ГОСТ 17038.7-79
Детекторы ионизирующих излучений сцинтилляционные. Методы измерения эффективного показателя ослабления света сцинтилляций в детекторе

ГОСТ 17038.7-79*

Группа Л95

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДЕТЕКТОРЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЕ

Методы измерения эффективного показателя
ослабления света сцинтилляций в детекторе

lonizing-radiation scintillation detectors.
Methods for measurement of effective light attenuation
index of scintillation detector

ОКП 26 5100

Дата введения 1980-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 апреля 1979 г. N 1592 срок введения установлен с 01.01.80

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 24.08.84 N 3008 срок действия продлен до 01.01.90**

________________

** Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4, 1994 год). - Примечание изготовителя базы данных.

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (февраль 1984 г.) с Изменением N 1, утвержденным в августе 1984 г. (ИУС N 12-84).


Настоящий стандарт распространяется на сцинтилляционные детекторы ионизирующих излучений (детекторы), представляющие собой полированные сцинтилляторы, и устанавливает три метода измерения эффективного показателя ослабления света сцинтилляций в детекторе: метод 1 - для детекторов в форме стержней с круглым и многоугольным сечением площадью не менее 2 см и длиной не менее трех диаметров (или диагоналей); метод 2 - для детекторов в форме пластин толщиной не менее 0,5 см и длиной не менее 17 см; метод 3 - для детекторов в форме цилиндров или прямоугольных призм с диаметром (или диагональю) сечения и высотой от 4 до 16 см.

Стандарт применяется совместно с ГОСТ 17038.0-79 и ГОСТ 17038.3-79.

1. МЕТОД 1

1. МЕТОД 1

Метод основан на измерении зависимости анодного тока ФЭУ, возникающего при освещении фотокатода ФЭУ световым потоком от детектора при его возбуждении коллимированным пучком бета-частиц или фотонов, от расстояния между фотокатодом и местом возникновения света в сцинтилляторе.

1.1. Аппаратура

1.1.1. Аппаратура - по ГОСТ 17038.3-79 со следующим дополнением.

Используют источник бета-излучения стронций-90 + иттрий-90 активностью (1-3) 10 Вк, помещенный в коллиматор из органического стекла толщиной 0,3 см и свинца толщиной 0,2 см с цилиндрическим отверстием диаметром 0,3 см. Коллиматор устанавливают на подставке, позволяющей перемещать его параллельно (с отклонением не более 2°) оси детектора так, чтобы расстояние от поверхности детектора до источника не превышало 5 см.

В случаях, оговоренных НТД на конкретные типы детекторов, используют источник гамма-излучения, помещенный в свинцовый коллиматор со щелью шириной 0,15-0,20 см, перпендикулярной (с отклонением не более 2°) оси детектора. Коллиматор устанавливают на тележке, позволяющей перемещать его параллельно оси детектора так, чтобы расстояние от поверхности детектора до источника излучения не превышало 15 см.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Подготовка и проведение измерений

1.2.1. Торец детектора, удаленный от фотокатода ФЭУ, зачерняют, закрашивая черной тушью или гуашью или наклеивая на него светонепроницаемую бумагу с помощью вазелинового масла.

1.2.2. Детектор устанавливают в корпусе так, чтобы ось его совпадала с осью ФЭУ и выходное окно прилегало к фотокатоду ФЭУ. Между выходным окном и фотокатодом помещают экран из светонепроницаемой бумаги. Диаметр экрана равен диаметру фотокатода ФЭУ.

1.2.3. Устанавливают коллиматор с источником так, чтобы расстояние от источника излучения до фотокатода ФЭУ составляло не менее половины диаметра (или диагонали) детектора.

1.2.4. Детектор, источник и ФЭУ затемняют и подают на ФЭУ напряжение питания.

При использовании источника гамма-излучения допускается его размещение снаружи корпуса. В этом случае операции по пп.1.2.3 и 1.2.4 выполняют в обратном порядке.

1.2.5. Измеряют анодный ток ФЭУ (фоновый ток).

1.2.6. Снимают напряжение питания ФЭУ, удаляют экран из светонепроницаемой бумаги и устанавливают коллиматор с источником в той же геометрии, что и при измерении фонового тока.

1.2.7. Детектор, источник и ФЭУ затемняют и подают на ФЭУ напряжение питания.

1.2.8. Измеряют анодный ток ФЭУ - .

1.2.9. Измерения по пп.1.2.6-1.2.8 повторяют, передвигая коллиматор вдоль оси детектора, через каждые 0,5-10 см и измеряя в каждой точке анодный ток ФЭУ - .

Примечания:

1. Шаг передвижения коллиматора выбирают в зависимости от длины детектора так, чтобы получить не менее 8 точек.

2. Последняя точка должна находиться на расстоянии не менее 2 см от зачерненного торца.

1.2.10. Убирают зачернение с торца детектора, переворачивают его и зачерняют другой торец.

1.2.11. Измерения по пп.1.2.2-1.2.9 производят с детектором в перевернутом положении.

1.3. Обработка результатов

1.3.1. Определяют значения в каждой точке для измерений с детектором в прямом положении и строят график зависимости от расстояния .

1.3.2. Зависимость от графически аппроксимируют прямой и определяют тангенс угла наклона этой прямой - .

1.3.3. Эффективный показатель () ослабления света собственного излучения сцинтиллятора вычисляют по формуле

, (1)

где - коэффициент, учитывающий удлинение пути света за счет многократных отражений. Значения находят по таблице (см. справочное приложение).

1.3.4. Операции по пп.1.3.1-1.3.3 выполняют для результатов измерений, полученных с детектором в перевернутом положении.

1.3.5. Среднее значение вычисляют по результатам, полученным при измерениях с детектором в прямом и перевернутом положениях.

Результат округляют до двух значащих цифр. Округление проводят по СТ СЭВ 543-77.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2. МЕТОД 2

Метод основан на измерении зависимости анодного тока ФЭУ, возникающего при освещении фотокатода ФЭУ световым потоком от детектора при его возбуждении коллимированным пучком бета-частиц, от расстояния между фотокатодом и местом возникновения вспышки света в сцинтилляторе.

2.1. Аппаратура

2.1.1. Аппаратура - по ГОСТ 17038.3-79 со следующим дополнением.

Используют источник бета-излучения стронций-90 + иттрий-90, активностью (1-3)10 Вк, помещенный в коллиматор из органического стекла толщиной 0,3 см и свинца толщиной 0,2 см с цилиндрическим отверстием диаметром 0,3 см. Коллиматор устанавливают на подставке, позволяющей перемещать его параллельно (с отклонением не более 2°) оси детектора так, чтобы расстояние от поверхности детектора до источника не превышало 5 см.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. Подготовка и проведение измерений

2.2.1. Боковые (узкие) грани детектора зачерняют (по п.1.2.1) полностью, за исключением участка, прилегающего к фотокатоду.

2.2.2. Детектор устанавливают в корпусе так, чтобы ось его совпадала с осью ФЭУ и выходное окно плотно прилегало к фотокатоду ФЭУ. Между выходным окном и фотокатодом помещают экран из светонепроницаемой бумаги. Диаметр экрана должен быть равен диаметру фотокатода.

2.2.3. Устанавливают коллиматор с источником бета-излучения так, чтобы расстояние от источника излучения до фотокатода ФЭУ составляло 1-1,5 диаметра фотокатода.

2.2.4. Детектор, источник и ФЭУ затемняют и подают на ФЭУ напряжение питания.

2.2.5. Измеряют анодный ток ФЭУ - (фоновый ток).

2.2.6. Проводят измерения анодного тока ФЭУ по пп.1.2.6-1.2.9.

2.2.7. Поворачивают детектор на 90° в горизонтальной плоскости, убирают зачернение с участка, попавшего на фотокатод ФЭУ и зачерняют участок, ранее прилегавший к фотокатоду.

2.2.8. Измерения по пп.2.2.2-2.2.7 проводят с детектором в повернутом положении.

2.3. Обработка результатов

2.3.1 Определяют значения в каждой точке для измерений с детектором в прямом положении и строят график зависимости от расстояния .

2.3.2. Зависимость от графически аппроксимируют прямой и определяют тангенс угла наклона этой прямой - .

2.3.3. Значение вычисляют по формуле (1).

2.3.4. Операции по пп.2.3.1-2.3.3 выполняют для результатов измерений, полученных с детектором в повернутом положении.

2.3.5. Среднее значение вычисляют по результатам, полученным при измерениях с детектором в прямом и повернутом положениях.

Результат округляют до двух значащих цифр. Округление проводят как указано в п.1.3.5.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. МЕТОД 3

Метод основан на сравнении анодных токов ФЭУ, возникающих при освещении фотокатода ФЭУ световым потоком от детектора при его возбуждении бета-частицами со стороны входного и выходного окон.

3.1. Аппаратура

3.1.1. Аппаратура - по ГОСТ 17038.3-79 со следующими дополнениями.

Используют источник бета-излучения стронций-90 + иттрий-90 типа БИС-3, который помещают в центральном отверстии полированного диска из органического стекла толщиной 0,3 см и диаметром, равным диаметру фотокатода ФЭУ. Диаметр отверстия равен диаметру источника. С другой стороны отверстие закрывают свинцовой пробкой толщиной 0,1 см. Боковые поверхности диска и отверстия должны быть зачернены.

Используют световод в виде полированного диска из органического стекла толщиной 0,3 см с диаметром, равным диаметру фотокатода ФЭУ.

3.2. Подготовка и проведение измерений

3.2.1. Детектор помещают на фотокатод ФЭУ. Между выходным окном детектора и фотокатодом помещают экран из светонепроницаемой бумаги. Диаметр экрана должен быть равен диаметру фотокатода.

3.2.2. Источник бета-излучения помещают на входном окне детектора.

3.2.3. Детектор, источник и ФЭУ затемняют и подают на ФЭУ напряжение питания.

3.2.4. Измеряют анодный ток (фоновый ток).

3.2.5. Убирают экран из светонепроницаемой бумаги и помещают на фотокатод ФЭУ световод, на котором устанавливают детектор.

3.2.6. Источник бета-излучения помещают на входном окне детектора.

3.2.7. Детектор, источник и ФЭУ затемняют и подают на ФЭУ напряжение питания.

3.2.8. Измеряют анодный ток ФЭУ - .

3.2.9. Диск с источником помещают на фотокатод ФЭУ так, чтобы активная поверхность источника была направлена от фотокатода.

3.2.10. Источник и ФЭУ затемняют и подают на ФЭУ напряжение питания.

3.2.11. Измеряют анодный ток ФЭУ - (фоновый ток).

3.2.12. На источник помещают детектор, затемняют детектор, источник и ФЭУ и подают на ФЭУ напряжение питания.

3.2.13. Измеряют анодный ток ФЭУ - .

3.3. Обработка результатов

3.3.1. Значение () вычисляют по формуле

,

где - высота детектора, см.

Результат округляют до двух значащих цифр. Округление проводят как указано в п.1.3.5.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3.2. Суммарная относительная погрешность измерения эффективного показателя ослабления света собственного излучения при доверительной вероятности 0,95 не должна превышать 10%.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). Значение коэффициента v для детекторов на основе различных сцинтилляторов в форме стержней, цилиндров или призм и пластин

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

     
Значение коэффициента для детекторов на основе различных сцинтилляторов
в форме стержней, цилиндров или призм и пластин

Основа	Стержень, цилиндр или призма	Пластина
Полистирол	1,13	1,08
Полиметилметакрилат	1,16	1,10
Поливинилксилол	1,13	1,08