ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Радиоактивные ионизационные детекторы из "Автоматические детекторы газов" При конструировании газовых детекторов используются следующие эффекты ионизация газа электронами (метод поперечного сечения ионизации), ионизация газа возбужденными (метастабильными) атомами, захват медленных электронов молекулами газов, изменение подвижности свободных электронов. [c.52] Ионизационные радиоактивные детекторы, работающие по методу измерения поперечного сечения ионизации (радиологические детекторы). Метод измерения поперечного сечения ионизации основан на том, что ток ионизации, возникающий в газе, облучаемом радиоактивным источником, прямо пропорционален так называемому поперечному сечению ионизации, которое выражает собой вероятность ионизации в результате столкновения ионизирующего агента с нейтральными атомами или молекулами. [c.52] Поперечное сечение ионизации (табл. 3), а следовательно, и ионизационный ток возрастает в основном с увеличением числа валентных электронов и заполненных электронных оболочек, но не всегда пропорционально им. [c.52] Обычно применяют дифференциальную схему, состоящую из двух ячеек (Л. 50]. Через одну ячейку (измерительную) протекает газ из хроматографической колонки, а через другую (сравнительную) постоянно протекает чистый газ-носитель (рис. 19). [c.53] Газ в ячейках бомбардируется р-лучами двух источников 5г о, имеющих форму таблеток. Ячейки имеют общий центральный электрод между стенками ячеек и центральным электродом включены два отдельных источника постоянного напряжения. [c.53] При работе с ионизационными детекторами, измеряющими поперечное сечение ионизации, в качестве газа-носителя обычно используется водород или гелий, а иногда и азот. Напряжение, которое прикладывается между электродами камеры, должно быть значительно выше напряжения, вызывающего ток насыщения для любого детектируемого газа. Поэтому напряжение выбирается с запасом и составляет 100—300 в в зависимости от конструкции камеры детектора. [c.53] Для атома водорода т = для атома углерода = =4,16. [c.54] Чувствительность детектора составляет по толуолу 6 мв1% объемн. Инерционность определяется в основном объемом камеры ионизации. Детектор может работать при температурах до 300 °С, что определяется допустимой температурой нагрева радиоактивного источника и изолятора. Линейный динамический диапазон составляет 5 10 . [c.54] Ионизационные радиоактивные декторы, работающие по методу ионизации метастабильными атомами редких газов. Этот принцип ионизации детектируемых газов используется В аргоновых и гелиевых ионизационных детекторах. [c.54] Ких газов, обычно присутствующих в газе, вьiзывaюt переход метастабильных атомов в стабильные сразу же по мере их образования. Поэтому гелий, применяемый в гелиевых детекторах, работающих на принципе ионизации метастабильными атомами, очень тщательно очищается. [c.55] В аргоновом ионизационном детекторе происходят следующие процессы. Сначала происходит некоторая ионизация аргона р-частицами в сильном электрическом поле. Ускорение электронов в поле приводит к образованию метастабильных атомов аргона Аг. Возбуждение аргона, в обычных электрических полях происходит главным образом вблизи анода, и, поскольку аргон является преобладающим компонентом газовой среды, получается высокая концентрация Аг с энергией 11,6 эв. При возвращении в устойчивое состояние Аг испускает ультрафиолетовое излучение. В результате взаимодействия Аг с примесями в газе возникает дополнительный фоновый ток. [c.55] Для работы аргоновых детекторов могут быть использованы источники а- или р-излучения. Наиболее удобны при работе до температур 200°С тритиевые источники р-излучений, обеспечивающие большую безопасность работы. [c.56] Аргоновые детекторы мало чувствительны к изменениям температуры и давления. Простой аргоновый детектор чувствителен к потоку, так как эффективность ионизации уменьшается с увеличением скорости потока. Микродетектор и триодный детектор почти нечувствительны к потоку в области скоростей 1—300 мл мин при поступлении через ввод для выносящего газа и в области скоростей 1—30 мл мин при его поступлении через анодный вход. В табл. 4 приведены основные рабочие характеристики аргоновых детекторов [Л. 55]. [c.56] Чувствительность аргоновых детекторов к соединениям многих гомологических рядов уменьшается с увеличением молекулярного веса и приближается к своему низшему предельному значению для веш,еств с молекулярной массой, не превышающей 100 [Л. 54]. Выше это- Вход го молекулярного веса реакция аргоновых детекторов пропорциональна количеству вещества. Ароматические углеводороды представляют аномалию, и чувствительность к ним аргоновых детекторов увеличивается с молекулярной массой (Л. 51] (см. также приложение 2 (Л. 131]). [c.57] Измерения в опытах с водородом, азотом, кислородом и окисью углерода показали, что иопользование метастабильно-го гелия повышает чувствительность детектора почти в 100 раз. [c.58] Линейный динамический диапазон описанного детектора невелик и составляет Ю , Минимальная обнаруживаемая детектором концентрация составляет 4 10 . [c.58] В другой конструкции гелиевого детектора реализуется принцип, по которому атомы гелия возбуждаются так же, как и в аргоновом детекторе, при соударениях атомов гелия с медленными электронами, разгоняемыми электрическим полем камеры детектора, с той лишь разницей, что процессы возбуждения атомов гелия происходят в одной камере, а процессы ионизации молекул анализируемого газа — в другой, в которую выносятся из камеры возбуждения метастабильные атомы гелия. [c.58] Преимущества такой конструкции детектора следующие анализируемый газ не попадает в зону, где происходит возбуждение атомов редкого таза, следовательно, скорость образования метастабильных атомов в процессе детектирования постоянна при раздельном проведении процесса возбуждения и ионизации достигается более полное отделение полезного сигнала от фонового. [c.59] Рабочее напряжение камеры возбуждения не более 1 200 в и ограничено максимальным током самостоятельного разряда камеры возбуждения. [c.59] Сигнал детектора связан с концентрацией анализируемого газа гиперболической зависимостью. Фоновый ток детектора составляет 10- а. Минимальная обнаруживаемая концентрация равна 5 10 . [c.59] Вернуться к основной статье