Главная » Дозиметры
Призовой фонд
на декабрь 2018 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Сайт Паяльник
3. 200 руб.
От пользователей

Сцинтилляционные детекторы ионизирующего излучения

Для обнаружения ионизирующего излучения нередко используют способность некоторых веществ - сцинтилляторов - делать видимой, светящейся траекторию «простреливающей» их ионизирующей частицы.

Сцинтилляционные детекторы ионизирующих излучений имеют определенное преимущество перед счетчиками Гейгера - по амплитуде и длительности вспышки можно судить о типе и энергии породившей ее частицы. Важно и то, что сцинтилляционный счетчик имеет значительно большую эффективность, нежели счетчик Гейгера, фиксирующий обычно лишь одну-две частицы из ста в него попавших.

Конструктивно сцинтилляционный счетчик прост: нужный сцинтиллятор (см. приложение 7) наклеивают на катод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и все это помещают в тщательно изолированный от посторонней подсветки бокс. Остальное - подсчет фотоимпульсов, сортировка их по амплитуде, форме и т.п. - дело обычной электронной техники.

Принципиальная схема фотоголовки сцинтилляционного счетчика приведена на рисунке 1, а высоковольтного преобразователя для ее питания - на рис. 2. Напряжение питания ФЭУ - высокое по отношению к «земле» - подают обычно на его катод. Это позволяет связать анодную цепь ФЭУ с электронным анализатором прибора гальванически, учитывать при необходимости и постоянную составляющую его фототока.

Напряжение питания ФЭУ, его распределение между динодами и, соответственно, соотношения номиналов резисторов R2...R13, составляющих динодный делитель, зависят от типа фотоумножителя (см. приложение 6). Здесь мы воспользовались относительно низковольтным ФЭУ-85. Поскольку режим работы ФЭУ в сцинтилляторах бытового назначения близок к «темновому», сопротивления динодных резисторов могут быть и значительно выше рекомендованных (при сохранении пропорций).

Фотоголовка сцинтилляционного детектора ионизирующей радиации
Фотоголовка сцинтилляционного детектора ионизирующей радиации

Единственная оперативная регулировка в канале - резистор R14 - выполняет очень важную функцию: на компараторе DA1 им задают пороговое напряжение U3-4. Лишь импульсы, имеющие амплитуду Uимп>U3-4, откроют компаратор и на его выходе (выв. 9) будет сформирован импульс цифрового стандарта.

В автономной, дозиметрической аппаратуре, использующей ФЭУ, возникает проблема их питания. Необходимое ФЭУ высокое напряжение Uфэу (0,8...1 кВ и более), требования к его стабильности (фоточувствительность ФЭУ довольно сильно зависит от напряжения питания; см. приложение 7) предъявляют к устройствам, формирующим это напряжение, довольно жесткие требования.

Преобразователь для питания ФЭУ
Преобразователь для питания ФЭУ

Основу высоковольтного преобразователя, показанного на рис. 2, составляет блокинг-генератор, формирующий на обмотке II трансформатора Т1 импульсы напряжения с амплитудой Uимп@Uфэу. Через диодный столб VD3 они заряжают конденсатор С5, который становится таким образом источником питания фотоумножителя. Пульсации Uфэу (они имею форму «пилы» с временными интервалами между «зубцами» tп@R7·C4) снимает RC-фильтр (С5, R8, С6, R9, С7).

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 Uфэу, напряжения на стабилитроне VD1 (транзистор VT1 - его токозадающий «резистор») и соотношения «плечей» делителя R3+R4, R6 (резистором R3 выставляют нужное Uфэу ). Легко видеть, что при понижении Uфэу (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 ферритовом кольце М3000МН 20х12х6 мм. В связи с тем, что этот феррит имеет низкое объемное сопротивление, острые ребра сердечника необходимо загладить и тщательно весь его изолировать; обмотать, например, лавсановой или фторопластовой лентой.

Первой наматывают обмотку II, содержащую 800 витков провода ПЭВ-2 0,07. Намотку ведут в одну сторону, почти виток к витку, оставляя между началом и концом обмотки промежуток 2...3 мм. Обмотку II также покрывают слоем изоляции. Обмотку I (8 витков ПЭВШО 0,15...0,25) и обмотку III (3 витка тем же проводом) укладывают по сердечнику возможно равномернее.

Фазировка обмоток (точками на Т1 отмечены их синфазные концы) должна быть соблюдена при монтаже трансформатора.

О деталях преобразователя. Резистор R6 - КИМ-0,125, R3 - СП-38А, другие - МЛТ-0,125 и 0,25. Конденсаторы СЗ, С4 - КМ-6 или К10-176; С5 ,С7 - К15-5-Н70 (1,5 кВ) или другие керамические на напряжение не менее 1 кВ; С1 и С2 - любые оксидные. Диодный столб 2Ц111А-1 можно заменить четырьмя последовательно включенными диодами типа КД102А. При каких-либо иных заменах нужно иметь в виду, что диодный столб VD3 не только должен иметь высокое обратное напряжение - не менее Uфэу , но и малый (при этом напряжении) ток утечки - не более 0,1 мкА.

Транзистор блокинг-генератора можно заменить на КТ630В. Здесь определяющим параметром является напряжение насыщения транзистора в импульсном режиме: при токе в импульсе 1...1,5 А - Uкэ нас имп Ј0,3 В. Остаточное напряжение на коллекторе транзистора нетрудно оценить по осциллограмме: по «зазору» между плоской вершиной импульса и линией нулевого потенциала.

Ток, потребляемый высоковольтным преобразователем от источника питания, будет зависеть, конечно, от нагрузки. С двумя описанными здесь сцинтилляционными головками, работавшими в режиме радиационного локатора, он не превышал 16 мА.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Фотоголовка сцинтилляционного детектора ионизирующей радиации
DA1 МикросхемаК554СА31 Поиск в Utsource В блокнот
VT1 Полевой транзистор
КП303Г
1 Поиск в Utsource В блокнот
С1 Конденсатор1000 пФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С2 Конденсатор2.2 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С3 Конденсатор0.15 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С4 Конденсатор3300 пФ 1.6 кВ1 Поиск в Utsource В блокнот
R1 Резистор
820 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R2, R3 Резистор
3.3 МОм
2 Поиск в Utsource В блокнот
R4-R11 Резистор
3 МОм
8 Поиск в Utsource В блокнот
R12, R13 Резистор
6.2 МОм
2 Поиск в Utsource В блокнот
R14 Переменный резистор680 Ом1 Поиск в Utsource В блокнот
R15 Резистор
22 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R16 Резистор
13 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R17 Резистор
8.2 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
Фотоэлектронный умножительФЭУ-851 Поиск в Utsource В блокнот
Преобразователь для питания ФЭУ
VT1 Полевой транзистор
КП103Е
1 Поиск в Utsource В блокнот
VT2 Биполярный транзистор
КТ3107Д
1 Поиск в Utsource В блокнот
VT3 Полевой транзистор
КП303Г
1 Поиск в Utsource В блокнот
VT4 Биполярный транзистор
КТ3117А
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 СтабилитронКС175Ц1 Поиск в Utsource В блокнот
VD2 Диод
КД510А
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD3 Диод2Ц111А-11 Поиск в Utsource В блокнот
С1, С2 Электролитический конденсатор220 мкФ 16 В2 Поиск в Utsource В блокнот
С3 Конденсатор0.68 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С4 Конденсатор0.33 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
С5-С7 Конденсатор3300 пФ 1.6 кВ3 Поиск в Utsource В блокнот
R1 Резистор
910 Ом
1 Поиск в Utsource В блокнот
R2 Резистор
5.6 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R3 Подстроечный резистор1 МОм1 Поиск в Utsource В блокнот
R4 Резистор
5.1 МОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R5 Резистор
18 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R6 Резистор
620 МОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R7 Резистор
6.2 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R8, R9 Резистор
270 кОм
2 Поиск в Utsource В блокнот
Т1 Трансформатор1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

none Опубликована: 1999 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (0) | Я собрал (0) | Подписаться

Статью еще никто не комментировал. Вы можете стать первым.
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Ветрогенератор
Ветрогенератор
Программатор Pickit3 Металлоискатель MD3010II
вверх