CC BY
25
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 87 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1957 г.
ДОЗИМЕТР С НАПЕРСТКОВОЙ ИОНИЗАЦИОННОЙ КАМЕРОЙ ДЛЯ СВЕРХЖЕСТКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ БЕТАТРОНОВ И СИНХРОТРОНОВ
В. А. МОСКАЛЕВ (Представлено научным семинаром физико-технического факультета)
При работе с генераторами сверхжесткого тормозного излучения бетатронами и синхротронами, предназначенными для клинического применения, а также для промышленной дефектоскопии, приходится производить большое количество дозиметрических работ по проверке защитных приспособлений, определению распределения изодоз в ткани организма прк помощи фантомов, определению распределения излучения в пространстве вокруг излучателя, контролю необходимого дозирования излучения и т. д. Для этих целей широко применяются ионизационные камеры, работающие с электронными усилителями постоянного тока различных систем и конструкций. Выпускаемые стандартные приборы типа УСДД6, УП, „Мак", „Кактус" и др. рассчитаны на применение ионизационных камер с относительно большим рабочим объемом (порядка литров). Поэтому указанные приборы применимы лишь в измерениях, где не требуется определение значения дозы излучения в данной точке, например, в качестве контрольных приборов при работе с излучением, для оценки среднего значения дозы излучения, генерируемого установкой и т. и. Конструкция приборов не позволяет замену большой ионизационной камеры на так называемую „наперстковую* по техническим причинам. Кроме того, наличие большого объема газа в выносном блоке этих приборов делает невозможным применение наперстковой камеры принципиально, вследствие возникновения недопустимой погрешности в измерениях.
При измерениях, связанных с определением распределения изодоз в ткани организма, и ряде других работ необходимо иметь прибор с ионизационной камерой малых размеров, которая позволяла бы измерение дозы в малом объеме пространства. По нашему мнению, такой прибор должен удовлетворять следующим требованиям:
1. Возможйость измерения количества поглощенной энергии излучение в объеме порядка 1 см*.
2. Ионизационная камера должна иметь возможность свободного-перемещения в пределах нескольких метров от регистрирующего прибора (микроамперметра).
3. Камера должна быть изготовлена из „тканеэквивалентного" материала для уменьшения погрешности при измерениях дозы в фантоме.
4. Конструкция прибора должна позволять быструю замену ионизационных камер.
5. Влияние помех на усилитель должно быть минимальным.
6. Реакция держателя ионизационной камеры и других деталей усилителя на излучение должна быть сведена до минимума.
7. Чувствительность прибора должна давать возможность измерения ионизационных токов порядка 10 13а и меньше.
В соответствии с вышеизложенным был изготовлен прибор, принципиальная схема которого представлена на рис. 1.
В качестве входной лампы дозиметра применен опытный „пальчиковый" электрометрический тетрод типа 1Э1П отечественного производства. Во втором каскаде усиления поставлен пентод типа 2Ж2М, имеющий такой же ток накала, как и лампа 1Э 1П, что делает возможным последовательное включение катодов этих ламп. Входное сопротивление схемы усилителя составляет 10п ом. Усилитель питается от стабилизированного источника напряжения. Катоды ламп нагреваются выпрямленным током, и отсутствие аккумуляторных батарей в цепи накала делает прибор весьма удобным в употреблении.
Детектором излучения является графитовая ионизационная камера объемом 1 см* и толщиной стенки 3 мм Корпус камеры соединяется с источником постоянного напряжения 150 в, а собирающий электрод подсоединяется непосредственно к управляющей (анодной) сетке выходной лампы.
Зависимость тока на выходе усилителя от потенциала на управляющей сетке электрометрической лампы имеет вид прямой линии. При изменении потенциала сетки на 1 6' ток на выходе изменяется на 550 мка. Это означает, что 1 мка на выходе усилителя соответствует входному току (ел входное сопротивление равно 10пом) 1,8240 11 а.
В единицах CGSE этот ток составит:
}) Толщина стенки камеры может быть изменена дм 3,Я см ступенями -к> 5 лм; о мощью специальных графитовых колпаком.
Рис. 1
/вЛ.= 1,82-10 ы. 3-10 9 = 5,45-10
Разделив ¡вх на ионизационный объем камеры, найдем интенсивность излучения в р еек на I деление прибора:
vr —" 1
5,45'10 3 р\сек ,
что соответствует 0,326*10 2 р1мин, т. е. прибор дает возможность измерить дозу излучения начиная от 0,326* 10^2 р/мин. Такая чувствительность вполне достаточна для большинства практических работ, производимых с излучением бетатрона.
Конструктивно прибор оформлен в виде выносного блока и усилителя постоянного тока. В выносном блоке объединена ионизационная камера и первый каскад усилителя. Входное сопротивление также устанавливается в выносном блоке. Часть схемы, вынесенная в блок, показана на схеме в пунктирной рамке, а справа на рис. 1 показана схема соединений в блоке. Расположение деталей в блоке показано на рис. 2. Блок соединяется с усилителем бронированным кабелем. Держатель ионизационной камеры
(вместе с камерон) может быть легко заменен другим, с большей или меньшей длиной, в зависимости от условий проведения измерений. Герметическое соединение ионизационной камеры с держателем дает возможность производить измерение распределения изодоз в водяном фантоме.
В случае присутствия около прибора сильных магнитных гюлей легкий экран из железной жести, надеваемый на корпус выносного блока, полностью устраняет помехи, вызванные этими полями.
Предлагаемый дозиметр находится в эксплуатации в течение 5 лет, обнаружил хорошую стабильность и точность работы и может быть рекомендован для различного рода экспериментов, требующих измерений дозы в малых объемах.
Простота схемы прибора позволяет изготовление и настройку его за короткий промежуток времени. Сборка схемы не представляет затруднений. Следует особо отметить, что выносный блок должен быть выполнен очень тщательно, все детали перед монтажом промываются спиртом и хорошо просушиваются, а после сборки внутренность блока заливается чистым парафином. При выполнении этого условия устойчивая и надежная работа дозиметра может быть гарантирована.
В настоящее время прибор получил распространение в ряде бетатрон-пых лабораторий Советского Союза (Москва, Тбилиси и др.), а также в высоковольтных лабораториях для измерения токов утечки по диэлектрикам при исследовании электрического пробоя последних (г. Томск).
