Изобретение отнюситс к теплофизиче КИМ измерени м, в частности к калориметрическим измерени м плотности пото ка ионизирующего излучени , и может найти применение дл абсолютных доз метрических измерений в радиационной фвзике и химии дл калориметрии реакто . кого излучени , контрол эффективности средств защиты и т.д. Известны разнообразные калориметри . ческие устройства дл измерени тепловых эффектов, сопровождающих различные физико-химические процессы, в там числе и тепловых эффектов при поглощении ионизирующего излучени , характеризующиес большой инерционностью и громозд костью, обусловленной, главным образом требованием тщательной защиты от воз- действи изменени параметров окружающей среды. Известен теплопровод щий калориметр содержащий смонтированные внутри тепло провод щего блока две идентичные измерительные чейки, представл ющие собой снабженные теплсыетрическими оболочка- ми две цилиндрические камеры. Теплометрическими оболочками служат равномерно распределенные по внешней поверх ности камер батареи из большого числа последовательно соединенных металличео ких или полупроводниковых дифференциальных термопар, холодные и гор чие спаи которых соответственно наход тс в тепловом контакте с поверхност ми камер и теплопровод щехх) блока 1. Дл уменьшени и частичной компе1. сации проникающих к чейкам тепловых возмущений, вызванных взменестем п& раметров окружающей среды, термобата- ( чеек включены встречно, а теппо-. провод щий блок калориметра снабжен системой тёрмостабилизапни. С внешней стороны блок калориметра обычно покрыт слоем теплоизол ции. В силу указанных конструктивных особенкютей калориметр отличаетс сложностью изготовлени , громоздкостью и большой тер У1Ической нерцией. В калориметрии вонизнруюшвх излучений такие устройства примен ют, главным образом, дл измерени энерго выделени различных радиоактивных во. точников. Дл дозиметрии ионизирующих пучков они мало пригюдны из-за больших габаритов и экранирующего эффекта тепло провошщего блока. Извесгны статические калориметры, принцип действи которых основан на измерении в установившемс тепловом режиме температурного перепада между поглощающим ионизирующее излучение образцом и окружающей средой. Обычш) температурный перепад измер ют с помощью одной или нескольких диффере циальных термопар, а дл повышени чувствительности образец покрывают про- пус1Рсающим излучение слоем теплоизол ции С ЗОднако чувствительность таких калориметров остаетс низкой в вх используют лишь дл измерени больших тепловых эффектов например, прв ввутрвреакг торных измерени х влв калорвметрвв . радиоактивных -источников. Существенным недостатком таких калориметров вл етс низка точность измерени , обусловленна искажени ми за,счет неиэотермичвоств в флюктуации температуры окружающей среды . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению вл етс микрокалоримегр дл -вз-. мерени потока ионизирующего излучени , содержащий поглощающий излучение образец и наход щийс с ним в тепловом контакте темопреобразователь. Основы конструкции калориметра составл ют две коаксиально распоокжсенные то&костенные алюминиевые трубки с зазором между ними около 1 мм. Посреди зазора дл уменьшени конвекции помещена оболочка из полистиролового пенопласта. Поглощающий ионизирующее излучение образец находитс в средней части внутреннего цилиндра. С торцов калориметр тщательно изолирован пробкамв . Установи иа с прв тепловом равво весик разность температур между внутренним и наружным цилиндрами, котора служит мерой, рассеиваемой тепловой мощности, измер етс с помощью дифференциальной медьковстанта новой термопары. Дл градуировки калориметр снабжен электрическим нагревателем, заделанным на посерхности цвлвидра. Калориметр исцольз жалс дл внутрвреакторных измерений потоков большой плотйости з 3 I Недостатками данного калориметра л ютс его низка чувстввтельвость в валвчве искажений за счет флюктуации температуры стенки исследуемого объекта. Кроме того, значительные цогрещ1юств возникают вследствие веошу{метрвчного распределени температуры внутри ка вала , в котором размещен калорвметр, а таюке вследствве веравномерного распр делевв термических сопротивланвй по его поверх HocTBi Все это сшокает о5 . наружитепьную спосюбносгь калориметра,; вследствие чего он не мсжет быть иопопьзбвав дл измерени потоков ионизкрующего излучени малой плотности. Цель изобретеви - повышение. точвос ти измерени и устранение искажений, вносимых показани калориметра не зотёрыичвостыб и колебани ми темпер туры внутри канала. ПоставленЕй цель достигаетс тем, что в микрокалориметре дл измерени потока йонширующего излучени , содержащем , поглощающий излучение образец и наход ощйс с ним в тепловом контакте термопреобразователь, последний выполнен в виде датчика тешювогю потока , прёдставл ющетч} собой обладающую анизотропией термо-ЭДС стенку, котора разделена системой параллельных разрезов на четное число последовательно соединенных секций, причем с обеих сторон стенки в чередующемс пор дке на каждой секции расположены поглоо&н ющие излучение образцы, теплоемкость которых равна теплоемкости секций теЕмо преобразовател . По сравнению с-прототипом, благодар j предложенной конструкции термодатчика в расположению поглощающих излучение ; образцов, взаимно компенсируютс искаЖжени от неиэотермичности и флюктуации температуры внутри канала. Термообразователь калориметра представл ет собой термоэлектрически анизотропнуто пластв ну Нз секций, кажда из которых экви вапе{1гна батарее большого числа после1 довательно соединенных термоэлементов, которых суммируютс . При этом в отличие от прототипа, где измер етс разность температур между цилиндрами, в предлагаемой конструкции каж)риметра н посредственно определ етс тепловой пото достоверно отображающий плотность тонтоирующего излучени . Все это способ ствует повышению точности измерени и улучшению обн ружительной способности калориметра. На чертеже показана конструкцш npej лагаемого калориметра. Калориметр состоит из термопреобразо вател , представл ющего собой термоэлектрически анизотропную стенку, со держащую систему параллельных разрезов 1, образующих последовательно соединен ные секции 2 с токосъемными выводами 3. С обеих сторон стенки в чередующемс пор дке Ни каждой секции расположены пргжхцйюшие излучение образцы 4. iO Предлагаемыймикрокалориметр работает следующим образом. Размещенный в канале исследуемого объекта, калориметр подвергаетс воз- действию потока ионизирующего взлучени . Последний поглощаетс рас юложенными на секюшх 2 преобразовател образцами 4, вызыва их вагрев. Рассеиваемые при атом образцами тешювые потоки вызывают соответствуюоше град енты температуры в каждой секции. тер« мообразовател . В св зи с тем, что образцы расположены в чередующемс пор дке на каждой секции, градиенты температуры в смежных секци х направлены в противоположные стороны псшерек стежки преобразовател . Под воздействием градиента температурвы вследствие анизо тропии термоэлектрических свойств стевки вдоль каждой секции преобразовател генерируетс поперечна от здсительво направлени градиента температуры ЭДС. При этом механизм работы такоготе{ыо датчика подобен действию термопреобразовател из большого числа послёдовательно соединенных дифференциальных TepMonapi Поскольку градиенты температуры в соседних секци х взаимно противопопожны , электрические сигналы секций термсь преобразовател складываютс . Таким обм| разом, снимаемый с токосьемных выводов 3 результирующий сигнал пропоршювалег: мощности тепловыделени и служит мерой плотности потока ионизирующего взлучани . ., П(Яу1имо полезЕогчэ сигнала, возникаю . щегО за счет тепловыделени в поглоаш ющих излучение образцах, термопреобрг зователь воспринимает также уеплшой поток, обусловленный невзотермичвостью и не Я1мметричным распределением тем пературы в конструктивных элементах исследуемого объекта, что влечет за собой по вление доподнительвой составл ю щей градиента температуры в каждой секции термообшзовател . Однако бпагодар тому, что |гермообраэоватеть выполвен в виде термоэлектрически аввзотрох ной пластины с указа нюй выше системой разрезов, электрические сигналы в ос седних секци х, вызванные дсшолввтепьвой составл ющей градиевга теамшературы; ксыпенсируютс . Таким образом, всасажеВИЯ , вносимые в щ сазаниа детектора во изотермичностью и флкжтуацв кга тшш ратуры внутри канала, устран ютс .- Авалогичным о6раз к(певсщ ук гс фовс вые возмущени обусловлевшлл. собстве 10 вым тепловыдепенвем в стенке термопреобрваоватеп . Тем самым повышаетс точность измереда и обнаружитепьва способность микрркалориметра. Дл проверки работоспособности и метрологических возможностей предпага-ч емого микрокалориметра изготавлтгвают его опытный образец.. В качестве термо|Преобразовател калориметра служит плао . тинка размером 12 8-1 мм, выреза иа из монокристалла а нтимонида кадми под углом 45 ° к главной кристаллографической оси Пластинка разрезана на 10 секций, как показано на чертеже. По всей поверхности одной из сторон каждой ceKJ таш в чередующемс пор5шке наклеены поглощающие излучение свинцовые образ« щ толщиной 0,8 мм. С помощью калиброванных нагревателей провод т градусровку калориметра и определ ют его чувствителыюсть , составившую 0,11 В/Вт. Кроме того, была проверена способность калориметра компенсировать транзитные тепловые потсжи. С этой целью во врем , ;11)адуировки калориметра одна сторона термопреобразовател периодически |щаетс лучистым потоком, мощность которого выбираетс равной тепловому потоку , задаваемсыу при калибровке. Вознккакшие при атом искажени показаний ка- ло|«метра составл ют менее 5% полезшэго сигнала. По сравнению с существующими калориметрами дл измерени потоков ионизирующего излучени предлсженное техническое решение обеспечивает повышевие техвико-ековомической эффективности. в ( зи с тем, что термопреобразователь данного микрокалориметра работает анало67 батарее из большого числа последом вательно включенных термопар, а его сиг вал не зависит от толщины термоэлектрически анизотропной стенки и определ етс ; только эффективной длиной секпии, чувствительность такого микрокалориметра ва два пор дка превышает чувствителы- г.ность прототипа. При этом термопреобразсшатель может быть выполнен тошюсте вым , а следовательно, и малоинерпиоввым , поскольку генерируемый преобразователем сигнал не зависит от его толшины , а определ етс градиентом тек пературы по толщине стенки. Благодар , что в предлагаемой KOHCTpyKiJonr калориметра компенсируютс искажени , В1юсимые в етч) «показан фоновым поглощениен неизотермичностью и флюктуаци - ми температуры канала объекта, более, чем на пор док .-увеличиваетс отюшение полезного сигнала к сигналу шума, что улучшает обнаружительную способность калориметра. Предлагаемый микрокалориметр выгодно отличаетс от наиболее распространеншлх устройств аналогичного назначени простотой конструкции и высокой точностью измерени . Калориметр может быть легко выполнен миниатк5рш 1х. размеров, блахчэдар чему имеетс возможвость его размещени в трудно до- ступных дл исследовани участках обт екта. KpcMvie тогх, стенка термопреобразовател может быть таготовлева кз термостойкой искусстве нно нвзотропной композиции , что дает возможнс1сть осуществл ть измерени потоков ионизирующего излучени в зоне высоких температур.
t t f 2 2 2