SU766288A1 - Radiometer for measuring specific activity of solutions - Google Patents

Abstract

1. РАДИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАСТВОРОВ, содержащий измерительную кювету, два детектора ионизирук цего излучени , размещенные в защитных экранах с коллиматорами, имеющими коллимационные каналы, выполненные так, что оеь коллимационного канала перед одним детектором направлена на ось кюветы, а оси коллимационных каналов перед другим детектором направлены по касательной к внутренней поверхности кюветы, устройство вычитани , входы которого соединены с выходами детекторов, отличающийс  тем, что, с целью снижени  погрешности измерени , коллиматоры с коллимационными каналами выполнены подвижными с возможностью их взаимной перестановки и в радиометр дополнительно введены коммутирукщее устройство,входы которого соединены с выходами детекторов, а выходы - с входами устройства вычитани , блок управлени , соединенный скоммутирующим устройством,и блок смены коллиматоров,кинематически св kfl занный с защитными экранами,вход которого соединен с блоком управлени .1. RADIOMETER FOR MEASURING SPECIFIC SOLUTIONS ACTIVITY, containing a measuring cuvette, two ionization radiation detectors, placed in protective screens with collimators having collimation channels, designed so that the collimation channel in front of one detector is directed to the axis of the cuvette, and another detector is directed tangentially to the inner surface of the cuvette, a subtraction device, the inputs of which are connected to the outputs of the detectors, characterized in that, in order to reduce measurement solutions, collimators with collimation channels are made movable with the possibility of their mutual permutation and a switching device is added to the radiometer, the inputs of which are connected to the outputs of the detectors, and the outputs are connected to the inputs of the subtraction device, the control unit connected by the switching device and the collimator changer associated with protective shields, the input of which is connected to the control unit.

Description

2. Радиометр по п. 1, отличающийс  тем, что каждый защитный экран содержит два коллиматора , при Зтом ось одного коллимационного канала при размещении коллиматоранапротив измерительной кюветы направлена2. Radiometer according to claim 1, characterized in that each protective screen contains two collimators, with this, the axis of one collimation channel, when placing the collimator, is directed opposite to the measuring cell

на, ось кюветы , аоси другогоon the axis of the cuvette

по касательной квнутренней поверхности кюветы. tangent to the inner surface of the cuvette.

Изобретение относитс  к радио- метрическим приборам, предназначенным дл  измерени  удельной активности растворов, например, при определении концентрации гамма-активных изотопов в технологических растворах, и может быть использовано при разработке приборов дл  оснащени  предпри тий радиохимического производства . -.-.The invention relates to radiometric devices designed to measure the specific activity of solutions, for example, in determining the concentration of gamma-active isotopes in process solutions, and can be used in the development of devices for equipping enterprises of radiochemical production. -.-

Известны устройства дл  измерени  удельной активности растворов, содержащее измерительную кювету и детекторы ионизирующего излучени .Devices are known for measuring the specific activity of solutions containing a measuring cell and ionizing radiation detectors.

Прототипом данного устройства  вл етс  радиометр дл  измерени The prototype of this device is a radiometer for measuring

,,

дельной активности растворов, содержащий измерительную кювету, два детектора йонизирук цего излучени , размещенные в защитных экранах с коллиматорами , имекицими коллимационные каналы, вьшолненные так, что ось коллимационного канала перед одним детектором направлены на ось кюветы, а оси коллимационных каналов перед другим детектором направлены по касательной к внутренней поверхности кюветы, устройство вычитани , входы которого соединены с выходами детекторов .each solution activity containing a measuring cell, two ionizing radiation detectors placed in protective shields with collimators with collimation channels, designed so that the axis of the collimation channel in front of one detector is directed to the axis of the cuvette, and the axis of the collimation channels in front of the other detector are tangential to the inner surface of the cuvette, a subtraction device, the inputs of which are connected to the outputs of the detectors.

Недостатком известного устройства  вл етс  больша  погрешность измерени , обусловленна  неизотропностью и непосто нством внешнего фонового излучени .A disadvantage of the known device is the large measurement error due to non-isotropy and inconsistency of external background radiation.

Целью изобретени   вл етс  снижение погрешности измерени .The aim of the invention is to reduce the measurement error.

Дл  этого в предлагаемом радиометре дл  измерени  удельной активности растворов, содержащем измерительную кювету, два детектора ионизирующего излучени , размещенные в защитных экранах с коллиматорами, имеющими коллимационные каналы, выполненные так, что ось коллимационного каналаTo do this, in the proposed radiometer for measuring the specific activity of solutions containing a measuring cell, two ionizing radiation detectors placed in protective screens with collimators having collimation channels, made so that the axis of the collimation channel

перед одним детектором направлена на ось кюветы, а оси коллимационных ка;налов перед другим детектором направлены по касательной к внутренней поверхности кюветы, и устройство вычитани , входы которого соединены с вы ходами детекторов, коллиматоры с коллимационными каналами выполнены подвижными с возможностью их взаимнойin front of one detector is directed to the cuvette axis, and the axis of the collimation channel; in front of the other detector is directed tangentially to the inner surface of the cuvette, and the subtraction device, whose inputs are connected to the outputs of the detectors, the collimators with collimation channels are made movable with the possibility of their mutual

0 перестановки, дополнительно введены коммутирующее устройство, входы которого соединены с выходами детекторов, а выходы - с входами устройства вычитани , блок управлени , соединенный0 permutations, a switching device is additionally introduced, the inputs of which are connected to the outputs of the detectors, and the outputs to the inputs of the subtraction device, the control unit connected

5 с коммутирующим устройством, и блок смены коллиматоров, .кинематически св занный с защитнь|ми экранами, вход которого соединен с блоком управлени ..5 with a switching device, and a collimator changer, which is kinematically linked to protective screens, the input of which is connected to the control unit.

0 Кроме того, каждый защитный экран . содержит два коллиматора, при этом ось одного коллимационного канала при размещении коллиматора напротив измерительной кюветы направлена- на0 In addition, each protective shield. contains two collimators, with the axis of one collimation channel when the collimator is placed opposite the measuring cell is directed

5 ось кюветы, а- оси другого - по касательной к внутренней поверхности кюветы .5 axis of the cuvette, and - axis of the other - tangential to the inner surface of the cuvette.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы двух вариантов устройства.FIG. 1 and 2 are diagrams of two variants of the device.

0 На фиг. 1 изображена блок-схема первого варианта радиометра. Он содержит измерительную кювету 1, защитные экраны 2, детекторы излучени  3, 4, коллиматоры 5 и 6, коммутирующее0 FIG. 1 shows the block diagram of the first version of the radiometer. It contains measuring cell 1, protective screens 2, radiation detectors 3, 4, collimators 5 and 6, switching

5 устройство 7, устройство вычитаний 8, блок управлени  9 и устройство 10 смены коллиматоров.5, device 7, subtraction device 8, control unit 9, and collimator changer 10.

На фиг. 2 представлена блок-схема второго варианта радиометра. В немFIG. 2 shows the block diagram of the second version of the radiometer. In him

0 каждый защитный экран содержит два коллиматора 5, 5 и 6,6, при этом ось одного коллимационного канала при размещении коллиматора напротив измерительной кюветы направлена на ось кюветы, а оси другого - по касатель5 ной к внутренней поверхности кю вета. Принцип работы радоиметра заключ етс  в следующем. Через измерительную кювету 1, выполненную, например в виде цилиндра, протекает раствор, содержащий гамма-активные элементы и имеющей удельную гамма-активность tj . На стенках кюветы по вл етс  слой этих радиоактивных элементов, сорбированных из раствора, имеющий удельную гамма-активность, равную q , Работа прибора осуществл етс  в любое четное число циклов. Дл  пр мера рассмотрим работу в два цикла, причем врем  работы в каждом цикле одинаково. В первом цикле измерени  перед одним детектором, например 4, находитс  коллиматор 6, позвол ющий регистрировать преимущественно поток гамма-излучени  от измер емого раст вора, а перед другим детектором 3коллиматор 5, позвол ющий регистрировать преимущественно поток гаммаизлучени  от сло , сорбированного на стенках кюветы. При этом на выходе детекторов скорости счета импульсов- будут соответственно равны n, e,(,c,Vc,4C|,(P, Ь- гЧрЧ г1Л2 22; где f и 6g чувствительность регистрации потока гамма-излучени  от измер емого раствора дете торами 3 и 4 соответс венно; имп/с/Ки, удельна  активность измер емого раствора, Ки/л; , «)р. объемы измер емого рас вора, видимые детек торами с коллиматорам 5 или 6 соответственн л; ОС и 96 - чувствительности реги страции потока гаммаизлучени  от сло  радиоактивных элементов сорбированного на сте ках кюветы детекторам 3 и 4, имп/с/Ки; - удельна  активность сло , сорбированного на стенках кюветы, Ки/л; 8 0, и с, объемы сло  радиоактивных элементов, сорбированного на стенках кюветы, видимые торами с коллиматором 5 или 6 соответственно, л: f. f. чувствительность регистрации внешнего фонового потока гамма-излучени  детекторами с коллиматором 5 или6 соответственно , имп/с/мКи; 9, и 9, мощность дозы фонового гамма-излучени  в месте расположени  детекторов 3 и 4 соответственно, мкр/сек. Через коммутирующее устройство 7 ::игнал с детектора 3 поступает на вход «.устройства вычитани  8, а сигнал с детектора 4 на .вход S , По окончании первого цикла по команде с блока управлени  9 с помощью блока 10 смены коллиматоров (например электродвигател ) производитс  смена коллиматоров. Перед детектором 3 помещаетс  коллиматор 6, позвол ющий регистрировать прей- мущественно поток гамма-излучени  от сорбированного сло , а перед детектором 4 - коллиматор 5, позвол ющий регистрировать преимущественно поток гамма-излучени  от измер емого раствора. При этом на выходе детекторов скорости счета будут равны соответственно n, e,(,(,Vcj+4,p, . Через коммутирующее устройство 7 во втором цикле сигнал с детектора 3 поступает на вход о устройства вычитани  8, а сигнал с детектора 4 на вход q . По окончании второго цикла на выходе устройства вычитани  8 получим -(((е,Р,+еЛг Рг- 1Ч Яс Ч г сг йЛг- 1 С4 того, чтобы в приборе была осуществлена компесаци  вли ни  гамма-излучени  сорбированного сло  и результат измерени  не зависел от величины фонового излучени  и его направленности , т.е. соотношени  f, и 9 йеобходимо выполнение условий Cf, Ч; 2 2 В1)11голиение этих условий обеспечив;1е1Г .  выбором положени  и ширины г к .пей коллимационных каналов. Следовательно, при соблюдении эти услпвий на выходе устройства вьгчитани  будет сигнал, равный (e,y(Vp,-v т.е. завис щий только от активности раствора. Радиометр, блок-схема которого по разана на фиг. 2, работает аналогично описанному выше. По окончании пер вого цикла измерени  перед каждым де тектором производитс  смена коллимат ров: 5 на 5 и 6 на 6 соответственн Установка двзгх сменных коллиматоров перед каждым детектором позвол ет упростить кинематическую схему прибора . Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет производить измерение удельной гамма-активности растворов с полной и одновременной компенсацией как вли ни  сло  радиоактивных элементов, сорбированных на стенках измерительной кюветы, так и вли ни  внешнего анизотропного фонового потока гамма-излучени  с переменным энергетическим составом, тем самым значительно уменьшаетс  обща  погрешность измерени . При измерении известным способом погрешность, обусловленна  изменением фона, составл ет 15%, у предлагаемого прибора - 3-5%, что подтверждаетс  проведенными экспериментами. Снижение погрешности измерени  позвол ет улучшить регулирование технологического процесса в радиохимическом производстве, что позвол ет зменьшить веро тность загр знени  окружающей среды. 20 each shield contains two collimators 5, 5, and 6.6, while the axis of one collimation channel, when placing the collimator opposite the measuring cell, is directed to the axis of the cell, and the axis of the other is tangentially to the inner surface of the cell. The principle of operation of a radio meter is as follows. A measuring solution containing gamma-active elements and having a specific gamma activity tj flows through measuring cell 1, made for example in the form of a cylinder. A layer of these radioactive elements sorbed from the solution, having a specific gamma activity equal to q, appears on the walls of the cuvette. The device is operated in any even number of cycles. For example, consider the work in two cycles, and the work time in each cycle is the same. In the first measurement cycle, in front of one detector, for example 4, there is a collimator 6, which allows recording mainly the gamma radiation flux from the measured solution, and in front of another detector 3 collimator 5, which allows to record mainly the gamma radiation flux from the layer sorbed on the cuvette walls. In this case, at the output of the detectors, the pulse counting rate will be n, e, (, c, Vc, 4C |, (P, L - hFHR g1L2 22, respectively; where f and 6g are the sensitivity of recording gamma radiation flux from the measured solution by detectors 3 and 4, respectively; pulse / s / CI, specific activity of the measured solution, CI / l;, ") the volumes of the measured solution, visible to detectors with collimators 5 or 6, respectively; OS and 96 - sensitivity of the register gamma radiation fluxes from a layer of radioactive elements sorbed on the cups of the cups by detectors 3 and 4, imp / s / CI; the visibility of the layer sorbed on the cuvette walls, Ci / l; 8 0, and c, the volume of the layer of radioactive elements sorbed on the cuvette walls, visible with tori with a collimator of 5 or 6, respectively, l: ff sensitivity of detecting external background gamma radiation flux with detectors with the collimator is 5 or 6, respectively, counts / s / mci; 9, and 9, the dose rate of background gamma radiation at the location of the detectors 3 and 4, respectively, μr / sec. The switching device 7 :: the signal from detector 3 enters the input of the subtraction device 8, and the signal from the detector 4 to the input S. At the end of the first cycle, a command from the control unit 9 is produced using the collimator changing unit 10 (for example, an electric motor) change of collimators. A collimator 6 is placed in front of the detector 3, which makes it possible to record the gamma radiation flux from the sorbed layer, and a collimator 5 in front of the detector 4, which allows to record mainly the gamma radiation flux from the measured solution. At the output of the detectors, the counting rates will be n, e, (, (, Vcj + 4, p, respectively. Through the switching device 7 in the second cycle, the signal from detector 3 enters the input about the subtraction device 8, and the signal from detector 4 on input q. At the end of the second cycle at the output of the subtraction device 8 we get - (((e, P, + eLg Pr-1H Yas Chr sg yLg-1 C4 so that the device compresses the effect of the gamma radiation of the sorbed layer and the measurement result did not depend on the magnitude of the background radiation and its directivity, i.e. the ratio f, and 9 About the fulfillment of the conditions Cf, H; 2 2 B1) 11, the separation of these conditions ensured; 1E1G. The position and width rk.pey of the collimation channels were selected. Consequently, if these conditions are observed, the signal equal to (e, y (Vp, -v, i.e., depending only on the activity of the solution. The radiometer, the block diagram of which is shown in Fig. 2, works similarly to that described above. At the end of the first measurement cycle, the collimators are changed before each detector: 6 to 6, respectively. Installing dvzgkh interchangeable collimators before each Ktorov allows to simplify the kinematic diagram of the device. Thus, the proposed device makes it possible to measure the specific gamma activity of solutions with full and simultaneous compensation both of the influence of a layer of radioactive elements sorbed on the walls of the measuring cell and the effect of an external anisotropic background flux of gamma radiation with a variable energy composition, thereby the total measurement error is significantly reduced. When measured in a known manner, the error due to a change in the background is 15%, and the proposed instrument is 3-5%, which is confirmed by the experiments performed. Reducing the measurement error allows for better regulation of the process in radiochemical production, which reduces the likelihood of environmental pollution. 2

вat

Claims (2)

1. РАДИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАСТВОРОВ, содержащий измерительную кювету, два детектора ионизирующего излучения, размещенные в защитных экранах с коллиматорами, имеющими коллимационные каналы, выполненные так, что ось коллимационного канала перед одним детектором направлена на ось кюветы, а оси коллимационных каналов перед другим детектором направле- ны по касательной к внутренней поверхности кюветы, устройство вычитания, входы которого соединены с выходами детекторов, отличающийся тем, что, с целью снижения погрешности измерения, коллиматоры с коллимационными каналами выполнены подвижными с возможностью их взаимной перестановки и в радиометр дополнительно введены коммутирующее устройство,входы которого соединены с выходами детекторов, а выходы - с входами устройства вычитания, блок управления, соединенный скоммутирующим устройством,и блок Q смены коллиматоров,кинематически связанный с защитными экранами,вход которого соединен с блоком управления.1. A RADIOMETER FOR MEASURING SPECIFIC ACTIVITY OF SOLUTIONS, comprising a measuring cell, two ionizing radiation detectors placed in protective screens with collimators having collimation channels, configured so that the axis of the collimation channel in front of one detector is directed to the axis of the cell and the collimation channels axis in front of the other the detector is directed tangentially to the inner surface of the cell, the subtraction device, the inputs of which are connected to the outputs of the detectors, characterized in that, in order to reduce the error These measurements, collimators with collimation channels are movable with the possibility of their mutual interchange and a switching device is additionally introduced into the radiometer, the inputs of which are connected to the outputs of the detectors, and the outputs are connected to the inputs of the subtraction device, the control unit connected by the switching device, and the Q collimator change unit, kinematically connected with protective screens, the input of which is connected to the control unit. SU_<n. 766288SU_ <n. 766288 2. Радиометр по π. 1, отличающийся тем, что каждый защитный экран содержит два коллиматора' , при этом ось одного коллимационного канала при раз мещении коллиматора напротив измерительной кюветы направлена на ось кюветы , а оси другого . —» по касательной к внутренней’ поверхности кюветы.2. The radiometer according to π. 1, characterized in that each protective screen contains two collimators', while the axis of one collimation channel, when the collimator is placed opposite the measuring cell, is directed to the axis of the cell and the axis of the other. - "tangent to the inner’ surface of the cuvette.