блока 21 через элемент ИЛИ 18 подаетс  на вход блока констант 19, с первого выхода которого на второй вход блока делени  26 поступает сигнал, пропорциональный величине интервала времени At. Co второго выхода блока 19 на второй вход блока возведени  в степень 24 поступает значение величины коэффициента а . С третьего и четвертого выходов блока 19 на вторые входы блока вычитани  23 и блока возведени  в степень 22 подаютс  соответственно константы 1 и Ма. Значени  интервала времени между измерени ми At, а также коэффициентов а и 1/а ввод тс  в блок констант 19 при настройке измерител  мощности дозы. Снимаемый со второго выхода блока управлени  21 импульс запускает блок делени  20, результат работы которого в виде частного P-I/P2 с его второго выхода поступает на первый вход блока возведени  в степень 22. Импульс, поступающий с третьего выхода блока 21 инициирует блок возведени  в степень 22, с выхода которого на первый вход блока вычитани  23 подаетс  сигнал, пропорциональный величине (Pi/Pa) . Посредством импульса с четвертого выхода блока 21 запускаетс  блок вычитани  23, и результат его работы поступает на первый вход блока делени  26, который инициируетс  импульсом, снимаемым с п того выхода блока управлени  21, и осуществл ет вычислени  значени  ti в соответствии с выражением (2), Сигнал, пропорциональный величине ti, поступает на второй вход блока вычитани  30 и через элемент ИЛИ 28 - на первый вход блока возведени  в степень 24, Импульс с шестого выхода блока управлени  21 через элемент ИЛИ 25 запускает блок возведени  в степень 24, с выхода которого на первый вход блока умножени  29 поступает сигнал,

пропорциональный значению t. Вычисленное согласно (4) значение с выхода блока 29, инициированного через элемент ИЛИ 27 импульсом с седьмого выхода блока 21, поступает в регистр 31. Импульс, снимаемый с восьмого выхода блока 21, запускает блок вычитани  30, в котором происходит вычисление значени  Т согласно выражению (3), Сигнал, пропорциональный величине Т, с

выхода блока 30 через элемент ИЛИ 33 поступает в регистр 32. С помощью переключател  режимов 36 осуществл етс  управление регистрами 31 и 32 дл  выдачи через элемент ИЛИ 34 в блок индикации 38 информации о значени х I и Т соответственно . В том случае, когда Т известно априорно , его значение через элемент ИЛИ 33 вводитс  непосредственно в регистр 32. Переключателем 37 выход лини задержки 12 подключаетс  ко входу блока управлени  13. Переключатель 36 устанавливаетс  в положение , при котором осуществл етс  выдача содержимого регистра 32 в блок вычитани  35 и через элемент ИЛИ 34 в блок индикации 38. При нажатии кнопки 10 происходит запуск генератора 11, с выхода которого подаетс  импульс на установочные входы арифметических блоков, триггера 16, регистров 31, 32, реле времени 14 и на вход линии задержки 12. С выхода линии задержки 12 импульс поступает на управл ющий вход блока измерени  времени 15, на второй вход элемента И 17 и через контакты переключател  37 - на вход блока управлени  13. С,выходэ блока 15 сигнал, пропорциональный значению астрономического времени, подаетс  на первые входы блоков вычитани  30 и 35. На первый вход элемента И 17 подаетс  логическа  единица с инверсного выхода триггера 16. На основной вход блока делени  20 поступает информаци  об измеренном значении мощности дозы излучени  с выхода запоминающего устройства 3. Поскольку на обоих входах элемента И 17 устанавливаетс  единичное состо ние, его выходной импульс управл ет занесением значени  PI в блок 20. Сигнал, пропорциональный этому значению, с выхода блока 20 поступает на вход блока умножени  29, Импульсом с выхода линии задержки 12 инициируетс  блок управлени  13, на выходах которого последовательно формируютс  импульсы синхронизации, обеспечивающие функционирование счетно-решающего блока в режиме пересчета мощности дозы при известном времени образовани  продуктов радиоактивного распада. Импульс с первого выхода блока 13 запускает блок вычитани  35, в котором осуществл етс  вычисление значени  относительного времени . Импульс, подаваемый со второго выхода блока 13, через элемент ИЛИ 18 поступает на вход блока констант 19, Сигнал, пропорциональный значению ti, с выхода блока 35 через элемент ИЛИ 28 поступает на первый вход блока возведени  в степень 24, который инициируетс  импульсом , поступающим через элемент ИЛИ 25 с третьего выхода блока 13, и осуществл ет

вычисление использованием константы а, подаваемой на,второй вход блока 24 с соответствующего выхода блока констант 19. Сигнал, пропорциональный полученному результату, подаетс  на первый вход блока умножени  29, который через элемент ИЛИ 27 запускаетс  импульсом с четвертого выхода блока управлени  13, осуществл ет согласно (4) вычисление значени 

величины I и занесение его в регистр 31. Дл 

индикации I переключателем 36 подаетс 

команда на выдачу содержимого регистра

1 31 через элемент ИЛИ 34 в блоке индикации

K 380 Конструктивно счетно-решающий блок

9 выполнен на известных арифметических блоках и типовых логических элементах. Блоки управлени  13, 21 представл ют собой генераторы тактовых импульсов и могут

® быть выполнены, например, на сдвиговых регистрах с предустановкой или на кольцевых счетчиках. Блок измерени  времени 15 может быть выполнен по стандартной схеме электронных часов на основе кварцевого ге- ° нератора и интегральной микросхемы. В качестве блока индикации 38 может использоватьс  типовой жидкокристаллический индикатор.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Измеритель мощности дозы, содержащий детектор, выход которого подключен к первому входу регистратора импульсов, запоминающее устройство, первый-третий входы которого подключены соответствен- но к выходу регистратора импульсов, первому выходу блока управлени  и первому выходу блока питани , второй - п тый выходы которого подсоединены соответственно к второму входу регистратора импульсов, к

   первому входу цифрового табло, через высоковольтный преобразователь - к входу детектора , и через генератор импульсов - к второму входу блока управле и , третий вход и второй выход которого св заны соответственно с первым выходом блока питани  и третьим входом регистратора импульсов, а выход запоминающего устройства соединен с вторым входом цифрового табло, отл ичающийс  тем, что, с целью

   0 расширени  функциональных возможностей путем автоматического расчета возраста продуктов радиоактивного распада и приведени  значении мощности дозы излучени  к единому времени, в него введен

   5 счетно-решающий блок, первый вход которого подключен к выходу запоминающего устройстве, а второй - к выходу блока питани .

   0

   5
2. 2. Измеритель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что счетно-решающий блок содержит генератор одиночных импульсов, вход которого соединен с кнопкой запуска, а выход-с установочными входами первого и второго блоков делени , блока умножени , первого и второго блоков возведени  в степень, первого - третьего блоков вычитани , реле времени, первым входом триггера , входами первого и второго регистров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу блока индикации, выход генератора одиночных импульсов св зан через линию задержки с входом блока измерени  времени , выход которого соединен с первыми входами второго и третьего блоков вычитани , причем выход второго блока вычитани  через второй элемент ИЛИ подключен к первому входу второго регистра, а выход третьего блока вычитани  св зан с первым входом третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом к первому входу первого блока возведени  в степень, выход которого соединен с первым входом блока умножени , выходом подключенного к входу первого регистра, управл ющий вход которого соединен через первый переключатель режимов с управл ющим входом второго регистра , выход которого подключен к второму входу третьего блока вычитани , соединенного управл ющим входом с первым выходом первого блока управлени , второй выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу блока констант, третий выход первого блока управлени  соединен с первым входом п того элемента ИЛИ, подключенного выходом к управл ющему входу первого блока возведени  в степень, а четвертый выход первого блока управлени  подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к управл ющему входу блока умножени , выход реле времени подключен к входу второго блока управлени  и к второму входу триггера , пр мой и инвертирующий выходы которого соединены соответственно с пер- 5 вым управл ющим входом первого блока делени  и с первым входом элемента И, второй вход которого св зан с выходом линии задержки, а выход - с вторым управл ющим входом первого блока делени ,

   0 основной вход которого подключен к выходу запоминающего устройства, первый и второй выходы блока делени  подключены соответственно хо второму входу блока умножени  и к первому входу второго блока

   5 возведени  в степень, выходом соединенного с первым входом первого блока вычитани , выход которого подключен к первому входу второго блока делени , причем выход второго блока делени  св зан с

   0 вторым входом третьего элемента ИЛИ и с вторым входом второго блока вычитани , второй вход второго блока делени  св зан с первым выходом блока констант, второй выход которого соединен с вторым входом

   5 первого блока возведени  в степень, третий выход - с вторым входом первого блока вычитани , а четвертый - с вторым входом второго блока возведени  в степень, перва  группа контактов второго переключател 

   0 режимов соединена с выходом линии задержки , выход которой через другую пару контактов второго переключател  режимов подключена к входу реле времени и к входу первого блока управлени , при этом первый

   5 - восьмой выходы второго блока управлени  подключены соответственно к второму входу четвертого элемента ИЛИ, третьему входу первого делител , третьему входу второго блока возведени  в степень, третьему

   0 входу первого блока вычитани , третьему входу второго блока делени , к второму входу п того элемента ИЛИ, второму входу шестого элемента ИЛИ и третьему входу второго блока вычитани .

   5