5.5. Применение и.К. Постоянного тока
5.5.1Дозиметр.
Переносные ИК различных видов, обычно используются как дозиметрические приборы для контроля облучения. Чаще всего они представляют себой замкнутый, наполненный воздухом объём, размером сотни кубических сантиметров, в котором измеряется насыщенный ионизационный ток с помощью обычного вольтметра. Стенки ИК являются «воздухоэквивалентными» и изготавливаются из пластика или алюминия.
Так можно довольно точно измерить уровень гамма-излучения, с энергиями достаточными, чтобы избежать сильного ослабления на стенках ИК и в то же время достаточно слабыми для установления электрического равновесия на стенках. На схеме 5-11 показана градуировочная кривая для 2 таких приборов, которая иллюстрирует падение чувствительности при регистрации гамма-лучей, с энергиями менее чем 50-100 кэВ.
Работа других видов переносных ИК основана на принципе сбора зарядов. Как было уже описано, первоначально камера имеет какой-то заряд, затем её помещают в поле действия ионизирующего излучения и по значению падения напряжения в камере, определяют общий накопленный ионизационный заряд. Например, дозиметр «Condenser R-meter»-простейший дозиметр, состоит из устройства регистрации зарядов и нескольких заменяемых И.К. различных размеров и толщиной стенок. Каждый прибор рассчитан на регистрацию гамма-лучей, с энергиями определенного диапазона, а также на какую-то свою «максимальную» дозу. Если правильно подобрать детектор под случай, то можно получить достаточно точный результат с погрешностью, менее 1%. Ещё один вид дозиметра - И.К. маленького размера, её часто называют «карманная камера». Такие камеры снабжены встроенным электроскопом с кварцевой пластиной, информацию с них можно считать с внутренней шкалы, просто поднеся камеру к свету. Первоначальный заряд камеры обнуляет шкалу электроскопа. Затем карманная камера просто носится с собой все время измерения. Узнать полученную дозу можно просто по степени разряда первоначального заряда, это отображается на электроскопе. Максимальная чувствительность такого детектора ограничена вследствие утечки, неизбежно возникающей через поверхность камеры после длительного применения.
5.5.2. Калибровка источников ионизирующего излучения
И.К. широко распространены, из-за их долговечности и стабильности в работе. При работе в насыщенной области, работа ИК зависит от геометрии и формы источника излучения и детектора и не может оставаться неизменной в течении долгого периода времени. Например, калибровка источника гамма-излучения выполняется посредством сравнения ионизационного тока, полученного при облучении незнакомым источником
Рисунок 5-11 Энергетическая калибровка 2 разных детекторов гамма-излучения.
излучения с ионизационным током от известного источника излучения, такой же формы и размеров. Типичные рабочие характеристики могут оставаться почти неизменными (отклонения на 0.1 %) в течении нескольких лет, это без учета погрешности при частых калибровках.
Строение такой камеры показано на рисунке 5-12. Объем камеры обычно составляет несколько тысяч кубических см, а стенки изготовлены из латуни или стали. Во избежание ненужных радиационных потерь, внутренний собирающий электрод из тонкой алюминиевой фольги. Такая форма выбрана, чтобы не было малых защищенных областей, которые могут привести к изменению изменениям в рабочем объёме с приложенным напряжением. В такой камере с рабочим объёмом 104 кубических сантиметров, ток насыщения, выработанный 1 *10-6 Ci (3.7 * 104 Беккерелей ) Со(60) равен примерно 10-13 Ампер, что больше фонового тока в 5 раз. Если нужно более высокую чувствительность, газ внутри камеры необходимо нагнетать. При увеличении давления до 20 атмосфер, ионизационный ток возрастет примерно во столько же раз, а коэффициент увеличения фонового тока будет меньше. Для больших камер, составляющая часть фона (связанная с альфа активностью стенок камеры), не будет зависеть от давления. При нагнетании давления в камере, необходимо, чтобы входное окно было относительно толстым. Оно не является преградой для гамма-лучей, но может препятствовать бета – излучению, если И.К. используется для измерения излучения например, от чистых изотопов.