Счетчик ионизирующих излучений
IONIZING RADIATION METER

Изобретение относится к детекторам ионизирующих излучений, а более конкретно к газоразрядным счетчикам.
Известны счетчики, в которых обычно применяется цилиндрическая геометрия: катод выполняется в виде цилиндра, по оси которого расположен анод – цилиндр диаметром от 0,02 до 0,1 мм, отделенный от катода изолятором. Между анодом и катодом прикладывается разность потенциалов, создающая электрическое поле внутри газового наполнения счетчика Разрешающее время в схемах совпадений или время неопределенности при спектрометрии нейтронов зависят от времени запаздывания электрического импульса Т, которое практически совпадает с временем дрейфа электронов от катода к аноду счетчика (В.А. Григорьев. Газоразрядные детекторы элементарных частиц. – М.: НИЯУ МИФИ, 2012, с. 35-36).
Т
Недостатком существующего технического решения является необходимость увеличения напряженности электрического поля в объеме счетчика и, следовательно, для уменьшения  значительного повышения электрического напряжения на аноде, например, при высоких давлениях газового наполнения или при больших диаметрах катода.
ц
ц
п
п
п
ц
Известен счетчик ионизирующих излучений, в котором увеличение электрического поля в объеме счетчика достигается путем изменения конфигурации анода, который представляет собой цилиндр, диаметр d которого составляет 1,0 – 2,0 мм, внешняя сторона цилиндра – анода выполнена с треугольной резьбой или с зубчатым треугольным профилем по сечению, при этом треугольная резьба и зубчатый треугольный профиль выполнены с шагом равным 0,2 – 0,5 мм. Анод может также быть выполнен в виде цилиндра диаметром d с навитой на него проволокой, диаметром d шаг навивки s ≥ d, причем диаметр проволоки связан с диаметром цилиндра соотношением 2d+d ≤ 2,0 мм (RU  2674130 , МПК H01J 47/06 , G01T 1/205, опубл. 07.12.2018).
Недостатком известного решения является небольшое количество анодообразующих элементов и их расположение на малом диаметре анода, увеличение электрического поля, как показывает моделирование, еще недостаточно для значительного электрического поля в объеме счетчика.
Технический результат заключается в увеличении электрического поля и, следовательно, напряженности электрического поля в объеме счетчика вдали от анода.
R
p
d
К
Сущность изобретения заключается в том, что счетчик ионизирующих излучений состоит из цилиндрического катода и цилиндрического анода, являющеегося корпусом счетчика c радиусом , на внутреннюю поверхность которого нанесена треугольная резьба или зубчатый профиль по сечению, при этом треугольная резьба и зубчатый профиль выполнены с шагом , равным 0,2 - 0,5 мм, а катод  диаметром 0,05 - 5,0 мм расположен по оси анода.
На фиг. 1 показано сечение катода и анода счетчика ионизирующих излучений с внутренней резьбой; на фиг. 2 показано сечение счетчика с анодом в виде зубчатого треугольного профиля по его сечению. В табл. 1 показаны результаты моделирования значения электрического поля внутри счетчиков как функции расстояния от анода к катоду.
R
p
d
К
Счетчик ионизирующих излучений (фиг. 1) состоит из цилиндрического катода и цилиндрического анода, являющеегося корпусом счетчика c радиусом , на внутреннюю поверхность которого нанесена треугольная резьба или зубчатый профиль (фиг. 2) по сечению, при этом треугольная резьба и зубчатый профиль выполнены с шагом  равным 0,1 - 0,5 мм, а катод  диаметром 0,05 - 5,0 мм расположен по оси анода.
Для сравнения было проведено моделирование значения электрического поля внутри счетчиков как функции расстояния от анода к катоду в прототипе и в заявляемом решении. Конфигурации зубчатых профилей на анодах и их шаг, как в прототипе, так и в заявляемом решении были одинаковыми. Диаметр корпуса катода в прототипе и диаметр корпуса анода заявляемого решения был равен 15 мм, диаметр анода прототипа и диаметр катода заявляемого решения составлял 2,0 мм. Напряжение на анодах составляло 300 В. Результаты моделирования приведены в табл. 1.
Использование заявляемого счетчика ионизирующих излучений, как показало моделирование, позволяет значительно увеличить электрическое поле в объеме счетчика вследствие фокусировки электростатического поля к центру и, следовательно, напряженность электрического поля в объеме счетчика вдали от анода.
Таблица 1
r, мм
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
Е(прототип)
0,55
0,5
0,37
0,29
0,25
0,23
0,22
Е(заявленное решение)
0,56
0,25
0,40
0,52
0,71
1,4
1,8
r
Е
5
Примечание:  – расстояние от анода к катоду, ×10В/м – напряженность электрического поля.