Сцинтилляционный детектор в продуктовом дозиметре


В бытовой дозиметрической технике, не имеющей, как правило, дела с источниками радиации высокой интенсивности (а это значит, что не нужна высокая разрешающая способность детектора), сцинтилляционный детектор привлекателен двумя своими особенностями: высокой радиационной чувствительностью (число зарегистрированных им ионизирующих частиц и квантов обычно бывает на порядок больше того, что заметил бы счетчик Гейгера того же объема) и способностью регистрировать a-излучение объекта произвольной формы (в жидких сцинтилляторах).
Структурная схема дозиметра с сцинтилляционным детектором изображена на рис. 79, а. Если выходное окно сцинтиллятора существенно больше оптического окна ФЭУ (обычно это так; с увеличением объема фосфора растет радиационная чувствительность детектора), то между ними вводят концентратор — конус-переход- ник, изготовленный из плексигласа, зеркально гладкие боковые

Рис. 79. Сцинтилляциониый детектор в продуктовом дозиметре (а); согласование ФЭУ и сцинтиллятора (б)
Рис. 79. Сцинтилляциониый детектор в продуктовом дозиметре (а); согласование ФЭУ и сцинтиллятора (б)


стенки которого псреотражают световые вспышки в фосфоре на светочувствительный катод ФЭУ (рис. 79, б). Конечно, принимают все меры, чтобы весь оптический тракт был изолирован от какой-либо посторонней подсветки.
Поскольку ФЭУ «чувствует» и магнитное поле, принято закрывать его магнитным экраном, который можно изготовить в виде стакана из пермаллоя, отожженного мягкого железа и т. п. Правда, поскольку сцинтиллятор работает в импульсном режиме, то нередко магнитной экранировкой ФЭУ пренебрегают.
Иногда на сам сцинтиллятор надевают толстое свинцовое кольцо, ослабляющее его «подсвет» фоновым излучением сбоку, на рис. 79, а оно показано штриховым контуром. Более основательной эта защита будет, конечно, в том случае, если в толстостенный свинцовый бокс будет помещено все устройство.
На рис. 80 приведена принципиальная схема самой фоточувст- вительной головки. Напряжение питания ФЭУ подают обычно на его катод. Это позволяет связать анодную цепь ФЭУ с электронным анализатором гальванически, без каких-либо высоковольтных переходных конденсаторов.
Напряжение питания ФЭУ, его распределение между динодами и соответственно соотношения номиналов резисторов R2—Rl3, составляющих динодный делитель, зависят от типа фотоумножителя. Ho поскольку режим работы ФЭУ в сцинтилляционных детекторах близок к темновому, сопротивления динодных резисторов могуг быть и значительно выше рекомендованных, однако их соотношение рекомендуется сохранить [24, с. 4091-
alt="Рис. 80. Принципиальная схема сцинтилляционной головки" />
Рис. 80. Принципиальная схема сцинтилляционной головки


Единственная здесь оперативная регулировка — подстроечный резистор R14 — выполняет важную функцию: на компараторе DAl им задают пороговое напряжение U3.4. Лишь импульсы с амплитудой U114in gt; и3.4 откроют компаратор, и на его выходе (выв. 9) будет сформирован лог. 0, а на коллекторе транзистора VT2 — лог. I — «единичный» импульс, который может быть подан на вход описанного выше анализирующего блока.
В головке используются резисторы: R1-R13 типа КИМ-0,125; RH — любой подстроечный; R15-R19 — MJIT-0,125. Конденсаторы: С1-СЗ - КМ-6 или К10-176; С4 - К15-5-Н70.

В автономной аппаратуре, использующей ФЭУ, возникает проблема их питания. Необходимое высокое напряжение (здесь ифэу = I кВ), требования к его стабильности (фоточувствительность ФЭУ довольно сильно зависит от напряжения питания) предъявляют к устройству, формирующему это напряжение, довольно жесткие требования.
Основу высоковольтного преобразователя, принципиальная схема которого показана на рис. 81, составляет блокинг-генератор, формирующий на обмотке I трансформатора Tl импульсы напряжения с амплитудой Ull4in = ифэу. Через диодный столб VDl они заряжают конденсатор С5, который становится, таким образом, источником питания фотоумножителя. Пульсации ифэу (они имеют форму «пилы» с временными интервалами между «зубцами» tn = R7 • С4) снимает RC-фильтр (R8, С6, R9, С7).

Рис. 81. Высоковольтный источник питания ФЭУ
Рис. 81. Высоковольтный источник питания ФЭУ


В цепь питания блокинг-генератора введен транзистор VT2, коллекторный ток которого зависит от тока базы, зависящего, в свою очередь, от тока стока полевого транзистора VT3. Напряжение на затворе этого транзистора зависит от ифэу, напряжения на стабилитроне VDl (транзистор VTl — его токозадающий «резистор») и соотношения «плечей» делителя R3 + R4, R6 (резистором R3 выставляют нужное иф,у). Легко видеть, что при понижении ифэу (по абсолютной величине), возникшем по какой-либо дестабилизирующей причине, напряжение питания блокинг-генератора увеличится и воздействие дестабилизирующего фактора будет тем самым в значительной мере компенсировано.
Трансформатор блокинг-генератора наматывают на феррито- вом кольце МЗОООМН типоразмера К20 х 12 х 6 мм. К намотке его подготавливают так, как это описано выше (см. с. 50).
Первой наматывают обмотку I, содержащую 800 витков провода ПЭВ-2-0,07. Намотку ведут в одну сторону, почти виток к витку, оставляя между началом и концом обмотки «зазор» 2...3 мм. Обмотку I также покрывают слоем изоляции. Обмотку II (8 витков ПЭВШО 0,15...0,25) и обмотку III (3 витка тем же проводом) укладывают по сердечнику возможно равномернее.
Фазировка обмоток (точками на Tl отмечены их синфазные концы) должна быть соблюдена уже при монтаже трансформатора. Подбирать ее методом проб и ошибок нельзя.
В преобразователе могут быть использованы резисторы R4, R6 — КИМ-0,125, R3 — любые подстроенные, остальные — MJIT-0,125. Конденсаторы СЗ, С4 — КМ-6 или KlO-176; С5-С7 — К15-5-Н70 или другие керамические на напряжение не менее I кВ; Cl и С2 — любые оксидные конденсаторы подходящих габаритов. Диодный столб 2Ц111А-1 можно заменить четырьмя последовательно включенными диодами типа КД102А. При каких-либо иных заменах следует обращать внимание на ток утечки входящих в VD3 диодов: при обратном напряжении Ul5ny он не должен быть выше 0,1 мкА.
На транзисторе VT5 и стабилитроне VD4 собран повторитель, питающий как электронику фотоголовки, так и описанный выше анализирующий блок (здесь не измеряющая головка питается от анализирующего блока, а наоборот: нужные для питания блока +9 В формируются в фотоголовке).
Ток, потребляемый высоковольтным преобразователем от источника питания, будет зависеть, конечно, от нагрузки. С описанной здесь фотоголовкой он не превышал 8,5...9 мА. 
<< | >>
Источник: Виноградов Ю. А.. Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита. 2002

Еще по теме Сцинтилляционный детектор в продуктовом дозиметре:

  1. Продуктовый дозиметр
  2. Радиационные детекторы
  3. Дозиметры
  4. «Водяной» дозиметр
  5. Дозиметр с радиоканалом
  6. Стационарный дозиметр-автомат
  7. Радиолюбительский дозиметр
  8. Высокочувствительный дозиметр-автомат
  9. Патрульный дозиметр
  10. Пороговые дозиметры
  11. Контроль радона и радиоактивных газов