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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Detectores de cintilação de radiação ionizante. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Dosímetros Para detectar radiação ionizante, é frequentemente usada a capacidade de certas substâncias - cintiladores - de tornar visível e luminosa a trajetória de uma partícula ionizante “disparando através” delas. Os detectores de cintilação de radiação ionizante têm uma certa vantagem sobre os contadores Geiger - a amplitude e a duração do flash podem ser usadas para julgar o tipo e a energia da partícula que o gerou. Também é importante que um contador de cintilação tenha uma eficiência muito maior do que um contador Geiger, que normalmente registra apenas uma ou duas partículas em cem que o atingem. O projeto de um contador de cintilação é simples: o cintilador necessário (ver Apêndice 7) é colado ao cátodo de um tubo fotomultiplicador (PMT) e tudo é colocado em uma caixa cuidadosamente isolada de iluminação externa. O resto é contar fotopulsos, classificando-os por amplitude, formato, etc. - uma questão de equipamento eletrônico comum. Um diagrama esquemático da cabeça fotográfica de um contador de cintilação é mostrado na Fig. 81, e o conversor de alta tensão para sua alimentação é mostrado na Fig. 82. A tensão de alimentação do PMT - alta em relação ao terra - geralmente é fornecida ao seu cátodo. Isso permite conectar galvanicamente o circuito anódico do fotomultiplicador ao analisador eletrônico do dispositivo e, se necessário, levar em consideração a componente constante de sua fotocorrente. A tensão de alimentação do PMT, sua distribuição entre os dínodos e, consequentemente, a relação dos valores dos resistores R2...R13 que compõem o divisor do dínodo dependem do tipo de fotomultiplicador (ver Apêndice 6). Aqui usamos um FEU-85 de tensão relativamente baixa. Como o modo de operação dos fotomultiplicadores em cintiladores domésticos é próximo do “escuro”, as resistências dos resistores dinodos podem ser significativamente maiores do que o recomendado (mantendo as proporções).
O único ajuste operacional no canal - resistor R14 - desempenha uma função muito importante: no comparador DA1 definem a tensão limite U3-4. Somente pulsos com amplitude Uimp>U3-4 abrirão o comparador e um pulso padrão digital será gerado em sua saída (pino 9). Em equipamentos dosimétricos autônomos que utilizam fotomultiplicadores, surge o problema de sua alimentação. A alta tensão Upm exigida pelo PMT (0,8...1 kV ou mais), os requisitos para sua estabilidade (a fotossensibilidade do PMT depende fortemente da tensão de alimentação; consulte o Apêndice 7) impõem requisitos bastante rigorosos aos dispositivos que gerar essa tensão.
A base do conversor de alta tensão mostrado na Fig. 82, constitui um gerador de bloqueio que forma pulsos de tensão com amplitude Uimp no enrolamento II do transformador T1@Ufeu. Através da coluna de diodos VD3 carregam o capacitor C5, que passa a ser a fonte de alimentação do fotomultiplicador. Pulsações Ufeu (têm formato de “serra” com intervalos de tempo entre “dentes” tп@R7·C4) remove o filtro RC (C5, R8, C6, R9, C7). Um transistor VT2 é introduzido no circuito de potência do gerador de bloqueio, cuja corrente de coletor depende da corrente de base, que por sua vez depende da corrente de dreno do transistor de efeito de campo VT3. A tensão na porta deste transistor depende de Ufeu, da tensão no diodo zener VD1 (o transistor VT1 é seu “resistor” de ajuste de corrente) e da relação dos “braços” do divisor R3+R4, R6 (resistor R3 é usado para definir o Ufeu desejado). É fácil ver que quando Ufeu diminui (em valor absoluto), o que surge por alguma razão desestabilizadora, a tensão de alimentação do gerador de bloqueio aumentará e o efeito do factor desestabilizador será assim largamente compensado. O transformador do gerador de bloqueio é enrolado em um anel de ferrite M3000MN 20x12x6 mm. Devido ao fato desta ferrita possuir baixa resistência volumétrica, as arestas vivas do núcleo devem ser alisadas e todo o núcleo deve ser cuidadosamente isolado; embrulhe, por exemplo, com fita lavsan ou fluoroplástica. O enrolamento II é enrolado primeiro, contendo 800 voltas de fio PEV-2 0,07. O enrolamento é realizado em uma direção, quase volta a volta, deixando uma folga de 2...3 mm entre o início e o final do enrolamento. O enrolamento II também é coberto por uma camada de isolamento. O enrolamento I (8 voltas de PEWSHO 0,15...0,25) e o enrolamento III (3 voltas com o mesmo fio) são colocados ao longo do núcleo da maneira mais uniforme possível. O faseamento dos enrolamentos (pontos em T1 marcam suas extremidades em fase) deve ser observado na instalação do transformador. Sobre os detalhes do conversor. Resistor R6 - KIM-0,125, R3 - SP-38A, outros - MLT-0,125 e 0,25. Capacitores C3, C4 - KM-6 ou K10-176; C5, C7 - K15-5-N70 (1,5 kV) ou outra cerâmica para tensão de pelo menos 1 kV; C1 e C2 - qualquer óxido. A coluna de diodo 2Ts111A-1 pode ser substituída por quatro diodos conectados em série do tipo KD102A. Ao fazer qualquer outra substituição, você precisa ter em mente que a coluna de diodo VD3 não deve apenas ter uma tensão reversa alta - não menos que Ufeu, mas também uma corrente de fuga baixa (nesta tensão) - não mais que 0,1 μA. O transistor do gerador de bloqueio pode ser substituído pelo KT630V. Aqui o parâmetro determinante é a tensão de saturação do transistor em modo pulsado: com uma corrente pulsada de 1...1,5 A - Uke us imp Ј0,3 V. A tensão residual no coletor do transistor é fácil de estimar a partir do oscilograma: a partir da “lacuna” entre o topo plano do pulso e a linha de potencial zero. A corrente consumida pelo conversor de alta tensão da fonte de energia dependerá, obviamente, da carga. Com as duas cabeças de cintilação aqui descritas operando no modo localizador de radiação, não excedeu 16 mA. Publicação: cxem.net
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