RU2113718C1 - Method measuring radioactivity of gases by alpha radiation, specifically, radioactivity of air carrying radon and thoron - Google Patents

Method measuring radioactivity of gases by alpha radiation, specifically, radioactivity of air carrying radon and thoron Download PDF

Info

Publication number
RU2113718C1
RU2113718C1 RU96110325A RU96110325A RU2113718C1 RU 2113718 C1 RU2113718 C1 RU 2113718C1 RU 96110325 A RU96110325 A RU 96110325A RU 96110325 A RU96110325 A RU 96110325A RU 2113718 C1 RU2113718 C1 RU 2113718C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulses
alpha particles
radioactivity
electrode
radon
Prior art date
Application number
RU96110325A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96110325A (en
Inventor
Виктор Константинович Ляпидевский
Original Assignee
Виктор Константинович Ляпидевский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Константинович Ляпидевский filed Critical Виктор Константинович Ляпидевский
Priority to RU96110325A priority Critical patent/RU2113718C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2113718C1 publication Critical patent/RU2113718C1/en
Publication of RU96110325A publication Critical patent/RU96110325A/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: radiation measurement. SUBSTANCE: examined sample of air is placed into ionization chamber with two electrodes between which electric field is formed. Intensity of electric field near internal electrode is chosen sufficient for collision ionization by electrons. First negative potential is fed to internal electrode and electric pulses from alpha particles formed in space of chamber and on surfaces of electrodes are registered. Then polarity is changed and number of pulses from alpha particles passing through region of collision ionization close to internal electrode is measured. EFFECT: separate registration of radon and its by-products. 4 cl

Description

Изобретение относится к ядерной физике и технике и может быть использовано при создании детекторов для контроля радиоактивности окружающей среды. The invention relates to nuclear physics and technology and can be used to create detectors for monitoring environmental radioactivity.

Известен способ измерения радиоактивности радона в воздухе, заключающийся в измерении числа альфа-частиц, образующихся в результате распада дочерних продуктов радона, собираемых на фильтре из непрерывно очищаемого объема [1]. Недостатком способа является необходимость использования воздуходувок. A known method of measuring the radioactivity of radon in air, which consists in measuring the number of alpha particles resulting from the decay of daughter products of radon collected on the filter from a continuously cleaned volume [1]. The disadvantage of this method is the need to use blowers.

В качестве прототипа взят способ определения концентрации радона и его дочерних продуктов в воздухе [2]. Способ заключается в том, что в исследуемом объеме воздуха создают электрическое поле между внешним и внутренним электродами и измеряют число альфа-частиц, обусловленных распадом радона и его дочерних продуктов. Недостатком способа является сложность его реализации. As a prototype taken a method for determining the concentration of radon and its daughter products in the air [2]. The method consists in creating an electric field between the external and internal electrodes in the air volume under study and measuring the number of alpha particles due to the decay of radon and its daughter products. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного способа по сравнению с прототипом, является его упрощение, а также осуществление раздельной регистрации радона и его дочерних продуктов. The technical result achieved by the implementation of the claimed method in comparison with the prototype is its simplification, as well as the implementation of separate registration of radon and its daughter products.

Заявленный способ отличается тем, что напряженность электрического поля вблизи внутреннего электрода создают достаточную для ударной ионизации, площадь внутреннего электрода выбирают в 10 - 108 раз меньше площади внешнего электрода. Исследуемый объем воздуха помещают в камеру с двумя электродами. В течение времени t1 на внутренний электрод подают отрицательный потенциал и при этом регистрируется N1 альфа-частиц. Регистрация альфа-частиц происходит из всего объема, ограниченного внешним электродом. Образующийся при подходе трека положительных ионов к отрицательно заряженному электроду электрический импульс регистрируется электронной схемой. Альфа-частицы, проходящие непосредственно через область ударной ионизации, образуют электрические импульсы существенно большей амплитуды и регистрируются отдельно от ионных импульсов. Таким образом, при отрицательно заряженном внутреннем электроде камера регистрирует за время t1 число N1 импульсов, пропорциональное числу образовавшихся в объеме камеры альфа-частиц, и число импульсов

Figure 00000001
, пропорциональное числу альфа-частиц, прошедших через область ударной ионизации. Затем в течение t2 на внутренний электрод подают положительный потенциал и регистрируют за это время N2 электрических импульсов, которые образуются при дрейфе отрицательных ионов к внутреннему электроду. Благодаря высокой неоднородности электрического поля, большая доля амплитуды импульса (так же, как и при отрицательно заряженной нити) возникает при движении ионов вблизи внутреннего электрода. Альфа-частицы, проходящие через область ударной ионизации вблизи внутреннего электрода, образуют
Figure 00000002
импульсов большой амплитуды (благодаря газовому усилению). Таким образом, при положительно заряженном внутреннем электроде камера регистрирует за время t2 число N2 импульсов, которое пропорционально числу образовавшихся за это время в объеме камеры альфа-частиц, и число импульсов
Figure 00000003
, которое пропорционально числу альфа-частиц, прошедших через область ударной ионизации. Через область ударной ионизации пройдут все альфа-частицы, которые возникают при распаде дочерних продуктов радона и торона, осевших на внутренний электрод за время, пока на нем был отрицательный потенциал.The claimed method is characterized in that the electric field near the internal electrode creates sufficient for impact ionization, the area of the internal electrode is selected 10-10 8 times less than the area of the external electrode. The test volume of air is placed in a chamber with two electrodes. During time t 1, a negative potential is applied to the inner electrode and N 1 alpha particles are detected. Registration of alpha particles occurs from the entire volume limited by the external electrode. An electrical pulse generated when the track of positive ions approaches the negatively charged electrode is detected by an electronic circuit. Alpha particles passing directly through the region of impact ionization form electric pulses of substantially greater amplitude and are recorded separately from ion pulses. Thus, with a negatively charged internal electrode, the camera registers for the time t 1 the number N 1 pulses proportional to the number of alpha particles formed in the chamber volume and the number of pulses
Figure 00000001
proportional to the number of alpha particles passing through the region of impact ionization. Then, during t 2, a positive potential is applied to the inner electrode and N 2 electrical pulses are recorded during this time, which are generated during the drift of negative ions to the inner electrode. Due to the high inhomogeneity of the electric field, a large fraction of the pulse amplitude (as well as with a negatively charged filament) arises when ions move near the inner electrode. Alpha particles passing through the region of impact ionization near the internal electrode form
Figure 00000002
pulses of large amplitude (due to gas amplification). Thus, with a positively charged internal electrode, the camera registers the number N 2 pulses during time t 2 , which is proportional to the number of alpha particles formed in the chamber volume during this time, and the number of pulses
Figure 00000003
, which is proportional to the number of alpha particles passing through the region of impact ionization. All alpha particles that arise from the decay of daughter products of radon and thoron deposited on the internal electrode during the time that it has a negative potential will pass through the region of impact ionization.

Учитывая времена регистрации t1 и T2 и числа N1,

Figure 00000004
и N2,
Figure 00000005
зарегистрированных альфа-частиц, определяют радиоактивность газов и аэрозолей в воздухе, заполняющем объем камеры. Электрические импульсы, создаваемые альфа-частицами, проходящими через область ударной ионизации вблизи внутреннего электрода, существенно превышают по амплитуде импульсы, возникающие в результате собирания ионов на внутренний электрод из всего объема камеры. Это позволяет осуществлять раздельную регистрацию альфа-частиц, прошедших через область ударной ионизации, и альфа-частиц, образовавшихся в объеме камеры вдали от области ударной ионизации.Given the registration times t 1 and T 2 and the number N 1 ,
Figure 00000004
and N 2 ,
Figure 00000005
registered alpha particles, determine the radioactivity of gases and aerosols in the air filling the chamber volume. The electrical pulses generated by alpha particles passing through the region of impact ionization near the internal electrode are significantly greater in amplitude than the pulses resulting from the collection of ions on the internal electrode from the entire chamber volume. This allows separate registration of alpha particles passing through the region of impact ionization and alpha particles formed in the chamber volume far from the region of impact ionization.

Для измерения концентрации газов в воздухе камеру заполняют воздухом, очищенным от аэрозолей и дочерних продуктов радона и торона. При этом заявленный способ позволяет измерять концентрацию радона (без регистрации дочерних продуктов) при условии, что максимальный пробег альфа-частиц меньше, чем минимальное расстояние от поверхности внешнего электрода до области ударной ионизации. Это осуществляется при подаче на внутренний электрод отрицательного потенциала. При этом дочерние продукты осаждаются на внешнем электроде и число регистрируемых импульсов

Figure 00000006
будет пропорционально числу альфа-частиц, образующихся в объеме камеры, т.е. пропорционально концентрации радона. Регистрируемое за это же время t1 число электрических импульсов N1 будет пропорционально суммарному числу альфа-частиц, образующихся в воздухе в объеме камеры. Измерив N1 и
Figure 00000007
за промежуток времени t1 и зная объем воздуха, заполняющего камеру, определяют концентрацию радона.To measure the concentration of gases in the air, the chamber is filled with air purified from aerosols and daughter products of radon and thoron. Moreover, the claimed method allows you to measure the concentration of radon (without registration of daughter products), provided that the maximum range of alpha particles is less than the minimum distance from the surface of the external electrode to the region of impact ionization. This is done by applying negative potential to the internal electrode. In this case, daughter products are deposited on the external electrode and the number of detected pulses
Figure 00000006
will be proportional to the number of alpha particles formed in the chamber volume, i.e. in proportion to the concentration of radon. The number of electric pulses N 1 recorded during the same time t 1 will be proportional to the total number of alpha particles formed in the air in the chamber volume. By measuring N 1 and
Figure 00000007
over a period of time t 1 and knowing the volume of air filling the chamber, determine the concentration of radon.

При положительном потенциале на внутреннем электроде также возможно измерение концентрации радона по числу регистрируемых импульсов N2 и

Figure 00000008
за время t2. Дополнительно при этой полярности измеряют за время t2 число импульсов
Figure 00000009
, которое пропорционально числу альфа-частиц, проходящих через область ударной ионизации. Это позволяет определять концентрацию радона и его дочерних продуктов с большой эффективностью.With a positive potential at the internal electrode, it is also possible to measure the concentration of radon from the number of detected pulses N 2 and
Figure 00000008
in time t 2 . Additionally, at this polarity, the number of pulses is measured over time t 2
Figure 00000009
, which is proportional to the number of alpha particles passing through the region of impact ionization. This allows you to determine the concentration of radon and its daughter products with great efficiency.

Как при положительной, так и при отрицательной полярности внутреннего электрода дополнительно измеряют электрические импульсы, возникающие при распаде торона с образованием двух альфа-частиц (реакция

Figure 00000010
). Эти импульсы имеют большую (примерно в 2 раза) амплитуду, их легко регистрировать на фоне импульсов меньшей амплитуды. По числу этих импульсов, регистрируемых за определенный промежуток времени (t1 или t2), определяют концентрацию торона.Both with positive and negative polarity of the internal electrode, additionally measure the electrical impulses arising from the decay of the toron with the formation of two alpha particles (reaction
Figure 00000010
) These pulses have a large (about 2 times) amplitude, they are easy to register against the background of pulses of lower amplitude. The number of these pulses recorded for a certain period of time (t 1 or t 2 ) determines the concentration of thoron.

Способ был осуществлен с помощью цилиндрической ионизационной камеры, заполненной атмосферным воздухом. Диаметр внутреннего электрода равен 20 мкм, внешнего 160 мм. Атмосферный воздух попадал в камеру через фильтры, задерживающие аэрозоли и дочерние продукты радона и торона. Затем на нить подавался положительный потенциал и за время t1 регистрировалось N1 и

Figure 00000011
импульсов. После этого потенциал нити менялся на обратный и при отрицательно заряженной нити в течение времени t2 регистрировалось N2 и
Figure 00000012
электрических импульсов. По измеренным числам N1 и
Figure 00000013
и N2 и
Figure 00000014
с учетом объема камеры определялась концентрация радона в исследуемом воздухе.The method was carried out using a cylindrical ionization chamber filled with atmospheric air. The diameter of the inner electrode is 20 μm, the outer 160 mm. Atmospheric air entered the chamber through filters that trapped aerosols and daughter products of radon and thoron. Then a positive potential was applied to the thread and N 1 was recorded during t 1
Figure 00000011
pulses. Thereafter, the yarn potential is reversed and negatively charged filament was recorded in N 2 and during time t 2
Figure 00000012
electrical impulses. According to the measured numbers N 1 and
Figure 00000013
and N 2 and
Figure 00000014
taking into account the volume of the chamber, the concentration of radon in the test air was determined.

Claims (5)

1. Способ измерения радиоактивности газов по альфа-излучению, в частности радиоактивности воздуха, содержащего радон и торон, заключающийся в том, что исследуемую пробу газа помещают в камеру с двумя электродами, между внешним и внутренним электродами создают электрическое поле, регистрируют число электрических импульсов от альфа-частиц и определяют по числу зарегистрированных импульсов за определенный промежуток времени радиоактивность газа, отличающийся тем, что напряженность электрического поля вблизи внутреннего электрода выбирают достаточной для ударной ионизации электронами, в течение времени t1 на внутренний электрод подают отрицательный потенциал и измеряют число электрических импульсов альфа-частиц, образующихся в объеме камеры и на поверхностях электродов, затем в течение времени t2 на внутренний электрод подают вместо отрицательного положительный потенциал и в течение времени t2 измеряют число импульсов альфа-частиц, проходящих через область ударной ионизации вблизи внутреннего электрода.1. The method of measuring the radioactivity of gases by alpha radiation, in particular the radioactivity of air containing radon and thoron, which consists in the fact that the test gas sample is placed in a chamber with two electrodes, an electric field is created between the external and internal electrodes, the number of electrical pulses from alpha particles and is determined by the number of detected pulses for a certain period of time, the radioactivity of the gas, characterized in that the electric field near the inner electrode is selected was sufficient for impact ionization by electrons during the time t 1 to the inner electrode serves negative potential and measuring the number of electric pulses alpha particles produced in the chamber and on the electrode surfaces, then during the time t 2 at the inner electrode is supplied instead of a negative positive potential and over time t 2, the number of pulses of alpha particles passing through the region of impact ionization near the internal electrode is measured. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отрицательном потенциале на внутреннем электроде измеряют раздельно число коротких импульсов большой амплитуды от альфа-частиц, проходящих вблизи внутреннего электрода через область ударной ионизации, и число импульсов малой амплитуды от альфа-частиц, образовавшихся в объеме камеры и на поверхности внешнего электрода. 2. The method according to claim 1, characterized in that when the negative potential at the inner electrode is measured separately, the number of short pulses of large amplitude from the alpha particles passing near the internal electrode through the region of impact ionization, and the number of pulses of small amplitude from the alpha particles formed in the chamber volume and on the surface of the external electrode. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при положительном потенциале на внутреннем электроде измеряют число импульсов большой амплитуды от альфа-частиц, проходящих через область ударной ионизации вблизи внутреннего электрода, и число импульсов малой амплитуды от альфа-частиц, образовавшихся в объеме камеры и на поверхности внешнего электрода. 3. The method according to claim 1, characterized in that at a positive potential on the inner electrode, the number of pulses of large amplitude from the alpha particles passing through the shock ionization region near the internal electrode is measured, and the number of pulses of small amplitude from the alpha particles formed in the volume cameras and on the surface of the external electrode. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что исследуемую пробу газа предварительно очищают от дочерних продуктов радона, торона и аэрозолей. 4. The method according to claim 1, characterized in that the test gas sample is pre-cleaned of daughter products of radon, thoron and aerosols. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно регистрируют импульсы большой амплитуды, вызываемые вылетом двух альфа-частиц при распаде торона. 5. The method according to claim 1, characterized in that it additionally records pulses of large amplitude caused by the emission of two alpha particles upon decay of the toron.
RU96110325A 1996-05-22 1996-05-22 Method measuring radioactivity of gases by alpha radiation, specifically, radioactivity of air carrying radon and thoron RU2113718C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96110325A RU2113718C1 (en) 1996-05-22 1996-05-22 Method measuring radioactivity of gases by alpha radiation, specifically, radioactivity of air carrying radon and thoron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96110325A RU2113718C1 (en) 1996-05-22 1996-05-22 Method measuring radioactivity of gases by alpha radiation, specifically, radioactivity of air carrying radon and thoron

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2113718C1 true RU2113718C1 (en) 1998-06-20
RU96110325A RU96110325A (en) 1998-08-27

Family

ID=20180945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96110325A RU2113718C1 (en) 1996-05-22 1996-05-22 Method measuring radioactivity of gases by alpha radiation, specifically, radioactivity of air carrying radon and thoron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2113718C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624987C1 (en) * 2016-06-03 2017-07-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Method of measuring radioactivity of tritium target in sealed neutron tube

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Гусаров И.И., Ляпидевский В.К. Ж. "Атомная энергия". Т. 10, вып. 1, 19 61, с. 64 - 67. 2. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624987C1 (en) * 2016-06-03 2017-07-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Method of measuring radioactivity of tritium target in sealed neutron tube

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5550381A (en) Event counting alpha detector
JP2010133879A (en) Radiation measuring apparatus
US4931653A (en) Ionizing radiation detector system
RU2113718C1 (en) Method measuring radioactivity of gases by alpha radiation, specifically, radioactivity of air carrying radon and thoron
JPH08136660A (en) Radioactive ray measuring instrument
JP2003214997A (en) Capturing device for floating particulate matter in atmosphere and measuring method of particulate matter captured thereby
JP4136301B2 (en) Radioactive ion detector
RU2126981C1 (en) Process determining concentration of radon and its daughter products in air
RU2010265C1 (en) Method of determination of concentration of radon and its daughter products in air
JPH06258443A (en) Radiation measuring equipment
RU2096860C1 (en) Atmosphere radioactivity measurement technique
Israel et al. A new method of continuous measurements of radon (Rn 222) and thoron (Rn 220) in the atmosphere
RU2193784C1 (en) Method of inertia-free determination of concentration of radon in air and device for its implementation
US7105831B1 (en) Ambient air alpha particles ionization detector
JPH08136661A (en) Radioactive ray measuring instrument
JPH08136663A (en) Radon/thoron measuring instrument
RU2199766C2 (en) Method and device for measuring radon concentration in the air in inertialess mode
RU2107308C1 (en) Method of measurement of radioactivity of atmospheric air
JP3534456B2 (en) Radiation measurement device
JP2003294703A (en) Method of examining presence of at least one notice substance in sample air, and captured ion mobility analyzer
JPH06258444A (en) Radiation measuring equipment
RU96110325A (en) METHOD FOR MEASURING RADIOACTIVITY OF GASES AND AEROSOLS IN ATMOSPHERIC AIR
RU97110415A (en) METHOD FOR GAS RADIOACTIVITY MEASUREMENT
JPH10186036A (en) Radon concentration measuring method and its device
RU2166776C1 (en) Procedure measuring number of positive ions in given volume of gas and gear for its realization