RU1778718C - Узел детектировани дл направленной регистрации ионизирующего излучени - Google Patents

Abstract

Узел детектировани  дл  направленной регистрации ионизирующего излучени . Изобретение относитс  к области регистрации ионизирующего излучени  и может быть использовано дл  определени  направлени  на локальные и прот женные источники ионизирующего излучени , при поиске излучателей на местности, при ликвидации последствий аварии. Целью изобретени   вл етс  уменьшение шумовых сигналов и улучшение помехозащищенности выходного сигнала. Дл  достижени  поставленной цели узел детектировани  состоит из неподвижного основани , детектора ионизирующего излучени , внутреннего и внешнего вращающихс  экранов с несовпадающими ос ми вращени  и устройства согласовани  вращени  экранов, в котором детектор установлен в нише внутреннего экрана, причем оба экрана имеют пересекающиес  друг с другом прозрачные дл  регистрируемого излучени  зоны, одна из которых выполнена в виде горизонтальной щели, а друга  - в виде спирали, на неподвижном основании установлен внутренний экран, прозрачна  зона в виде горизонтальной щели выполнена во внутреннем экране, а прозрачна  зона в виде спирали - во внешней экране. 1 ил. сл С

Description

Изобретение относитс  к области регистрации ионизирующего излучени .и может быть использовано дл  определени  направлени  на локальные и прот женные источники ионизирующего излучени , при поиске излучателей на местности, при ликвидации последней аварии.

Известен узел детектировани , состо щий из неподвижного основани , детектора ионизирующего излучени , двух вращающихс  экранов и устройства согласовани  их вращени . В нем экраны соединены между собой и с неподвижным основанием с помощью элементов, обеспечивающих подвижное крепление их относительно друг

друга, причем экраны установлены так, что их оси вращени  совпадают. Детектор установлен внутри одного из экранов в предназначенной дл  него нише. Данный экран имеет зону, прозрачную дл  регистрации излучени . В сферической системе координат , центром которой  вл етс  детектор, а вертикальной осью-ось вращени  экранов, основным размером этой зоны  вл етс  угол коллимации Ду , определ емый как разница ее азимутальных границ р2.- . Данный угол Ду фактически задает точность определени  углового распределени  падающего на детектор излучени . Второй экран расположен снаружи

vj ч со |

со

первого и имеет несколько зон, прозрачных дл  регистрируемого излучени . Угловые размеры указанных зон и угловое рассто ние между ними равно углу коллимации Ар первого их экранов. При таком расположении и конструкции экранов излучение достигает детектора лишь при условии полного или частичного совмещени  прозрачной зоны внутреннего экрана с одной из прозрачных зон внешнего экрана. Устройство согласовани  скоростей вращени  экранов , которое организует вращение экранов в противоположные стороны, но с равной угловой скоростью, обеспечивает совмещение прозрачных зон обоих экранов в строго определенных положени х, позвол ющих поочередно регистрировать излучение , приход щее из областей, заданных угловыми размерами прозрачной зоны внутреннего экрана и расположенных вплотную друг к другу. В результате с помощью данного устройства получают угловую диаграмму направленности падающего на узел детектировани  излучени , позвол ющую решать поставленные выше задачи.

Недостатком данного устройства  вл етс  значительна  погрешность в определении плотности потока, исход щего из каждой выделенной области пространства, особенно при наличии точечных источников . Это обусловлено тем, что прозрачные зоны начинают и заканчивают пересечение в центральной части выдел емой области, в результате чего наибольшее количество излучени  попадает на детектор именно из центральной части каждой выделенной области . С краев же выделенной области на детектор поступает малое количество излучени . В результате, при наличии сильной анизотропии в распределении источников излучени  в контролируемом пространстве, полученна  с помощью данного узла детектировани  информаци  может дать существенно искаженные данные о расположении источников в контролируемом пространстве .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству  вл етс  узел детектировани  также состо щий из неподвижного основани , двух вращающихс  экранов, детектора ионизирующего излучени  и устройства согласовани  вращени  экранов. Детектор расположен в-ни- ше одного из экранов, а оба экрана имеют прозрачные дл  ионизирующего излучени  зоны. Но, в отличие от описанного выше узла детектировани , в данном узле лишь внешний экран установлен непосредственно на неподвижном основании, а внутренний экран с помощью элементов,

обеспечивающих подвижное соединение экранов относительно друг друга, закреплен непосредственно на внешнем экране , причем так, что ось вращени  внутреннего экрана ориентирована под отличным отруглом к оси вращени  внешнего экрана. В результате ось вращени  внутреннего экрана вращаетс  вместе с внешним экраном. Другой отличительной чертой данного уз0 ла детектировани   вл етс  то, что устройство согласовани  вращени  имеет коэффициент передачи N, равный числу выдел емых, зон контролируемого пространства , N- 2 л/Ар , где Ар - требуе5 ма  точность определени  углового распределени  излучени . Кроме того, в данном узле детектировани  оба экрана имеют по одной зоне, прозрачной дл  регистрируемого излучени , причем прозрачна 

0 зона экрана закрепленного на неподвижном основании, имеет форму щели, разница азимутальных границ которой pi, pi в сферической системе координат с началом в центре детектора и рсью, совпадающей с

5 осью вращени  данного экрана, равна удвоенному значению требуемой точности определени  углового распределени  излучени  Ар , pz - pi -1 Ар а прозрачна  зона другого экрана имеет спиралеоб0 разную форму и получена путем переноса вокруг оси вращени  данного экрана в сторону , противоположную его собственному вращению, на угол N+p сектора с углом при вершине, равны Ар, расположенного в ще5 ли первого из экранов и наход щегос  на угловом рассто нии Ар от переднего кра  этой щели, где Ар - параметр, принимающий значение от Ар. При такой конструкции блока детектировани  в исходном

0 состо нии совмещение прозрачных зон происходит в диапазоне углов от р2 - Ар до р2, что обеспечивает требуемый угол коллимации Ар (требуемую точность). При повороте внешнего экрана на угол

5

0

р границы его прозрачной зоны также перемест тс  на тот же угол р. Одновременно вокруг своей оси повернетс  и внутренний экран, но на угол N+ р, В результате место пересечени  экранов окажетс  отсто щим

от переднего кра  щели внешнего экрана на угловом рассто нии, равном р.т.е. относительно исходной системы координат оно ос- танетс  на своем месте и будет обеспечивать регистрацию излучени  в ди- апазоне углом от р2-Дрдор2 .Область пересечени  прозрачных зон экрана не изменит своих границ в течение всего времени вращени  внешнего экрана на угол Ар .что существенно увеличивает достоверность

полученных в данном угловом диапазоне результатов по сравнению с описанным выше узлом детектировани . При повороте на больший угол область пересечени  прозрачных зон скачком перемещаетс  на угол Ду, что обеспечивает необходимую смену азимутальных границ контролируемой в данный момент области, В результате за это же врем , что и в описанном выше устройстве, данный узел детектировани  позвол ет получать угловую диаграмму направленности регистрируемого излучени  с большей по сравнению с ним точностью.

Основным недостатком данного узла детектировани   вл етс  наличие шумовых сигналов, возникающих в элементах подсоединени  детектора к измерительной аппаратуре и существенно искажающих выходные сигналы. Шумовые сигналы обусловлены тем, что в данном узле детектировани  дл  подсоединени  детектора должны быть использованы подвижные (скольз щие) контакты, без которых в нем невозможно подсоединить детектор к внешним устройствам, т.к. детектор отделен от неподвижного экрана двум  вращающимис  под разными углами экранами. Кроме того, така  конструкци  приводит к ухудшению помехозащищенности выходных сигналов.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение шумовых сигналов и улучшени  помехозащищенности выходного сигнала,

Дл  достижени  указанной цели в узле детектировани  дл  направленной регистрации ионизирующего излучени , состо ща  из неподвижного основани , детектора ионизирующего излучени  внутреннего и внешнего вращающихс  экранов с несовпадающими ос ми вращени  и устройства согласовани  вращени  экранов, в котором детектор установлен в нише внутреннего экрана, причем оба экрана имеют пересекающиес  друг с другом прозрачные дл  регистрируемого излучени  зоны, одно из которых выполнено в виде горизонтальной щели, а друга  - в виде спирали, на неподвижном основании установлен внутренний экран, прозрачна  зона в виде горизонтальной щели выполнена во внутреннем экране, а прозрачна  зона в виде спирали - во внешнем экране. Установка на неподвижном основании внутреннего экрана позвол ет напр мую подключить детектор ионизирующего излучени  к источникам питани  и устройствам обработки информации , мину  мешающий этому внешний экран, т.е. без участи  подвижных (скольз щих ) контактов, что повышает надежность

данного подключени  по сравнению с прототипом .

На чертеже представлен пример выполнени  предлагаемого узла детектировани . 5Узел детектировани  состоит из неподвижного основани  1, внешнего и внутреннего 3 экранов, детектора 4 и устройства согласовани  вращени  5. Внутренний экран 3 установлен на неподвижном основа0 нии 1. Экран 3 и основание 1 соединены друг с другом с помощью подвижного элемента , представл ющего из себ  в данном случае подшипник 6. Ось вращени  подшипника 6 и, следовательно, экрана 3 ориенти5 рована перпендикул рно к плоскости основани  1 и направлена вверх. Детектор 4 установлен в нише в центре экрана 3. Экран 2 соединен с экраном 3 с помощью подвижного элемента, например вала 7, ус0 тановленного на подшипника 8. Вал 7 ориентирован в сторону детектора 4 и установлен перпендикул рно оси вращени  экрана 3. Устройство согласовани  вращени  5 представл ет из себ  редуктор, одна

5 из шестеренок которого закреплена на вале 7, а еще одна - катитс  по плоскости основани  1. Размеры шестеренок редуктора подобраны таким образом, что коэффициент передачи К вращени ,от экрана З.к экрану 2

0 равен числу выделенных секторов просматриваемого пространства. Оба экрана имеют прозрачные дл  регистрируемого излучени  зоны. В экране 3 така  зона выполнена в виде горизонтальной щели, азимутальные

5 размеры которой в сферической системе координат , центром которой  вл етс  центр чувствительной области, а вертикальной осью - ось вращени  экрана 3 равны Лрщ . В экране 2 прозрач0 на  дл  регистрируемого излучени  зона выполнена в виде спиралеобразной щели, котора  получена путем переноса на угол N+y вокруг оси вращени  данного экрана 2 в сторону, противоположную его собствен5 ному вращению, сектора с углом при вершине , равным 2 7T/N , расположенного в щели экрана 3 и наход щегос  на угловом рассто нии от переднего кра  этой щели, где р - параметр, принимающий значени  0 от до

0 2 л/N .

Узел детектировани  работает следующим образом.

Примем за начало отсчета азимутального угла пр мую, проход щую через середи5 ну прозрачной зоны экрана 3. В этому случае в исходном положении область пересечени  прозрачных зоны экранов (2 и 3) лежит в диапазоне азимутальных углов от Я до 2 л/N , которые принимаем за коордипаты первого сектора контролируемого пространства . По мере поворота экрана 3 вместе с ним поворачиваетс  в горизонтальной плоскости и закрепленной на нем вал 7 экрана 2.

Одновременно, за счет того, что одна из шестеренок устройства согласовани  вращени  5 катитс  по неподвижному основанию 1, вал 7 приходит во вращение и вокруг собственной оси. Прин тое передаточное отношение обеспечивает поворот вокруг собственной оси закрепленного на валу 7 экрана 2 на угол N+ р при повороте его в горизонтальной плоскости на угол р . Дл  значени  угла поворота это означает , что поворот экрана 3 в горизонтальной плоскости приведет к такому повороту экрана 2 вокруг собственной оси, что область пересечени  прозрачных зон л жет в диапазоне углов до 2 л/N-у отмер емых от оси вращени  экрана 3. Учитыва , ч го ось вращени  экрана 3 повернулась в горизонтальной плоскости на угол р координаты области пересечени  прозрачных зон экранов будут, соответственно до 2 л/N . Т.е. в исходное системе координат при вращении . экрана 3 дл  значени  yi лов р от р до 2 л/N область пересечени  прозрачных зон экранов 2 и 3 остаетс  неподвижной, что позвол ет, как и в прототипе, дл  данного спектра пространства получить одинаковый обьем информации от наход щихс  в данном секторе источником независимо от их координат. При угле р 2 л/N происходит переход к следующему сектору просматриваемого пространства, ограниченного координатами 2 л/N и 4 л/N , узел детектировани  начинает регистрировать излучение из данного сектора пространства. Смена секторов продолжаетс  до тех пор, пока узел детектировани  не просмотрит всю контролируемую область пространства и не вернетс  в исходное положение, после чего можно начинать новый цикл измерений.

Из приведенного выше описани  работы предлагаемого узла детектировани  видно , что принцип его работы аналогичен принципу работы прототипа, и что данный узел детектировани  позвол ет получать за одинаковое с прототипом врем  аналогичный с ним объем информации. В то же врем  приведенна  конструкци  блока детектировани  обеспечивает пр мой доступ к детектору ионизирующего излучени , например по пр мому каналу, выполненному во внутреннем экране 3 вдоль его оси вращени , как это указано на приведенном чертеже. Это позвол ет, в отличие от прототипа, под- ключать детектор ионизирующего излучени  к источникам питани  и устройства

обработки информации без применени  скольз щих контактов, что и обеспечивает уменьшение собственных шумов устройства .

Описываема  конструкци  позвол ет

свести длину соединительных проводников к минимуму, что обеспечивает предлагаемому устройству сведение к минимуму наведенного на этом участке наведенного шума и тем самым также увеличивает надежность

работы предлагаемого устройства.

Claims (1)

1. Формула изобр етени  Узел детектировани  дл  направленной регистрации ионизирующего излучени , состо щий из неподвижного основани , детектора ионизирующего излучени , внутреннего и внешнего вращающихс  экранов с несовпадающими ос ми вращени  и устройства согласовани  вращени  экранов , в котором детектор установлен в нише

   внутреннего экрана, причем оба экрана имеют пересекающиес  друг с другом про- зрйчные дл  регистрируемого излучени  зоны , одна из которых выполнена в виде горизонтальной щели, а друга  - в виде спирали , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  шумовых сигналов и улучшени  помехозащищенности выходного сигнала , в нем на неподвижном основании установлен внутренний экран, прозрачна 

   зона в виде горизонтальной щели выполнена во внутреннем экране, а прозрачна  зона в виде спирали - во внешнем экране.