RU2749328C1 - Ionizing radiation meter - Google Patents

Ionizing radiation meter Download PDF

Info

Publication number
RU2749328C1
RU2749328C1 RU2020138556A RU2020138556A RU2749328C1 RU 2749328 C1 RU2749328 C1 RU 2749328C1 RU 2020138556 A RU2020138556 A RU 2020138556A RU 2020138556 A RU2020138556 A RU 2020138556A RU 2749328 C1 RU2749328 C1 RU 2749328C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
ionizing radiation
meter
electric field
cathode
Prior art date
Application number
RU2020138556A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Королев
Денис Викторович Пьянзин
Александр Николаевич Чалдышкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»
Priority to RU2020138556A priority Critical patent/RU2749328C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2749328C1 publication Critical patent/RU2749328C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
    • H01J47/06—Proportional counter tubes

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to ionizing radiation detectors, and more specifically to gas-discharge meters. The ionizing radiation meter consists of a cylindrical cathode and a cylindrical anode, which is the case of the meter with a radiusR. On the inner surface of the anode, a triangular thread or toothed profile is applied along the cross-section, while the triangular thread and toothed profile are made with a steppequal to 0.1-0.5 mm, and the cathodedKwith a diameter of 0.05-5.0 mm is located along the anode axis.EFFECT: technical result is the ability to increase the electric field in the meter volume due to the focusing of the electrostatic field to the center and, consequently, the electric field strength in the meter volume away from the anode.1 cl, 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к детекторам ионизирующих излучений, а более конкретно к газоразрядным счетчикам.The invention relates to detectors of ionizing radiation, and more specifically to gas-discharge counters.

Известны счетчики, в которых обычно применяется цилиндрическая геометрия: катод выполняется в виде цилиндра, по оси которого расположен анод – цилиндр диаметром от 0,02 до 0,1 мм, отделенный от катода изолятором. Между анодом и катодом прикладывается разность потенциалов, создающая электрическое поле внутри газового наполнения счетчика Разрешающее время в схемах совпадений или время неопределенности при спектрометрии нейтронов зависят от времени запаздывания электрического импульса Т, которое практически совпадает с временем дрейфа электронов от катода к аноду счетчика (В.А. Григорьев. Газоразрядные детекторы элементарных частиц. – М.: НИЯУ МИФИ, 2012, с. 35-36).Counters are known in which cylindrical geometry is usually used: the cathode is made in the form of a cylinder, along the axis of which the anode is located - a cylinder with a diameter of 0.02 to 0.1 mm, separated from the cathode by an insulator. A potential difference is applied between the anode and the cathode, creating an electric field inside the gas filling of the counter.The resolving time in coincidence schemes or the uncertainty time in neutron spectrometry depends on the electrical pulse delay time T, which practically coincides with the time of electron drift from the cathode to the counter anode (V.A. Grigoriev Gas-discharge detectors of elementary particles - M .: NRNU MEPhI, 2012, pp. 35-36).

Недостатком существующего технического решения является необходимость увеличения напряженности электрического поля в объеме счетчика и, следовательно, для уменьшения Т значительного повышения электрического напряжения на аноде, например, при высоких давлениях газового наполнения или при больших диаметрах катода.The disadvantage of the existing technical solution is the need to increase the electric field strength in the volume of the meter and, consequently, to reduce T, a significant increase in the electric voltage at the anode, for example, at high pressures of gas filling or at large cathode diameters.

Известен счетчик ионизирующих излучений, в котором увеличение электрического поля в объеме счетчика достигается путем изменения конфигурации анода, который представляет собой цилиндр, диаметр dц которого составляет 1,0 – 2,0 мм, внешняя сторона цилиндра – анода выполнена с треугольной резьбой или с зубчатым треугольным профилем по сечению, при этом треугольная резьба и зубчатый треугольный профиль выполнены с шагом равным 0,2 – 0,5 мм. Анод может также быть выполнен в виде цилиндра диаметром dц с навитой на него проволокой, диаметром dп шаг навивки s ≥ dп, причем диаметр проволоки связан с диаметром цилиндра соотношением 2dп+dц ≤ 2,0 мм (RU 2674130 , МПК H01J 47/06 , G01T 1/205, опубл. 07.12.2018).A known counter of ionizing radiation, in which an increase in the electric field in the volume of the counter is achieved by changing the configuration of the anode, which is a cylinder, the diameter d c of which is 1.0 - 2.0 mm, the outer side of the cylinder - the anode is made with a triangular thread or with a toothed a triangular cross-sectional profile, while the triangular thread and the toothed triangular profile are made with a pitch of 0.2 - 0.5 mm. The anode can also be made in the form of a cylinder with a diameter d c with a wire wound on it, with a diameter d p winding pitch s ≥ d p , and the wire diameter is related to the cylinder diameter by the ratio 2d p + d c ≤ 2.0 mm (RU 2674130, IPC H01J 47/06, G01T 1/205, publ. 07.12.2018).

Недостатком известного решения является небольшое количество анодообразующих элементов и их расположение на малом диаметре анода, увеличение электрического поля, как показывает моделирование, еще недостаточно для значительного электрического поля в объеме счетчика.The disadvantage of the known solution is the small number of anode-forming elements and their location on the small diameter of the anode; the increase in the electric field, as shown by modeling, is still insufficient for a significant electric field in the volume of the meter.

Технический результат заключается в увеличении электрического поля и, следовательно, напряженности электрического поля в объеме счетчика вдали от анода. The technical result consists in increasing the electric field and, consequently, the electric field strength in the volume of the meter far from the anode.

Сущность изобретения заключается в том, что счетчик ионизирующих излучений состоит из цилиндрического катода и цилиндрического анода, являющеегося корпусом счетчика c радиусом R, на внутреннюю поверхность которого нанесена треугольная резьба или зубчатый профиль по сечению, при этом треугольная резьба и зубчатый профиль выполнены с шагом p, равным 0,2 - 0,5 мм, а катод d К диаметром 0,05 - 5,0 мм расположен по оси анода. The essence of the invention lies in the fact that the counter of ionizing radiation consists of a cylindrical cathode and a cylindrical anode, which is the body of the counter with a radius R , on the inner surface of which a triangular thread or a toothed profile is applied along the section, while the triangular thread and the toothed profile are made with a step p , equal to 0.2 - 0.5 mm, and the cathode d K with a diameter of 0.05 - 5.0 mm is located along the axis of the anode.

На фиг. 1 показано сечение катода и анода счетчика ионизирующих излучений с внутренней резьбой; на фиг. 2 показано сечение счетчика с анодом в виде зубчатого треугольного профиля по его сечению. В табл. 1 показаны результаты моделирования значения электрического поля внутри счетчиков как функции расстояния от анода к катоду.FIG. 1 shows a cross-section of the cathode and anode of an ionizing radiation counter with an internal thread; in fig. 2 shows a cross-section of a counter with an anode in the form of a toothed triangular profile along its cross-section. Table 1 shows the results of modeling the electric field value inside the counters as a function of the distance from the anode to the cathode.

Счетчик ионизирующих излучений (фиг. 1) состоит из цилиндрического катода и цилиндрического анода, являющеегося корпусом счетчика c радиусом R, на внутреннюю поверхность которого нанесена треугольная резьба или зубчатый профиль (фиг. 2) по сечению, при этом треугольная резьба и зубчатый профиль выполнены с шагом p равным 0,1 - 0,5 мм, а катод d К диаметром 0,05 - 5,0 мм расположен по оси анода. The counter of ionizing radiation (Fig. 1) consists of a cylindrical cathode and a cylindrical anode, which is the body of the counter with a radius R , on the inner surface of which a triangular thread or a toothed profile (Fig. 2) is applied along the section, while the triangular thread and the toothed profile are made with step p equal to 0.1 - 0.5 mm, and the cathode d K with a diameter of 0.05 - 5.0 mm is located along the axis of the anode.

Для сравнения было проведено моделирование значения электрического поля внутри счетчиков как функции расстояния от анода к катоду в прототипе и в заявляемом решении. Конфигурации зубчатых профилей на анодах и их шаг, как в прототипе, так и в заявляемом решении были одинаковыми. Диаметр корпуса катода в прототипе и диаметр корпуса анода заявляемого решения был равен 15 мм, диаметр анода прототипа и диаметр катода заявляемого решения составлял 2,0 мм. Напряжение на анодах составляло 300 В. Результаты моделирования приведены в табл. 1.For comparison, we simulated the value of the electric field inside the counters as a function of the distance from the anode to the cathode in the prototype and in the claimed solution. The configurations of the toothed profiles on the anodes and their pitch, both in the prototype and in the claimed solution, were the same. The diameter of the cathode body in the prototype and the diameter of the anode body of the proposed solution was 15 mm, the diameter of the prototype anode and the cathode diameter of the proposed solution was 2.0 mm. The voltage at the anodes was 300 V. The simulation results are shown in table. one.

Использование заявляемого счетчика ионизирующих излучений, как показало моделирование, позволяет значительно увеличить электрическое поле в объеме счетчика вследствие фокусировки электростатического поля к центру и, следовательно, напряженность электрического поля в объеме счетчика вдали от анода.The use of the inventive counter of ionizing radiation, as shown by modeling, can significantly increase the electric field in the volume of the counter due to the focusing of the electrostatic field to the center and, therefore, the electric field strength in the volume of the counter far from the anode.

Таблица 1Table 1

r, ммr, mm 1,01.0 2,02.0 3,03.0 4,04.0 5,05.0 6,06.0 7,07.0 Е
(прототип)E
(prototype) 0,550.55 0,50.5 0,370.37 0,290.29 0,250.25 0,230.23 0,220.22 Е
(заявленное решение)E
(stated solution) 0,560.56 0,250.25 0,400.40 0,520.52 0,710.71 1,41.4 1,81.8

Примечание: r – расстояние от анода к катоду, Е×105 В/м – напряженность электрического поля.Note: r is the distance from the anode to the cathode, E × 10 5 V / m is the electric field strength.

Claims (1)

Счетчик ионизирующих излучений, состоящий из цилиндрического катода и цилиндрического анода, отличающийся тем, что цилиндрический анод, являющийся корпусом счетчика, на внутреннюю поверхность которого нанесена треугольная резьба или зубчатый профиль по сечению, при этом треугольная резьба и зубчатый профиль выполнены с шагом p, равным 0,1-0,5 мм, а катод d К диаметром 0,05-5,0 мм расположен по оси анода.Counter of ionizing radiation, consisting of a cylindrical cathode and a cylindrical anode, characterized in that the cylindrical anode, which is the body of the counter, on the inner surface of which a triangular thread or a toothed profile is applied along the section, while the triangular thread and the toothed profile are made with a pitchpequal to 0.1-0.5 mm, and the cathoded TO with a diameter of 0.05-5.0 mm is located along the axis of the anode.
RU2020138556A 2020-11-25 2020-11-25 Ionizing radiation meter RU2749328C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138556A RU2749328C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Ionizing radiation meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138556A RU2749328C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Ionizing radiation meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749328C1 true RU2749328C1 (en) 2021-06-08

Family

ID=76301527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138556A RU2749328C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Ionizing radiation meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2749328C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2145096C1 (en) * 1998-06-08 2000-01-27 Корпорация "Диалог Интернэшнл Инк" Gas coordinate electroluminescent detector
RU2300783C1 (en) * 2005-12-14 2007-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Институт рентгеновской оптики" Ionizing radiation detecting unit
WO2008059966A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Proportional counter
WO2011135682A1 (en) * 2010-04-27 2011-11-03 株式会社リガク Gas-filled proportional counter
US20120119095A1 (en) * 2009-02-20 2012-05-17 Carlos Alberto Nabais Conde Multigrid high pressure gaseous proportional scintillation counter for detecting ionizing radiation
RU2674130C2 (en) * 2017-02-09 2018-12-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева" Counter of ionizing radiation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2145096C1 (en) * 1998-06-08 2000-01-27 Корпорация "Диалог Интернэшнл Инк" Gas coordinate electroluminescent detector
RU2300783C1 (en) * 2005-12-14 2007-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Институт рентгеновской оптики" Ionizing radiation detecting unit
WO2008059966A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Proportional counter
US20120119095A1 (en) * 2009-02-20 2012-05-17 Carlos Alberto Nabais Conde Multigrid high pressure gaseous proportional scintillation counter for detecting ionizing radiation
WO2011135682A1 (en) * 2010-04-27 2011-11-03 株式会社リガク Gas-filled proportional counter
RU2674130C2 (en) * 2017-02-09 2018-12-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева" Counter of ionizing radiation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7868289B2 (en) Mass spectrometer ion guide providing axial field, and method
US20150270115A1 (en) Time-of-flight mass spectrometer
US11049710B2 (en) Device and method for generating, storing and transmitting positive and negative ions
RU2749328C1 (en) Ionizing radiation meter
Backus The Beta-Ray Spectra of Cu 64 at Low Energies
Boggasch et al. High‐brightness pseudospark‐produced electron beam
Straus A new mass spectrograph and the isotopic constitution of nickel
RU2674130C2 (en) Counter of ionizing radiation
RU120512U1 (en) ELECTROSTATIC CHARGED PARTICLE ENERGY ANALYZER
Scott et al. Recombination in parallel plate free-air ionization chambers
US3341727A (en) Ionization gauge having a photocurrent suppressor electrode
DE1291026B (en) Ion source
US3646381A (en) Spherical halogen geiger tube
RU137653U1 (en) MASS SPECTROMETRIC ANALYZER OF GAS LEAK DETECTOR
Warner Accelerator research and development with the CERN 3 MeV Linac
Thoræus A Tri-Electrode Standard Air-Ionisation Chamber for Roentgen Ray Measurements in γ-Units
SU58953A1 (en) The method of logging
Lamar et al. Ion Beams in High Voltage Tubes Using Differential Pumping
Thoraeus Status of roentgen ray standards in Sweden, and a brief report on the first part of an intercomparison between national roentgen ray standards
RU167557U1 (en) MULTI-SECTION MONOPOLY MASS ANALYZER
RU141311U1 (en) PROPORTIONAL GAS DISCHARGE METER
Jones Ionization processes in the electrical breakdown of gases
Takekoshi et al. A large hybrid focal-plane detector to be used with a magnetic spectrograph for heavy-ion research
Lombardi et al. Detection and Imaging with Leak Microstructures. Instruments 2021, 5, 15
RU2592870C1 (en) Through partitioned insulator