151137. lajstromszámú szabadalom • Érzékeny energia- és energiairányfüggetlen ionizációs detektor levegővel egyenértékű üvegből
151137 Az ábrákban csak kivitelezési példák szerepelnek a találmány szerinti felismerés megvilágítására. Ezek a következők: 1. ábra a különböző kamrák dózisérzékenységének (pzVí>G-vel szorzott) V viszonya egy azonos ionizációs térfogatú normál kamrához, illetve az E monoenergetikus sugarak kvantumenergiái a függvényében, ahol Qh a levegő normál sűrűségét, és QQ nedig a mindenkori adott kamrák töltőgáza, illetve töltőgőze sűrűségét jelenti. 2. és 3. ábra a találmány szerinti detektor különböző, lehetséges kivitelezési alaki ai. Az 1. ábrában az 1, görbe a szilikátüvegből készült dózismérési célokra alkalmatlan kamra funkciólefolyását, illetve energiafüggőségét mutatja. A normál ion-dózis tudvalevőleg egy meghatározott levegőtérfogatban létrehozott ionizációra vonatkozik, és a gammasugarak abszorpciója a mindenkori anyag rendszámától erősen függ. Ennek folytán a levegőgyenérték alatti falanyagú kamráknál a dózisérzékenység energiafüggősége nem kívánatos mértékben nagy. Kísérletekből kitűnt, hogy kadmiumszulfid-detektoroknál, amelyek energiafüggősége hasonló az 1. görbével ábrázolthoz, járulékos abszorbens alkalmazásával, — kihasználva a primersugárzásnak a kvantumenergia csökkenésével erősen fokozódó elnyelődését az abszorbensben. abban az energiatartományban, amelyben a dózisérzékenység az 1. görbe szerint az energia csökkenésével emelkedik, — az energiafüggőség lényeges javulása érhető el. Az abszorbens által elért kompenzáció azonban —• legalábbis kellőképpen egyszerű abszorbciós elrendezés esetén, — nem tökéletes és, — különösen hengerdetektoroknál és kis kvantumenergiáknál, — a dózisérzékenység lényeges irányfüggőségére vezet. A 2. görbe egy normál ionizációs kamra dózisérzékenységének energiafüggését mutatja be. Minthogy a mechanikai tartósság szempontjai miatt, továbbá a túlságosan vékony falak esetén a magas kvantumenergia területén fellépő érzékenységveszteség miatt nem lehet tetszés szerinti kis vékonyságú falakat alkalmazni, azért a primerabszorpció miatt a 2. görbe átmegy a véges falvastagságú levegőegyenértékes detektor 3. görbéjébe. A csökkenő energiával egyidejű érzékenységcsökkenés annál kifejezettebb, minél nagyobb a fal felületsúlya és minél nagyobb az alkalmazott falanyag rendszáma. A 4. ábra egy, kis 'mértékben levegővel egyenértékű anyagból készült falú, (a falanyag effektív rendszáma < a levegő effektív Z/. rendszámánál) és kis mértékben levegőegyenérték feletti töltésű, (a töltési gáz effektív rendszáma "Zp > Z^.) ionizációs kamra energiafüggőségét mutatja be, ahol a falban történő primer' abszorpció el van hanyagolva. Minthogy Z w < Zj.,ezért az energia csökkenésével a dózisérzékenység ezzel együtt csak kis mértékben csökken, elegendőképpen kis energiáknál, minthogy ZP > ZL , ismét növekedés áll be. Ez az érzékenységnövekedés a kamra falában a sugárzás primer abszorpciója által kompenzálódik, amint az 5. görbe mutatja. 5 A 3. és 5. görbék összehasonlításából kitűnik, hogy a „levegőegyenérték alatti falanyag- és levegőegyenérték feletti töltés" kombináció kisebb energiahibával teszi lehetővé az alacsonyabb energiákig kiterjedő mérést, 10 mint a levegővel egyenértékű falanyag és levegőegyenértékes töltés kombinációja. A 6. görbe a találmány szerint mutatja a detektor belső falára alkalmazott — legmegfelelőbben rágőzölögtetett — vékony réteg 15 (pl. 0,05... 1 mg/cm2 felületsúlyú alumínium, réz vagy nikkel) hatását, amely nagyon alacsony kvantumenergiák esetén jobb energiafüggetlenséget biztosít. Ez azon alapul, hogy a 100 . . . 300 torr nagyságrendű, nem túlságo-20 san nagy töltőnyomás és nem túlságosan nagy kamraméretek esetén a fiában képződő szekui;.derelektronok által előidézett ionizációnak szerepe a gázéhoz viszonyítva nagyon kis kvantumenergiák esetében sem hanyagolható még 25 el, és az, hogy a falnak ez a befolyása a szekunderelektronokat előállító réteg rendszámának növekedésével nagyon emelkedik. Minthogy az a cél, hogy a kívánt érzékenység -javulás csak kis energiák esetén lépjen fel, 30 azért szükséges, hogy ez a belső vastagság nagyon vékony (csekély) legyen. A 2. ábra szerint a 7 gömbkamra lítium-berillium-borát üvegből áll. A falvastagsága 0,3 .. . 0,6 mm. A falvastagság az 1. ábra sze-35 rinti 5 és 6 energiafüggőségi görbék maximumának helyzetét és magasságát befolyásolja. A kedvező falvastagság a töltési gáz fajtájától, nyomásától, valamint a 7 gömb átmérőjétől függ. A 7 gömbhöz egy 8 henger alakú vala-40 mely ismert forrasztóüvegből készült nyak van hozzáforrasztva, amelynek a 2. ábra szerint kivitelezett alakján centrikus, mély begyűrés van. Az anódfeszültségnek a gjoíjtőelektródához kivezetése, —• ez, vagy kis gömb alakú 45 és a 7. gömb 10 középpontjába van beforrasztva, vagy pedig 11 vékony wolframdrótból készült, hurok alakú (3. ábra), — a 12 csatlakozódrót révén történik, amely légmentesen van a 8 henger alakú nyakba beforrasztva. 50 A gyűjtőelektródaként szereplő 11 anód az ismert módon több hurokból is állhat. Katódként vagy a külső falon levő, grafitból álló 13 vezetőréteget, vagy pedig egy, a 7 gömb belső falán alkalmazott, nagyon vékony alu-55 míniumból, nikkelből, vagy rézből álló 14 réteget (3. ábra) használunk., A 14 réteg a találmány szerint egyúttal a kis kvantumenergiák területén a dózisérzékenység növelésére is szolgál. Lehetséges továbbá, mind a 14 fém-60 réteget, mind pedig egy 13 réteget alkalmazni, ahol a 13 réteg katódul szolgál. A detektor mechanikai védelme érdekében a 7 gömb a 13 katódréteg felrakása után még lakk-, vagy műanyag bevonással is ellátható. 65 A 8 nyak villamosságot vezető gyűrű alakú, r?
