Пристрій для вимірювання потоку ядерного випроміню вання

Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к приборам для измерения мощности дозы ядерного излучения, и может быть использовано для контроля радиационной обстановки на местности и в помещениях. Известно устройство для измерения потока ядерного излучения [Заявка РФ № 92006418, кл. С01Τ1/02, 1992] [1]. Устройство содержит источник питания, детекторы, схему измерения мощности дозы. При этом схема измерения мощности дозы выполнена в виде устройства выбора режима работы и контроллера, а в качестве детектора использован газонаполненный счетчик. Однако, газонаполненный счетчик обладает большой величиной собственного шума, что при измерении излучений с малыми энергиями (менее 60 кэВ) не дает возможность получить достоверную информацию об уровне мощности экспозиционной дозы (МЭД). Кроме того, временное разрешение такого счетчика невелико (10~3 сек), что при измерении МЭД излучений в интервале от Ю"4 Р/час до 10"1 Р/час не позволяет получить линейной градуировочной характеристики. Это определяет низкую достоверность измеряемых значений МЭД. Известно устройство для измерения потока ядерного излучения [Заявка РФ № 92011251, кл. С 01 Τ 1/02, 1992] [2], выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит блок детектирования, формирователь импульсов, схему измерения мощности дозы, источник питания. В устройстве в качестве детекторов в блоке детектирования использован газонаполненный счетчик, а схема измерения мощности дозы представляет собой последовательно соединенные блок управления, таймер, пересчетный узел и индикатор. Устройство [2] позволяет по сравнению с устройством [1] благодаря блоку детектирования, формирователю импульсов и схемы измерения мощности дозы, более точно определять мощность дозы излучения, что повышает достоверность измерения значений МЭД. Однако интервал измерений мощности дозы излучения остается относительно узким (от 10-4 Р/час до 10Р Р/час), а из-за наличия газонаполненного счетчика, невозможно получить высокую достоверность измерений МЭД. В основу изобретения поставлена задача в устройстве для измерения потока ядерного излучения путем изменения напряжения смещения на блоке детектирования и получения линейной градуировочной характеристики обеспечить высокую достоверность измеряемых значений мощности экспозиционной дозы и расширение диапазона измерений. Поставленная задача достигается устройством для измерения потока ядерного' излучения, содержащим блок детектирования, формирователь импульсов, схему измерения мощности дозы, источник питания, в котором, в соответствии с изобретением, в блоке детектирования в качестве детекторов использован полупроводниковый полуизолирующий материал, устройство содержит малошумящий усилитель импульсов, вход которого соединен с выходом блока детектирования, а выход - малошумящего усилителя импульсов - с формирователем импульсов, схема измерения мощности дозы образована n (где n = 2,3,4) регуляторами напряжения смещения и интегратором, соединенным с ними своими выходами, при этом выход n-го регулятора напряжения смещения соединен с n-ным входом блока детектирования, выход формирователя импульсов соединен со входом интегратора. Использование в блоке детектирования полупроводникового полуизолирующего материала способствует, за счет отсутствия собственных шумов, а также за счет высокого временного разрешения, повышению достоверности измеряемых значений МЭД и расширению диапазона измерений. Наличие малошумящего усилителя импульсов, вход которого соединен с блоком детектирования, а выход - с формирователем импульсов обеспечивает, за счет малого уровня собственных шумов и большого коэффициента усиления, усиление пришедших от блока детектирования малых по амплитуде импульсов, что в итоге обуславливает высокую достоверность измерения МЭД вплоть до естественных фоновых излучений. Формирователь импульсов обеспечивает создание одинаковых импульсов по амплитуде и длительности, что способствуе т достоверности измеряемых значений МЭД. Образование схемы измерения мощности дозы η (где η = 2,3,4) регуляторами напряжения смещения и интегратором, соединенным с ними своими выходами, а также соединение выхода n-го регулятора напряжения смещения - с n-ным входом блока детектирования дает возможность, в зависимости от измеренной МЭД, интегратору изменять, посредством регуляторов напряжения смещения, напряжение на блоке детектирования оптимальным образом, что способствует повышению достоверности измерений значений МЭД и расширению диапазона измерений. Если число регуляторов смещения меньше 2-х, то не обеспечивается измерение излучения в широком диапазоне (от 10-5 до 10-4 Р/час). Если число регуляторов смещения больше 4-х, то это нецелесообразно, т.к. такое количество регуляторов позволяет измерять МЭД излучения, при котором любая аппаратура измерения излучения не функционирует. Соединение выхода формирователя импульсов со входом интегратора позволяет сформировать обратную связь по мощности экспозиционной дозы между блоком детектирования и интегратором и, при изменении МЭД, обеспечить управление регуляторами напряжения смещения, которые определяют оптимальный режим работы блока детектирования. Указанные обстоятельства способствуют повышению достоверности измеряемых значений МЭД и расширению диапазона измерений. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства с тремя регуляторами напряжения смещения; на фиг.2 - градуировочная характеристика предлагаемого устройства, зависимости скорости счета от мощности экспозиционной дозы гамма-излучения с энергией 1,25 МэВ. Блок детектирования 1, в котором в качестве детекторов использован полупроводниковый полуизолирующий материал, своим выходом подключен к малошумящему усилителю 2, выход которого соединен с входом формирователя импульсов 3. Схема измерения мощности дозы образована, например, тремя регуляторами напряжения смещения 4,5 и 6 и интегратором 7, соединенным своим выходом со входами первого 4, второго 5 и третьего б регуляторов напряжения смещения. Выходы первого 4, второго 5 и третьего 6 регуляторов напряжения смещения соединены соответственно с первым 11, вторым 12 и третьим 13 входами блока детектирования 1. Выход формирователя импульсов 3 соединен со входом интегратора 7. Устройство работает следующим образом. Ядерное излучение, например гамма-кванты, ионизирует полупроводниковый материал в детекторах блока детектирования 1, создавая электрические заряды, которые под действием напряжения смещения от источника питания (на чертеже не показан)., подаваемого на блок детектирования 1, преобразовываются в импульсы тока. Импульсы тока с выхода блока детектирования 1 поступают на вход малошумящего усилителя 2, где усиливаются. Затем усиленные импульсы попадают в формирователь импульсов 3, в котором они формируются одинаковыми по амплитуде и длительности. Эти импульсы, в виде последовательности прямоугольных импульсов, поступают на вход интегратора 7, где преобразуются в напряжение, пропорциональное экспозиционной дозе. При изменении экспозиционной дозы соответствующее напряжение с выхода интегратора 5 поступает на входы регуляторов напряжения смещения 4,5,6, каждый из которых рассчитан на работу в определенном интервале напряжения смещения, соответствующем определенному интервалу мощности излучения. При этом напряжение смещения n-го регулятора изменяется в соответствии с выбранным законом регулирования, например уменьшается напряжение смещения пропорционально чувствительности детектора в блоке детектирования 1. Таким образом, по мере роста потока излучения наиболее чувствительные детекторы блока детектирования 1 выключаются из регистрации за счет снижения напряжения смещения, а в последствии и полного снятия напряжения смещения на них, что позволяет работать устройству с единой калибровочной шкалой в диапазоне от 10s до 10 Р/час (см.фиг.2) с высокой достоверностью измерений значений МЭД.