RU2503034C1 - Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources - Google Patents
Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503034C1 RU2503034C1 RU2012130631/28A RU2012130631A RU2503034C1 RU 2503034 C1 RU2503034 C1 RU 2503034C1 RU 2012130631/28 A RU2012130631/28 A RU 2012130631/28A RU 2012130631 A RU2012130631 A RU 2012130631A RU 2503034 C1 RU2503034 C1 RU 2503034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- calibration
- output
- detector
- alpha
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиационной экологии и может быть использовано для дистанционного поиска остатков ядерного топлива, например плутония, загрязняющих поверхности в результате аварий или в ходе производственных процессов.The invention relates to the field of radiation ecology and can be used for remote search for nuclear fuel residues, for example plutonium, polluting surfaces as a result of accidents or during production processes.
Известно устройство для дистанционной регистрации альфа-частиц, описанное в патенте [1] и его модификации, представленные в патентах [2÷7]. В устройстве [1] использована ионизационная камера с проницаемыми сетчатыми электродами, сквозь которые прокачивается воздух, содержащий аэроионы, возникшие в результате ионизации воздуха альфа-частицами. Детектирование излучения осуществляется путем измерения ионизационного тока между электродами.A device for remote registration of alpha particles is described, described in the patent [1] and its modifications, presented in the patents [2 ÷ 7]. The device [1] used an ionization chamber with permeable mesh electrodes through which air containing air ions resulting from ionization of air by alpha particles is pumped. Radiation detection is carried out by measuring the ionization current between the electrodes.
Модификации устройств, описанные в патентах [2÷7], отличаются формой электродов, режимом подачи напряжения на электроды, способом транспортировки ионов в ионизационную камеру, режимом съема и обработки сигналов с выхода усилителя постоянного тока. Технические решения, используемые в устройствах, представленных в патентах [2÷7], направлены на повышение эффективности регистрации аэроионов, расширение области применения, снижение стоимости оборудования. Например, устройство [4] предназначено для регистрации радона, содержащегося в воздушной пробе, помещенной внутрь рабочего объема детектора. Общим признаком для устройств, представленных в патентах [1÷7], является наличие ионизационной камеры,The device modifications described in the patents [2–7] differ in the shape of the electrodes, the mode of supplying voltage to the electrodes, the method of transporting ions into the ionization chamber, the mode of taking and processing signals from the output of the DC amplifier. Technical solutions used in the devices presented in patents [2–7] are aimed at increasing the efficiency of registering aeroions, expanding the scope, and reducing the cost of equipment. For example, the device [4] is designed to detect radon contained in an air sample placed inside the working volume of the detector. A common feature for the devices presented in the patents [1 ÷ 7] is the presence of an ionization chamber,
предназначенной для измерения интегрального ионизационного эффекта, произведенного в воздухе излучениями разной природы, т.е. наряду с источниками альфа-излучения регистрируются источники бета- и гамма-излучения. Измерение ионизационного тока не позволяет различать источники излучения разной природы. Таким образом, с помощью устройств [1÷7] не осуществляется выделение ионизации от альфа-излучения на фоне сопутствующего бета- и гамма-излучения, что является их существенным недостатком.designed to measure the integral ionization effect produced in air by radiation of various nature, i.e. along with sources of alpha radiation, sources of beta and gamma radiation are recorded. Measurement of the ionization current does not distinguish between radiation sources of different nature. Thus, using devices [1–7], ionization from alpha radiation is not carried out against the background of concomitant beta and gamma radiation, which is their significant drawback.
Наиболее близким техническим решением к данному к данному предложению и принятым за прототип является устройство [8] для дистанционного обнаружения источников альфа-излучения, содержащее измерительный открытый на воздух детектор аэроионов, сопряженный с блоком переноса аэроионов и подключенный к источнику рабочего напряжения и к измерительному счетчику импульсов соответственно, и калибровочный альфа-источник, калибровочный детектор аэроионов, аналогичный измерительному детектору, выполненному газоразрядным, и компаратор, причем калибровочный детектор соединен с калибровочным счетчиком импульсов, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с шиной наперед заданного числа, выход - с управляющим входом источника рабочего напряжения, выход которого подключен также к калибровочному детектору.The closest technical solution to this proposal and adopted as a prototype is a device [8] for remote detection of alpha radiation sources, containing a measuring open-to-air aero-ion detector coupled to an aero-ion transfer unit and connected to a working voltage source and to a measuring pulse counter accordingly, a calibration alpha source, a calibration ion detector, similar to a gas-discharge measuring detector, and a comparator, moreover, the calibration detector is connected to a calibration pulse counter, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the bus at a predetermined number, the output is connected to the control input of the operating voltage source, the output of which is also connected to the calibration detector.
Особенностью газоразрядного детектора аэроионов, открытого на воздух, является отсутствие плато счетной характеристики, что в традиционных детекторах является недостатком. Это обстоятельство используется для нахождения оптимального рабочего напряжения.A feature of a gas-discharge detector of aeroions, open to air, is the absence of a plateau of the counting characteristic, which is a drawback in traditional detectors. This circumstance is used to find the optimal operating voltage.
Избирательность (селективность) регистрации альфа-излучения в присутствии значительного фона от сопутствующего излучения иной природы в прототипе является следствием разницы в эффективности дистанционной регистрации ионных сгустков (кластеров), образующихся на следах частиц с различной ионизирующей способностью. Средняя плотность ионизации на следах альфа-частиц значительно выше, чем на следах электронов, и это является причиной более высокой эффективности регистрации. Под эффективностью здесь понимается вероятность появления хотя бы одного импульса на выходе детектора при поступлении в рабочий объем всех аэроионов, доставленных со следа ионизирующей частицы. Эффективность регистрации однозначно связана со скоростью счета импульсов с детектора. В работе [9] было показано, что при различных значениях атмосферного давления, температуры и влажности воздуха существует диапазон рабочих напряжений, в котором эффективность дистанционной регистрации частицы зависит от плотности ионизации в ионном сгустке, перемещенном с трека ионизирующей частицы к аноду счетчика. Эффективность тем выше, чем выше плотность ионов в сгустке. Ширина диапазона рабочих напряжений составляет величину порядка 10÷15 В. Например, при изменении атмосферного давления в пределах (750÷770) Торр, температуры - (14÷30)°С и влажности (30÷90)% диапазон рабочих напряжений остается в пределах (2800÷3100 В). В (приведенные значения справедливы, разумеется, для конкретного детектора). В указанном интервале всегда можно выделить диапазон напряжений шириной 10÷15 В, в котором эффективность регистрации ионных сгустков со следа альфа-частицы в десятки раз превышает эффективность для сгустков со следа электрона. В прототипе отслеживание эффективности регистрации достигается благодаря точной установке рабочего (анодного) напряжения в процессе калибровки, в ходе которой происходит сравнение скорости счета импульсов с выхода калибровочного детектора с заранее заданным значением скорости счета, определяемым активностью калибровочного источника. В результате сравнения компаратором (цифровым) вырабатывается сигнал управления, в соответствии с которым напряжение на выходе источника рабочего напряжения изменяется таким образом, чтобы уменьшить разницу между измеренным значением скорости счета калибровочного детектора и заданным значением вплоть до достижения их равенства с заданной точностью. Коррекция осуществляется в пошаговом режиме с точностью ±3 В. Такая оптимизация позволяет сохранить достаточно высокую эффективность регистрации альфа-частиц на фоне низкоэффективной регистрации сопутствующих бета- и гамма-излучений. Калибровочный детектор выполнен аналогично измерительному.The selectivity of alpha radiation detection in the presence of a significant background from the accompanying radiation of a different nature in the prototype is a consequence of the difference in the efficiency of remote registration of ionic clumps (clusters) formed on the traces of particles with different ionizing ability. The average ionization density on the tracks of alpha particles is much higher than on the tracks of electrons, and this is the reason for the higher detection efficiency. Here, efficiency is understood as the probability of the appearance of at least one pulse at the detector output when all the aero ions delivered from the trace of an ionizing particle enter the working volume. The registration efficiency is uniquely related to the count rate of pulses from the detector. In [9], it was shown that for different values of atmospheric pressure, temperature, and humidity, there is a range of operating voltages in which the efficiency of remote registration of a particle depends on the ionization density in the ion bunch transferred from the track of the ionizing particle to the counter anode. Efficiency is higher, the higher the density of ions in a bunch. The width of the operating voltage range is of the order of 10 ÷ 15 V. For example, when atmospheric pressure changes within (750 ÷ 770) Torr, temperature - (14 ÷ 30) ° С and humidity (30 ÷ 90)%, the operating voltage range remains within (2800 ÷ 3100 V). B (the given values are valid, of course, for a specific detector). In the indicated interval, it is always possible to single out a voltage range 10–15 V wide, in which the detection efficiency of ionic clumps from the alpha particle trace is ten times higher than the efficiency for clumps from the electron trace. In the prototype, tracking of the recording efficiency is achieved by accurately setting the operating (anode) voltage during the calibration process, during which the pulse counting rate from the output of the calibration detector is compared with a predetermined value of the counting rate determined by the activity of the calibration source. As a result of the comparison, a control signal is generated by a comparator (digital), according to which the voltage at the output of the operating voltage source is changed in such a way as to reduce the difference between the measured value of the counting speed of the calibration detector and the set value until they are reached with the specified accuracy. Correction is carried out in a step-by-step mode with an accuracy of ± 3 V. Such optimization allows maintaining a rather high detection efficiency of alpha particles against the background of low-efficiency registration of concomitant beta and gamma radiation. The calibration detector is made similarly to the measuring one.
Недостатком данного устройства является небольшая площадь поверхности, обследуемой в одном измерительном цикле, для которой может осуществляться надежная регистрация точечных источников альфа-излучения, поскольку из-за снижения плотности ионизации (за счет рекомбинации) в ионном кластере при его переносе от точечного источника к детектору с помощью специально создаваемого воздушного потока или электрического поля вероятность его регистрации убывает с увеличением этой дистанции, что особенно ощутимо проявляется при поиске источников с низкой активностью. В свою очередь, сокращение площади единичного замера приводит к значительному росту времени обследования. Кроме того, небольшая дистанция регистрации точечных источников альфа-излучения снижает вероятность их обнаружения на поверхностях сложного профиля (в щелях, небольших по площади, но глубоких впадинах и т.п.). Увеличение анодного напряжения детектора выше оптимального позволяет компенсировать уменьшение площади, контролируемой в одном измерительном цикле, но при этом снижается селективность устройства, т.е. становится возможной регистрация ионных сгустков, порождаемых источниками бета-излучения.The disadvantage of this device is the small surface area examined in one measurement cycle, for which reliable detection of point sources of alpha radiation can be carried out, since due to a decrease in the ionization density (due to recombination) in the ion cluster when it is transferred from a point source to a detector with using a specially created air flow or electric field, the probability of its registration decreases with increasing this distance, which is especially noticeable when searching for a source in low activity. In turn, the reduction in the area of a single measurement leads to a significant increase in examination time. In addition, the small detection distance of point sources of alpha radiation reduces the likelihood of their detection on surfaces of complex profile (in slots that are small in area but deep in depressions, etc.). An increase in the anode voltage of the detector above the optimum makes it possible to compensate for the decrease in the area monitored in one measurement cycle, but the selectivity of the device decreases, i.e. registration of ionic clumps generated by beta radiation sources becomes possible.
Техническим результатом заявляемого изобретения является существенное сокращение времени обследования территории или объектов, которые могут быть загрязнены альфа-радиоактивными нуклидами, и повышение надежности обнаружения альфа-радиоактивных загрязнений на поверхностях сложного профиля.The technical result of the claimed invention is a significant reduction in the time of inspection of the territory or objects that may be contaminated with alpha-radioactive nuclides, and increase the reliability of detection of alpha-radioactive contaminants on surfaces of complex profile.
Этот результат достигается тем, что устройство для дистанционного обнаружения источников альфа-излучения, содержащее измерительный открытый на воздух детектор аэроионов, сопряженный с блоком переноса аэроионов и подключенный к источнику рабочего напряжения и к измерительному счетчику импульсов соответственно, калибровочный альфа-источник, калибровочный детектор аэроионов, аналогичный измерительному детектору, выполненному газоразрядным, подключенный к источнику рабочего напряжения, и компаратор (цифровой), причем калибровочный детектор соединен с калибровочным счетчиком импульсов, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с шиной наперед заданного числа, дополнительно содержит двухпозиционный переключатель режима работы устройства и сумматор, причем управляющий вход двухпозиционного переключателя является входом выбора режима устройства, первый информационный вход соединен с шиной нулевого потенциала, а второй - с дополнительной шиной наперед заданного числа, первый вход сумматора подключен к выходу компаратора, второй - к выходу двухпозиционного переключателя режима работы, а выход сумматора подключен к управляющему входу источника рабочего напряжения.This result is achieved by the fact that the device for remote detection of alpha radiation sources, containing a measuring open-to-air aeroion detector, coupled to an aeroion transfer unit and connected to a working voltage source and a measuring pulse counter, respectively, a calibration alpha source, a calibration detector of aeroions, similar to a measuring detector made by gas discharge, connected to a source of operating voltage, and a comparator (digital), moreover, calibration the tector is connected to a calibration pulse counter, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the bus at a predetermined number, further comprises a on-off switch of the device operation mode and an adder, the control input of the on-off switch being the input of the device mode selection, the first information input is connected with a bus of zero potential, and the second with an additional bus in front of a given number, the first input of the adder is connected to the output of the comparator, W cluster - to the output of a two-position mode switch, and the adder output is connected to the control input of the operating voltage source.
Совокупность существенных признаков предложенного устройства: двухпозиционный переключатель режима работы устройства, сумматор, причем управляющий вход двухпозиционного переключателя является входом выбора режима устройства, первый информационный вход соединен с шиной нулевого потенциала, а второй - с дополнительной шиной наперед заданного числа, первый вход сумматора подключен к выходу компаратора, второй - к выходу двухпозиционного переключателя режима работы, а выход сумматора подключен к управляющему входу источника рабочего напряжения.The set of essential features of the proposed device: on-off switch of the operating mode of the device, the adder, and the control input of the on-off switch is the input of the selection of the device mode, the first information input is connected to the zero potential bus, and the second to the additional bus in advance of a given number, the first adder input is connected to the output comparator, the second to the output of the on / off switch of the operating mode, and the output of the adder is connected to the control input of the source of working harnesses.
Сущность изобретения заключается в значительном сокращении времени обследования больших территорий благодаря введению двух режимов работы устройства: «измерение» и «поиск», различающимся величиной задаваемого анодного напряжения в измерительном газоразрядном детекторе. В первом случае это напряжение устанавливается при проведении процедуры калибровки (описанной в прототипе) оптимальным для обеспечения надежного различения ионных сгустков, образующихся на следах частиц с различной ионизирующей способностью (альфа-частиц и электронов). Во втором - напряжение повышается для обеспечения регистрации сгустков с меньшей плотностью, благодаря чему удается регистрировать ионные кластеры от точечных источников, расположенных на значительно большем расстоянии, чем у прототипа (при этом становится возможной и регистрация ионных сгустков со следов электронов). Обследование заданной территории производится сначала в режиме «поиск», а после обнаружения источника радиоактивного излучения устройство переводится в режим «измерение» и производится достоверное определение типа обнаруженного источника излучения и, в случае если обнаружен источник альфа-излучения, находится место его размещения и оценивается активность.The essence of the invention is to significantly reduce the time of inspection of large areas due to the introduction of two modes of operation of the device: "measurement" and "search", which differs by the value of the specified anode voltage in the measuring gas-discharge detector. In the first case, this voltage is established during the calibration procedure (described in the prototype) optimal to ensure reliable discrimination of ionic clots formed on the traces of particles with different ionizing powers (alpha particles and electrons). In the second case, the voltage is increased to ensure registration of bunches with a lower density, due to which it is possible to register ionic clusters from point sources located at a much greater distance than the prototype (in this case, it becomes possible to register ionic bunches from electron traces). A survey of a given territory is carried out first in the “search” mode, and after detecting the source of radioactive radiation, the device is switched to the “measurement” mode and the type of detected radiation source is reliably determined and, if an alpha radiation source is detected, its location is located and activity is estimated .
На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для дистанционного обнаружения альфа-частиц.Figure 1 presents a block diagram of the proposed device for the remote detection of alpha particles.
Устройство для дистанционного обнаружения альфа-частиц содержит измерительный открытый на воздух детектор 1 аэроионов, сопряженный с блоком 2 переноса аэроионов от исследуемой поверхности к измерительному детектору 1, выход которого связан с измерительным счетчиком импульсов 3, калибровочный детектор 4, аналогичный измерительному, сопряженный с калибровочным альфа-источником 5 и соединенный с калибровочным счетчиком 6 импульсов, выход которого связан с первым входом компаратора 7, второй вход которого соединен с шиной 8 наперед заданного числа, соответствующего максимальному значению эффективности регистрации аэроионов от помещенного в калибровочную камеру калибровочного альфа-источника 5 для существующих на данный момент значений атмосферного давления, влажности и температуры, выход компаратора 7 подключен к первому входу сумматора 9, второй вход которого соединен с выходом двухпозиционного переключателя 10 режима работы устройства, причем управляющий вход двухпозиционного переключателя 10 является входом выбора режима работы устройства 11, его первый информационный вход соединен с шиной нулевого потенциала, второй информационный вход - с дополнительной шиной наперед заданного числа 12, а выход подключен к управляющему входу источника 13 рабочего напряжения, выход которого соединен с измерительным и калибровочным детекторами соответственно 1 и 4. Исследуемая поверхность, содержащая источники альфа-излучения, обозначена позицией 14.A device for the remote detection of alpha particles contains a measuring open-to-air detector of aero ions 1, coupled to a block 2 for transporting aero ions from the test surface to a measuring detector 1, the output of which is connected to a measuring pulse counter 3, a calibration detector 4, similar to a measuring one, paired with calibration alpha -source 5 and connected to the calibration counter 6 pulses, the output of which is connected to the first input of the comparator 7, the second input of which is connected to the bus 8 in advance the number corresponding to the maximum value of the registration efficiency of aero ions from the calibration alpha source 5 placed in the calibration chamber for the currently existing values of atmospheric pressure, humidity and temperature, the output of the comparator 7 is connected to the first input of the adder 9, the second input of which is connected to the output of the on-off switch 10 the operating mode of the device, and the control input of the on-off switch 10 is the input of the selection of the operating mode of the device 11, its first information the first input is connected to the zero potential bus, the second information input is to the additional bus at a predetermined number 12, and the output is connected to the control input of the operating voltage source 13, the output of which is connected to the measuring and calibration detectors 1 and 4, respectively. The investigated surface containing alpha sources -radiation, indicated by 14.
Измерительный детектор 1 и калибровочный детектор 4 могут быть выполнены в виде плоскопараллельного счетчика (регистратора) заряженных частиц с проволочным анодом, снабженным охранными электродами аналогично описанному в [8]. Рабочее значение потенциала на аноде зависит от геометрических размеров газоразрядного детектора, а также от температуры, давления и влажности окружающей среды и в результате калибровки устанавливается в пределах 2800÷3100 В. Газоразрядная регистрация аэроионов осуществляется за счет образования свободных электронов в процессах соударения отрицательных ионов кислорода с молекулами О2 и N2 в области электрического поля напряженностью 100 В/(см ·Торр).The measuring detector 1 and calibration detector 4 can be made in the form of a plane-parallel counter (registrar) of charged particles with a wire anode equipped with guard electrodes similar to that described in [8]. The working value of the potential at the anode depends on the geometrical dimensions of the gas-discharge detector, as well as on the temperature, pressure and humidity of the environment, and as a result of calibration is set within 2800–3100 V. Gas-discharge registration of aero ions is carried out due to the formation of free electrons in the processes of collision of negative oxygen ions with molecules of O 2 and N 2 in the region of an electric field with a strength of 100 V / (cm · Torr).
В предлагаемом устройстве использованы стандартные элементы современной техники.The proposed device uses standard elements of modern technology.
Устройство работает следующим образом. После включения питания устройства выполняется операция калибровки рабочего напряжения детектора 1 аэроионов. При этом двухпозиционный переключатель 10 режима работы устройства устанавливается в положение «измерение», следовательно, на соответствующий вход сумматора 9 поступает код «О» и выходной код сумматора полностью определяется числом, поступающим с выхода коммутатора 7, т.е. скоростью счета зарегистрированных импульсов аэроионов, возникших на следах частиц от калибровочного альфа-источника 5. Регистрация детектором 4 импульсов аэроионов начинается после того, как напряжение на выходе источника 13 достигнет нижней границы рабочего диапазона напряжений. Зарегистрированные импульсы с выхода калибровочного детектора 4 через калибровочный счетчик 6 поступают на первый вход компаратора 7, в котором производится сравнение скорости счета импульсов с выхода калибровочного детектора 4 с заранее заданной величиной скорости счета на шине 8 наперед заданного числа (на соответствующем входе компаратора 7), определяемой в процессе первоначальной настройки заявляемого устройства и соответствующей оптимуму рабочего напряжения. Компаратор 7 вырабатывает сигнал на проведение коррекции рабочего напряжения, поступающий на один вход сумматора, на другой вход которого подается, как это указано выше, код «0». Поэтому код, выработанный компаратором, передается на управляющий вход источника 13 рабочего напряжения, подаваемого на измерительный и калибровочный детекторы 1 и 4 соответственно. Коррекция напряжения осуществляется пошагово с точностью ±3 В. При достижении заданного значения скорости счета с выхода детектора 4 коррекция прекращается. Таким способом устанавливается оптимальное рабочее напряжение на измерительном детекторе 1 и операция калибровки завершается.The device operates as follows. After turning on the power of the device, the operation of calibrating the operating voltage of the detector 1 of the aero ions is performed. In this case, the on / off switch 10 of the device operation mode is set to the “measurement” position, therefore, the code “O” is received at the corresponding input of the adder 9 and the output code of the adder is completely determined by the number received from the output of the switch 7, i.e. the count rate of the recorded pulses of aero ions that have arisen on the particle tracks from the calibration alpha source 5. Registration by the detector 4 of the pulses of aero ions begins after the voltage at the output of the source 13 reaches the lower limit of the operating voltage range. The registered pulses from the output of the calibration detector 4 through the calibration counter 6 are fed to the first input of the comparator 7, in which the pulse counting speed from the output of the calibration detector 4 is compared with a predetermined count rate on the bus 8 in front of a predetermined number (at the corresponding input of the comparator 7), determined during the initial setup of the inventive device and corresponding to the optimum operating voltage. The comparator 7 generates a signal for the correction of the operating voltage supplied to one input of the adder, the other input of which is supplied, as indicated above, the code "0". Therefore, the code generated by the comparator is transmitted to the control input of the source 13 of the operating voltage supplied to the measuring and calibration detectors 1 and 4, respectively. The voltage correction is carried out step by step with an accuracy of ± 3 V. Upon reaching the specified value of the counting speed from the output of the detector 4, the correction stops. In this way, the optimal operating voltage at the measuring detector 1 is established and the calibration operation is completed.
В режиме «измерение» аэроионы, возникшие на следах альфа-частиц вблизи исследуемой поверхности 14, доставляются в рабочий объем измерительного детектора 1 с помощью блока 2 переноса аэроионов. Перенос осуществляется с помощью воздушного потока и электрического поля. Импульсы от зарегистрированных аэроионов с выхода измерительного детектора 1 поступают на вход измерительного счетчика 3, выход которого является информационным выходом устройства.In the "measurement" mode, the air ions that have arisen on the traces of alpha particles near the surface 14 are delivered to the working volume of the measuring detector 1 using the block 2 transfer of air ions. The transfer is carried out using air flow and electric field. The pulses from the registered air ions from the output of the measuring detector 1 are fed to the input of the measuring counter 3, the output of which is the information output of the device.
Для перевода устройства в режим «поиск» двухпозиционный переключатель 10 режима работы устройства переводится в положение «поиск» путем подачи соответствующего управляющего сигнала. При этом на соответствующий вход сумматора 9 поступает числовой код с дополнительной шины 12 наперед заданного числа, обеспечивающий увеличение рабочего напряжения на выходе источника 13, а, следовательно, и на аноде измерительного детектора на несколько шагов (6~12 В), что обеспечивает повышение чувствительности измерительного детектора 1. Это позволяет регистрировать с его помощью ионные сгустки со значительно меньшей плотностью ионизации, т.е. обнаруживать источники альфа-излучения, расположенные на значительно большем расстоянии от детектора 1, чем в режиме «измерение» (снижение плотности ионизации происходит при «транспортировке» ионного кластера от источника до детектора за счет рекомбинации). В свою очередь, увеличение дистанции регистрации позволяет существенно (в несколько раз) увеличить площадь поверхности, обследуемой в одном цикле измерений, и, следовательно, значительно сократить время обследования какого-либо объекта или территории. Однако при таком повышении рабочего напряжения появляется вероятность регистрации ионных сгустков, образовавшихся в воздухе не только на следах альфа-, но и бета-частиц, т.е. снижается селективность устройства. Для преодоления этих негативных последствий обследование достаточно больших поверхностей (территорий) должно производиться в следующим образом: сначала выполняется операция калибровки устройства для дистанционного обнаружения источников альфа-излучения в полном соответствии с описанной выше процедурой калибровки, затем устройство переводится в режим «поиск» путем подачи соответствующего управляющего сигнала, и производится обследование заданной территории. В случае регистрации источника излучения устройство переводится в режим «измерение» и производится достоверное определение вида обнаруженного источника излучения (в этом режиме не регистрируются ионные кластеры, порождаемые электронами или гамма-излучением) и, в случае если обнаружен источник альфа-излучения, производится локализация его размещения и приближенное определение его активности.To put the device in the "search" mode, the on-off switch 10 of the device operation mode is put into the "search" position by applying the corresponding control signal. At the same time, the corresponding input of the adder 9 receives a numerical code from the additional bus 12 in advance of a predetermined number, which ensures an increase in the operating voltage at the output of the source 13, and, consequently, at the anode of the measuring detector by several steps (6 ~ 12 V) measuring detector 1. This makes it possible to detect ionic bunches with a significantly lower ionization density, i.e. detect alpha radiation sources located at a much greater distance from detector 1 than in the “measurement” mode (ionization density decreases when the ion cluster is “transported” from the source to the detector due to recombination). In turn, increasing the registration distance allows you to significantly (several times) increase the surface area examined in one measurement cycle, and, consequently, significantly reduce the time of examination of any object or territory. However, with such an increase in the operating voltage, it becomes possible to detect ionic clots formed in the air not only on traces of alpha, but also beta particles, i.e. the selectivity of the device is reduced. To overcome these negative consequences, the examination of sufficiently large surfaces (territories) should be carried out as follows: first, the calibration operation of the device for remote detection of alpha radiation sources is performed in full accordance with the calibration procedure described above, then the device is put into “search” mode by submitting the appropriate control signal, and a survey of a given area. In the case of registering a radiation source, the device is switched to the “measurement” mode and the type of detected radiation source is reliably determined (in this mode, ion clusters generated by electrons or gamma radiation are not recorded) and, if an alpha radiation source is detected, it is localized placement and approximate determination of its activity.
Заявляемое устройство обеспечивает по сравнению с прототипом существенное сокращение времени обследования территории или объектов благодаря тому, что при обследовании заданной территории используется два режима работы: сначала устройство работает в режиме «поиск», в котором исследуемая в одном цикле площадь многократно превышает площадь, доступную для обследования в режиме «измерение», а затем, в случае определения источника радиоактивного излучения, устройство переводится в режим «измерение» и производится достоверное определение типа обнаруженного источника излучения, и если обнаружен источник альфа-излучения, находится место его размещения и оценивается активность. Таким образом, суммарное время обследования больших территорий и поверхностей со сложным профилем существенно сокращается. Кроме того, уменьшается и вероятность «пропуска» загрязнения, расположенного в щелях, небольших по площади, но глубоких впадинах и т.п., следовательно, обеспечивается повышение надежности обнаружения альфа-радиоактивных загрязнений на поверхностях сложного профиля.The inventive device provides, compared with the prototype, a significant reduction in the time of inspection of the territory or objects due to the fact that when examining a given territory, two operating modes are used: first, the device operates in the "search" mode, in which the area studied in one cycle is many times larger than the area available for examination in the "measurement" mode, and then, in the case of determining the source of radioactive radiation, the device is transferred to the "measurement" mode and reliable determination is made e type of the detected radiation source, and if an alpha radiation source is detected, its location is located and activity is estimated. Thus, the total inspection time of large areas and surfaces with a complex profile is significantly reduced. In addition, the likelihood of “missing” contamination located in slots that are small in area but deep in depressions, etc., is also reduced, therefore, the reliability of detection of alpha-radioactive contamination on surfaces of complex profiles is improved.
Источники информацииInformation sources
1. США, пат. №5184019 от 2.02.1993 г., 250/380, H01J 47/02.1. USA, US Pat. No. 5184019 dated 2.02.1993, 250/380, H01J 47/02.
2. США, пат. №5194737 от 16.03.1993 г., 250/382, G01T 1/18.2. USA, US Pat. No. 5194737 dated March 16, 1993, 250/382, G01T 1/18.
3. США, пат. №5187370 от 16.02.1993 г., 250/379, G01T 1/185.3. USA, US Pat. No. 5187370 dated February 16, 1993, 250/379, G01T 1/185.
4. США, пат. №5281824 от 25.01.1994 г., 250/380, H01J 47/02.4. USA, US Pat. No. 5281824 dated January 25, 1994, 250/380, H01J 47/02.
5. США, пат. №5525804 от 16.06.1996 г., 250/380, G01T 1/02.5. USA, US Pat. No. 5525804 dated June 16, 1996, 250/380, G01T 1/02.
6. США, пат. №5877502 от 02.03.1999 г., 250/382, G01T 1/185.6. USA, US Pat. No. 5877502 dated 03/02/1999, 250/382, G01T 1/185.
7. США, патент №6455859 от 02.04.2002, 250/374, G01T 001/18.7. United States Patent No. 6455859 dated 04/02/2002, 250/374, G01T 001/18.
8. Патент РФ №2158009 от 20.10.2000 г., кл. G01T 1/167.8. RF patent №2158009 from 10.20.2000, class. G01T 1/167.
9. В.П. Мирошниченко, Б.У. Родионов, В.Ю. Чепель. Аэроионная регистрация ионизирующих частиц. // Письма в ЖТФ. - 1989. - Т.15. - Вып.12. - С.53-54.9. V.P. Miroshnichenko, B.U. Rodionov, V.Yu. Crap. Aeroionic registration of ionizing particles. // Letters to the ZhTF. - 1989.- T.15. - Issue 12. - S.53-54.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130631/28A RU2503034C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130631/28A RU2503034C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2503034C1 true RU2503034C1 (en) | 2013-12-27 |
Family
ID=49817806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012130631/28A RU2503034C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2503034C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108051841A (en) * | 2017-11-27 | 2018-05-18 | 中核控制系统工程有限公司 | A kind of two-way Low background α, β measuring instrument |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1562870A1 (en) * | 1988-06-07 | 1990-05-07 | Предприятие П/Я А-1758 | Scintillation positional-sensitive detector |
| RU95102890A (en) * | 1995-02-28 | 1996-12-27 | А.В. Шальнов | Device for remote detection of alpha radiators |
| RU2158009C1 (en) * | 1999-12-30 | 2000-10-20 | Мирошниченко Владимир Петрович | Device for remote detection of alpha-radiation sources |
| US7745799B2 (en) * | 2000-10-19 | 2010-06-29 | Arthur Ernest Smith | Detector for aiborne alpha partice radiation |
-
2012
- 2012-07-17 RU RU2012130631/28A patent/RU2503034C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1562870A1 (en) * | 1988-06-07 | 1990-05-07 | Предприятие П/Я А-1758 | Scintillation positional-sensitive detector |
| RU95102890A (en) * | 1995-02-28 | 1996-12-27 | А.В. Шальнов | Device for remote detection of alpha radiators |
| RU2158009C1 (en) * | 1999-12-30 | 2000-10-20 | Мирошниченко Владимир Петрович | Device for remote detection of alpha-radiation sources |
| US7745799B2 (en) * | 2000-10-19 | 2010-06-29 | Arthur Ernest Smith | Detector for aiborne alpha partice radiation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108051841A (en) * | 2017-11-27 | 2018-05-18 | 中核控制系统工程有限公司 | A kind of two-way Low background α, β measuring instrument |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cennini et al. | Performance of a three-ton liquid argon time projection chamber | |
| Andreev et al. | Measurement of Muon Capture on the Proton to 1% Precision<? format?> and Determination of the Pseudoscalar Coupling g P | |
| US8084748B2 (en) | Radioactive material detecting and identifying device and method | |
| CN103675886A (en) | Scintillation detector gain control | |
| CN105092690B (en) | Ionization absorption spectra detection device based on multi-channel electronic multiplier device | |
| CA2502799C (en) | Method and apparatus for detecting high-energy radiation using a pulse mode ion chamber | |
| US9341596B1 (en) | Annular gas ionization delta E-E detector | |
| Zampa et al. | Room-temperature spectroscopic performance of a very-large area silicon drift detector | |
| Biswas et al. | Fission fragment velocity distribution measurement using time of flight technique | |
| Yamashita et al. | Size and isotopic ratio measurements of individual nanoparticles by a continuous ion-monitoring method using Faraday detectors equipped on a multi-collector-ICP-mass spectrometer | |
| RU2503034C1 (en) | Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources | |
| KR20150093986A (en) | Apparatus and method for measuring concentration of radon gas | |
| CN112068182B (en) | Multi-wire proportional chamber-based 4 pi beta-gamma coincidence measurement device and measurement method | |
| KR20150093987A (en) | Ionization chamber for measuring concentration of radon gas and radon concentration measuring apparatus with it | |
| CN117270012A (en) | Nuclide activity measuring method, system, device, equipment and medium | |
| RU2158009C1 (en) | Device for remote detection of alpha-radiation sources | |
| RU2598695C2 (en) | Device for remote detection of alpha-radiation sources | |
| Müller et al. | A simple Bragg detector design for AMS and IBA applications | |
| Bennett et al. | Development of a novel segmented anode Frisch-grid ionisation chamber for fission measurements | |
| RU2479856C2 (en) | Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources | |
| CN108008435A (en) | The dose monitoring system and observation circuit of medical accelerator | |
| KR20230094727A (en) | Apparatus for radiation measurement and operation method thereof | |
| JP3542936B2 (en) | Radiation measurement device | |
| US20210092823A1 (en) | X-ray tube and x-ray generation device | |
| RU2461024C1 (en) | Apparatus for remote detection of alpha-radiation sources |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190718 |