SU366366A1

SU366366A1 - CALORIMETER

Info

Publication number: SU366366A1
Application number: SU1666693A
Authority: SU
Inventors: А. К. Дмитриев ндй С. Ю. Крылов
Priority date: 1971-06-04
Filing date: 1971-06-04
Publication date: 1973-01-16

Description

1one

Изобретение относитс к области тепловых измерений и может быть использовано дл измерени дозных полей при лабораторных исследовани х, в радиотерапии, при проведении радиационных процессов, дл калибровки вторичных дозиметрических систем и дл многих других целей.The invention relates to the field of thermal measurements and can be used to measure dose fields in laboratory studies, in radiotherapy, during radiation processes, to calibrate secondary dosimetry systems, and for many other purposes.

Известен калориметр дл измерени локально поглощаемой мощности дозы, содержащий поглотитель толщиной меньше глубины проникновени электронов, выполненный из смеси графита и полистирола, подвешенный на теплоизолирующих раст жках в вакуумированной оболочке, целью которой вл етс поддержание на границе поглотительоболочка электронного равновеси и создание условий адиабатного нагрева.A calorimeter for measuring locally absorbed dose rate, containing an absorber less than the electron penetration depth, made of a mixture of graphite and polystyrene, suspended on heat-insulating extensions in an evacuated shell, the purpose of which is to maintain an electronic equilibrium on the absorber boundary and create adiabatic heating conditions.

Недостатками этого калориметра вл ютс , во-;первых, трудности при измерени х скоростей изменени температуры абсорбера, при измерени х локально поглощаемой мощности дозы или необходимость измерени темлературы абсорбера и времени облучени (последнее затруднительно произвести с высокой точностью нри очень высоких значени х мощностей , а значит при малых временах) при измерени х локально поглощаемой дозы, вовторых . Кроме того, при проведении серии измерений различных по величине мощностей (например, при исследовании дозного пол ) The disadvantages of this calorimeter are, firstly, the difficulties in measuring the rates of change in the temperature of the absorber, in measuring the locally absorbed dose rate or the need to measure the temperature of the absorber and the irradiation time (the latter is difficult to produce with high accuracy at very high power values, and It means at small times) when measuring a locally absorbed dose, secondly. In addition, when conducting a series of measurements of various magnitudes of power (for example, in the study of the dose of the floor)

описанный калориметр требуетс охлаждать (развакуумнровать) перед каждым новым измерением , что снижает оперативность в работе .The calorimeter described is required to be cooled (developed) before each new measurement, which reduces operational efficiency.

Цель изобретени - возможность измерени локально поглощаемой мощности дозы .ионизирующего излучени в установившемс тепловом режиме.The purpose of the invention is the ability to measure locally absorbed dose rate of ionizing radiation in a steady-state thermal regime.

Дл этого используют калориметр, содержащий помещенный в вакуумированную оболочку поглотитель, выполненный в виде пластины с толщиной, меньшей глубины проникновени излучени , который, согласно изобретению , снабжен холодильником-термостатом и контактирующим с ним одним концом теплоотвод щим стержнем, другой конец которого соединен с поверхностью поглотител , противоположной приемной, и нагревател ми, установленными на различных глубинах от приемной поверхности поглотител .For this, a calorimeter is used, which contains an absorber placed in a vacuumized shell, made in the form of a plate with a thickness less than the depth of radiation penetration, which, according to the invention, is equipped with a thermostat cooler and a heat-contacting rod in contact with it, the other end of which is connected to the absorber surface opposite to the receiver and heaters installed at different depths from the receiving surface of the absorber.

На чертеже схематически изображен общий вид прибора.The drawing schematically shows a general view of the device.

Поглотитель 1 из графита имеет стержень 2 тоже из графита, идущий к холодильникутермостату 3. Поглотитель окружен графитовой оболочкой 4, котора поддерживает на границе поглотитель-оболочка электронное равновесие, а также создает услови квазиадиабатного нагрева поглотител . Оболочка соединена с холод-ильником теплопровод щимThe graphite absorber 1 has a rod 2 also of graphite, which goes to the refrigerator and thermostat 3. The absorber is surrounded by graphite sheath 4, which maintains electronic balance at the border of the absorber-shell, and also creates conditions for the quasiadiabatic heating of the absorber. The shell is connected to the cold conductor heat conductor

каналом 5. В поглотитель вмонтированы нагреватель и измерительна термопара. В оболочку на различных глубинах от поверхности, на которую падает излучение, вмонтированы нагреватели 6.channel 5. The heater and the measuring thermocouple are mounted in the absorber. Heaters 6 are mounted into the shell at different depths from the surface on which radiation is incident.

Проводники, идущие от нагревателей и от термопары, заделаны в теплопровод щий стержень и канал. Между оболочкой и холодильником-термостатом размещена защита 7, преп тствующа проникновению излучени в холодильник. Все узлы прибора помещены в вакуумированный объем 8 с входным окном 9 из фольги.The conductors coming from the heaters and from the thermocouple are embedded in a heat-conducting rod and channel. Between the shell and the refrigerator-thermostat is placed protection 7, which prevents the penetration of radiation into the refrigerator. All nodes of the device are placed in a vacuumized volume 8 with an inlet window 9 of foil.

Перед проведением измерений калориметр градуируетс при различных значени х мощностей , по джоулеву теплу, выдел ющемус в нагревател х; при этом в поглотитель ввод т градуировочную мощность (при известной массе поглотител мощность, отнесенна к массе, как известно, будет эквивалентна мощности поглощаемой дозы), а в оболочку- заранее рассчитанную мощность, соответствующую градуировочной и имитирующую разогрев оболочки ВО врем облучени . Если глубина проникновени излучени больше толщины оболочки, включают все нагреватели . При имитации слабопроникающего излучени (электронное, протонное и т. д.) мощность подвод т к тем нагревател м, которые расположены на соответствующих данной энергии излучени глубинах. В обоих случа х варьиру значени мощностей в нагревател х оболочки приблизительно повтор ют то распределение по глубине поглощаемой мощности , которое наблюдаетс дл изучени данного вида энергии. При каждом значении мощности в поглотителе и соответствующих ему значени х мощностей в оболочке измер ют ра1зницу температур между поглотителем и холодильником и стро т градуировочную .кривую.Before taking measurements, the calorimeter is calibrated at various power values, according to Joule heat, evolving in heaters; in this case, a calibration power is introduced into the absorber (with a known absorber mass, the power attributed to the mass is, as you know, equivalent to the absorbed dose power), and the pre-calculated power corresponding to the calibration and simulating heating of the membrane IN during irradiation is absorbed into the envelope. If the radiation penetration depth is greater than the shell thickness, all heaters are turned on. In imitation of weakly penetrating radiation (electron, proton, etc.), the power is supplied to heaters that are located at depths corresponding to a given radiation energy. In both cases, by varying the power values in the shell heaters, approximately the depth distribution of the absorbed power that is observed to study this type of energy is approximately repeated. At each power value in the absorber and the corresponding power values in the shell, the temperature difference between the absorber and the cooler is measured and a calibration curve is plotted.

Дл проникающего электромагнитного излучени и дл каждого вида и значени энергий корпускул рного .излучени получают зави .снмссть разности температур поглотительхолодильник от «поглощаемой в абсорбере мощности. Поскольку в принципе услови градуировки отличаютс от условий облучени (при градуировке мощность выдел етс только в пластине абсорбере, а при облучении часть энергии поглощаетс в больщей илиFor penetrating electromagnetic radiation and for each type and value of the energy of the corpuscular radiation, the dependences of the temperature difference between the refrigerator absorber and the power absorbed in the absorber are obtained. Since, in principle, the graduation conditions differ from the irradiation conditions (during graduation, the power is released only in the absorber plate, and during irradiation, some of the energy is absorbed in a large or

меньщей части теплоотвод щего стержн ) при построении градуировочной кривой необходимо внести рассчитанную поправку на массу. Эта поправка тем больще, чем в больщей длине стержн происходит поглощение энергии , и тем меньше, чем меньще сечение стержн . Если, к примеру, облучаема масса стержн составл ет 20% от массы поглотител и точность расчета этой массы стержн составл ет 10% (что осуществить нетрудно, еслиwhen constructing a calibration curve, it is necessary to make a calculated mass correction. This amendment is the greater, the more energy is absorbed in the greater length of the rod, and the smaller the smaller the section of the rod. If, for example, the irradiated mass of the rod is 20% of the mass of the absorber and the accuracy of calculating this mass of the rod is 10% (which is not difficult if

известны вид и энерги излучени ), то погрещность , вносима в градуировочную кривую , составит, очевидно, 2%. Во всех случа х длину теплоотвод щего стержн , его сечение и материал выбирают в соответствии с энергией и мощностью излучени .the type and energy of radiation is known), then the error introduced into the calibration curve will obviously be 2%. In all cases, the length of the heat sink rod, its cross section and material are chosen in accordance with the energy and power of the radiation.

Предмет изобретени Subject invention

Калориметр, содержащий помещенный в ва1суумированную оболочку поглотитель, выполненный в виде пластины с толщиной, меньщей глубины проникновени излучени , отличающийс тем, что, с целью измерени локально поглощаемой мощности дозы ионизирующего излучени в установившемс тепловом режиме, он снабжен холодильникомтермостатом и контактирующим с ним одним концом Т6ПЛООТВОДЯЩИМ стержнем, другой конец которого соединен с поверхностью поглотител , противоположной приемной, и нагревател ми , установленными на различных глубинах от приемной поверхности поглотител .A calorimeter containing an absorber placed in a vacuumed envelope made in the form of a plate with a thickness smaller than the penetration depth of radiation, characterized in that, in order to measure the locally absorbed power of the dose of ionizing radiation in a steady thermal mode, it is equipped with a refrigerator and a thermostat in contact with it with one end of the T6PTTT. rod, the other end of which is connected to the surface of the absorber, opposite the receiving, and heaters installed at different depths from hydrochloric absorber surface.

г g

I /I /