ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы При нципы использования излучений в приборах с прямым измерением интенсивности из "Применение радиоактивных изотопов для контроля химических процессов" В радиоизотопных приборах счетчики Гейгера и сцинтилляционные счетчики можно применять в двух принципиально отличающихся режимах работы—импульсном и токовом. Пропорциональные газовые счетчики используют только в импульсном режиме. [c.100] При импульсном режиме работы счетчика интенсивность излучения оценивают по средней частоте актов регистрации частиц или т-квантов. В результате каждого акта регистрации в электрической цепи счетчика любого типа возникает кратковременный импульс тока, создающий импульс напряжения на нагрузочном сопротивлении. [c.100] В зависимости от схемы включения нагрузочного сопротивления в цепь счетчика можно получить импульс любой необходимой полярности. На рис. 40 приведены типовые схемы включения галогенных счетчиков (ГС) Гейгера при импульсном режиме работы. [c.100] Сопротивления Ri включают для того, чтобы емкости нагрузки (на рисунке показаны пунктиром) не оказались подключенными параллельно счетчикам и тем самым не влияли на процесс гашения в них разрядов, увеличивая длительность импульсов и мертвое время счетчиков. Величину сопротивлений Rx обычно выбирают равной 1—2 Мом, а величину сопротивлений нагрузки R—от 2 до 5 Мом. Пропорциональные газовые счетчики включают таким же образом, но обычно без развязывающих сопротивлений. [c.100] Для галогенных счетчиков, выпускаемых в P, порогу области Гейгера соответствуют напряжения 310—340 в, а плато счетной характеристики расположено в области напряжений 350—450 в. [c.101] Абсолютная величина амплитуды импульса при указанных выше значениях сопротивлений и напряжений составляет несколько вольт. В случае необходимости от этих счетчиков можно без особых затруднений получить сигнал с амплитудой 20—30 в. [c.101] Длительность импульсов пропорциональных счетчиков примерно на один порядок меньше, чем в счетчиках Гейгера (10 сек). а амплитуда импульсов зависит от числа пар ионов, образованных в рабочем объеме счетчика. При регистрации сильно ионизирующих частиц (а-частицы, ядра отдачи) амплитуды напряжения на нагрузке пропорционального счетчика составляют несколько милливольт, т. е. значительно меньше, чем в счетчиках Гейгера. В радиоизотопных приборах пропорциональные счетчики применяют для регистрации нейтронов. [c.101] Принципиальная схема включения ФЭУ в импульсном режиме работы показана на рис. 41. Величину анодной нагрузки R выбирают равной нескольким десяткам или сотням килоом, сопротивления делителя напряжения Rj обычно составляют несколько сотен кило-ом или несколько мегаом. Величину сопротивления Rj подбирают так, чтобы потенциал последнего динода относительно земли (т. е. анода) был равен 150—200 в. [c.102] Емкости Сд, включенные между тремя-четырьмя последними динодами и землсй, поддерживают постоянными потенциалы дино-дов во время прохождения электронного импульса и тем самым способствуют неизменности коэффициента усиления ФЭУ. Эти емкости составляют обычно несколько сотен или тысяч пикофарад. [c.102] В качестве фосфоров сцинтилляционных счетчиков, применяемых в промышленных приборах, сейчас используют почти исключительно кристаллы иодистого натрия, активированного таллием. Амплитуды части сцинтилляций, возникающих в кристалле NaJ при регистрации квантов (а именно, сцинтилляций, возникающих при фотоэлектрическом взаимодействии кванта с веществом фосфора), пропорциональны энергии квантов. Поэтому при помощи сцинтилляционного счетчика можно анализировать спектральный состав у-лучей или измерять интенсивность излучения в узком участке спектра. [c.102] Амплитуда выходных импульсов ФЭУ чрезвычайно сильно зависит от напряжения его питания. Поэтому напряжение необходимо тщательно стабилизировать. Обычно при регистрации квантов средней жесткости (сотни килоэлектронвольт) амплитуды составляют десятые доли вольта. [c.102] Измерение средней частоты актов регистрации (т. е. средней частоты следования выходных импульсов счетчика или, как принято говорить, средней скорости счета) можно производить несколькими методами, причем чаще всего используют интенсимет-рический метод и значительно реже применяют так называемый счетный метод. [c.102] При интенсиметрическом методе измерения средней скорости счета частоту следования импульсов непрерывно преобразуют в пропорциональное ей напряжение, и по его величине судят об интенсивности излучения. Устройства, при помощи которых осуществляют измерения этим методом, называются импульсными интенсиметрами (в литературе встречается также название измеритель скорости счета ). [c.103] Рассмотрим работу простейшего импульсного интенсиметра (рис. 42). Йнтенснметры такого типа используют со счетчиками Гейгера, от которых получают импульсы достаточно большой амплитуды (несколько вольт или даже десятков вольт). [c.103] От импульса напряжения положительной полярности, возникающего на нагрузочном сопротивлении Я счетчика, включается одноходовой мультивибратор, собранный на двойном триоде Лх—Л . Этот мультивибратор, называемый в данном случае нормализатором импульсов , увеличивает амплитуду импульсов до нескольких десятков вольт, т. е. выполняет функцию усилителя напряжения. Кроме того, он преобразует различные по амплитуде импульсы счетчика в нормальные прямоугольные импульсы, имеющие одинаковую амплитуду, не зависящую от амплитуды входных импульсов. [c.103] Следует отметить, что величина заряда не зависит от длительности импульса, а зависит только от его амплитуды. Это справедливо в том случае, когда импульс имеет длительность, достаточную для окончания процесса зарядки емкости тогда дальнейшее увеличение его длительности не изменяет величины 74. [c.104] После окончания действия импульса потенциал анода диода Дг восстанавливается до нуля благодаря диоду Д,, через который при этом течет ток в направлении, показанном стрелкой. [c.104] Нетрудно заметить, что до тех пор, пока напряжение U на конденсаторе С остается значительно меньше амплитуды импульса А, величины зарядов, накапливаемых этим конденсатором при возникновении каждого импульса, близки к величине 4, определяемой выражением (3-12). [c.104] Таким образом, среднее значение напряжения U на интегрирующей емкости (постоянная составляющая) примерно пропорционально средней частоте следования импульсов (средней скорости счета). В приборах контроля и регулирования технологических параметров напряжение и по величине не превышает 0,1—0,2 амплитуды А импульса при этом шкала интенспметра практически линейна. Напряжение U обычно измеряют при помощи лампового вольтметра. [c.104] Интенсиметры, подобные рассмотренному, используют в сочетании не только со счетчиками Гейгера, но и с пропорциональными и СЩ1НТИЛЛЯЦИ0ННЫМИ счетчиками. Однако в этих случаях импульсы счетчиков необходимо предварительно усиливать, поэтому в схему перед мультивибратором вводят дополнительно один или несколько усилительных каскадов, которые увеличивают амплитуду входного импульса до нескольких вольт. [c.105] Вернуться к основной статье