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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Rivelatori a scintillazione di radiazioni ionizzanti. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / dosimetri Per rivelare le radiazioni ionizzanti si sfrutta spesso la capacità di alcune sostanze - gli scintillatori - di rendere visibile e luminosa la traiettoria di una particella ionizzante che “spara” attraverso di esse. I rilevatori a scintillazione di radiazioni ionizzanti presentano un certo vantaggio rispetto ai contatori Geiger: l'ampiezza e la durata del flash possono essere utilizzate per giudicare il tipo e l'energia della particella che lo ha generato. È anche importante che un contatore a scintillazione abbia un’efficienza molto più elevata di un contatore Geiger, che solitamente registra solo una o due particelle su cento che lo colpiscono. La progettazione di un contatore a scintillazione è semplice: lo scintillatore richiesto (vedi Appendice 7) è incollato al catodo di un tubo fotomoltiplicatore (PMT) e il tutto è posto in una scatola accuratamente isolata dall'illuminazione estranea. Il resto è contare i fotoimpulsi, ordinandoli per ampiezza, forma, ecc. - una questione di ordinaria attrezzatura elettronica. Un diagramma schematico della testa fotografica di un contatore a scintillazione è mostrato in Fig. 81, e il convertitore ad alta tensione per la sua alimentazione è mostrato in Fig. 82. La tensione di alimentazione del PMT - alta rispetto a terra - viene solitamente fornita al suo catodo. Ciò consente di collegare galvanicamente il circuito anodico del fotomoltiplicatore con l'analizzatore elettronico del dispositivo e, se necessario, tenere conto della componente costante della sua fotocorrente. La tensione di alimentazione del PMT, la sua distribuzione tra i dinodi e, di conseguenza, il rapporto tra i valori dei resistori R2...R13 che compongono il divisore del dinodo dipendono dal tipo di fotomoltiplicatore (vedi Appendice 6). Qui abbiamo utilizzato un FEU-85 a voltaggio relativamente basso. Poiché la modalità operativa dei fotomoltiplicatori negli scintillatori domestici è vicina allo "scuro", le resistenze dei resistori del dinodo possono essere significativamente più elevate di quanto raccomandato (pur mantenendo le proporzioni).
L'unica regolazione operativa nel canale - il resistore R14 - svolge una funzione molto importante: sul comparatore DA1 impostano la tensione di soglia U3-4. Solo gli impulsi con ampiezza Uimp>U3-4 apriranno il comparatore e sulla sua uscita verrà generato un impulso standard digitale (pin 9). Nelle apparecchiature dosimetriche autonome che utilizzano fotomoltiplicatori si pone il problema della loro alimentazione. L'alto moltiplicatore U richiesto dal PMT (0,8...1 kV o più), i requisiti per la sua stabilità (la fotosensibilità del PMT dipende fortemente dalla tensione di alimentazione; vedere Appendice 7) impongono requisiti piuttosto severi ai dispositivi che generare questa tensione.
La base del convertitore ad alta tensione mostrato in Fig. 82, costituisce un generatore di blocco che forma impulsi di tensione di ampiezza Uimp sull'avvolgimento II del trasformatore T1@Ufeu. Attraverso la colonna di diodi VD3 si carica il condensatore C5, che diventa così la fonte di alimentazione del fotomoltiplicatore. Pulsazioni Ufeu (hanno la forma di una “sega” con intervalli di tempo tra i “denti” tп@R7·C4) rimuove il filtro RC (C5, R8, C6, R9, C7). Nel circuito di alimentazione del generatore di blocco viene introdotto un transistor VT2, la cui corrente di collettore dipende dalla corrente di base, che a sua volta dipende dalla corrente di drain del transistor ad effetto di campo VT3. La tensione al gate di questo transistor dipende da Ufeu, dalla tensione sul diodo zener VD1 (il transistor VT1 è il suo "resistore" di regolazione della corrente) e dal rapporto tra i "bracci" del divisore R3+R4, R6 (resistore R3 serve per impostare l'Ufeu desiderato). È facile vedere che quando Ufeu diminuisce (in valore assoluto), che si verifica per qualche motivo destabilizzante, la tensione di alimentazione del generatore di blocco aumenterà e l'effetto del fattore destabilizzante sarà quindi ampiamente compensato. Il trasformatore del generatore di blocco è avvolto su un anello di ferrite M3000MN 20x12x6 mm. Dato che questa ferrite ha una bassa resistenza volumetrica, gli spigoli vivi del nucleo devono essere smussati e l'intero nucleo deve essere accuratamente isolato; avvolgere, ad esempio, con nastro lavsan o fluoroplastico. L'avvolgimento II viene avvolto per primo, contenente 800 spire di filo PEV-2 0,07. L'avvolgimento viene effettuato in un senso, quasi giro dopo giro, lasciando uno spazio di 2...3 mm tra l'inizio e la fine dell'avvolgimento. Anche l'avvolgimento II è ricoperto da uno strato isolante. L'avvolgimento I (8 giri di PEWSHO 0,15...0,25) e l'avvolgimento III (3 giri con lo stesso filo) sono disposti lungo il nucleo nel modo più uniforme possibile. La fasatura degli avvolgimenti (i punti su T1 indicano le loro estremità in fase) deve essere rispettata durante l'installazione del trasformatore. Informazioni sui dettagli del convertitore. Resistore R6 - KIM-0,125, R3 - SP-38A, altri - MLT-0,125 e 0,25. Condensatori C3, C4 - KM-6 o K10-176; C5, C7 - K15-5-N70 (1,5 kV) o altra ceramica per una tensione di almeno 1 kV; C1 e C2: qualsiasi ossido. La colonna di diodi 2Ts111A-1 può essere sostituita con quattro diodi collegati in serie del tipo KD102A. Quando si effettuano altre sostituzioni, è necessario tenere presente che la colonna del diodo VD3 non deve solo avere un'elevata tensione inversa - non inferiore a Ufeu, ma anche una corrente di dispersione bassa (a questa tensione) - non superiore a 0,1 μA. Il transistor del generatore di blocco può essere sostituito con KT630V. Qui il parametro determinante è la tensione di saturazione del transistor in modalità impulsiva: con una corrente impulsiva di 1...1,5 A - Uke us imp Ј0,3 V. La tensione residua sul collettore del transistor è facile da stimare dall'oscillogramma: dallo “gap” tra la parte superiore piatta dell'impulso e la linea a potenziale zero. La corrente consumata dal convertitore ad alta tensione dalla fonte di alimentazione dipenderà ovviamente dal carico. Con le due teste di scintillazione qui descritte funzionanti in modalità localizzatore di radiazione, non superava i 16 mA. Pubblicazione: cxem.net
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