Это значит, что на выходе схемы (точки а я б) получается прямоугольный импульс напряжения, амплитуда которого равна ia,Ra, (где ia, - величина тока в лампе Лг в состоянии равновесия), а длительность зависит от постоянной времени цепи Rg, Cgi и может регулироваться изменением сопротивления rI] или емкости Cg,. С анода другой лампы (Л,) можно получить импульс напряжения отрицательного знака; запуск также можно осуществлять не через сетку лампы Л а через сетку лампы Лг (в этом случае нужен отрицательный входной импульс).

Таким образом, одновибратор одновременно усиливает, формирует и удлиняет импульсы. Он имеет много разновидностей, которые очень щироко применяются в различных приборах. В дозиметрических приборах одновибраторы применяются для формирования, калибровки и удлинения импульсов, а также в схемах гашения разряда в счетчиках.

Пересчетные схемы

Пересчетная схема осуществляет деление числа импульсов на 2, т. е. на каждые два импульса, поступающие на ее вход, она генерирует один импульс на выходе.

Рис. 193. Пересчстпая схема

В схеме рис. 193 сеточные напрял<ения ламп Л, и Лг складываются из напряжения источника смещения Z/cm. падения на-ирялеиия Чр, на общем сопротивлении R и падения напряжения на сопротивлениях утечки сетки Rg и Rg, от токов г, и 12- Напряжение смещения создает на сетке отрицательный по-

тенциал относительно катода, а падения напряжения на Rg, Rg, и Rg - положительный. Режим выбран таким образом, чтобы положительное падение напряжения на Rg или Rg, отпирало лампу Л] или Лг и чтобы лампа была заперта, если оно равно нулю.

Состояние, при котором обе лампы отперты, неустойчиво. Действительно, сколь угодно малое изменение (например, увеличение) анодного тока в одной из ламп (например, в Л]) вызовет увеличение падения напряжения на сопротивлении анодной нагрузки ( Raj и уменьшение анодного напряжения, а следовательно, и напряжения на сопротивленил утечки сетки (Rg,) являющегося частью анодного. Это пр.ведет к уменьшению анодного тока другой лампы (Лг), что вызовет увеличение ее анодного напряжения, а следовательно, увеличение его части - напряжения на сопротивлении утечки сетки первой лампы Rgj, отчего анодный ток первой лампы (Л,) увеличится и т. д. Таким образом, анодный ток в одной лампе (Л)) будет увеличиваться, а в другой лампе (Лг) уменьшаться до тех пор, пока либо ток в одной лампе (Л]) достигнет насыщения, либо ток в другой лампе (Ло) станет равным нулю. Это состояние схемы является устойчивым так же, как и противоположное состояние (Л, заперта, Лг отперта), и может сохраняться сколь угодно долго, так как в отличие от предыдущих схем не связано с переходными процессами.

Предположим, что на вход схемы поступает отрицательный импульс напряжения, который действует одновременно на сетки обеих ламп. Этот отрицательный импульс не окажет действия на запертую лампу (Ло), но может уменьшить анодный ток отпертой лампы (Л]), что приведет к повышению ее анодного напря-л-сения. В результате на аноде отпертой лампы получится усиленный нмлульс положительного знака, который будет передан через цепь связи на сетку запертой лампы и отопрет ее. Запертая лампа (Лг) отопрегся и произойдет опрокидывание схемы, которая останется в новом состоянии сколь угодно долго до прихода следующего импульса.

Каждый последующий импульс входного напрял<ения будет вызывать новое опрокидывание схемы. В результате потенциал Ua, анода лампы Лг будет изменяться скачками, причем один входной импульс напряжения будет увеличивать его до Ug, другой-уменьшать до Uo - ia, Ru,. В 1(ромежутках времени между импульсами потенциал анода будет оставаться постоянным. В результате, как очевидно из рис. 194, на каждые два входных импульса получается один импульс напряжения на выходе.

Существенная особенность схемы -ее способность реагировать только на отрицательный импульс напряжения. Положи-22*

тельный импульс напряжения не вызывает опрокидывания схемы, так как, действуя на сетку отпертой лампы, он вызывает на ее аноде усиленный импульс напряжения отрицательного знака, который передается на сетку запертой лампы и препятствует ее отпиранию входным положительным импульсом.

На рис. 195 изображена пересчетная схема, реагирующая только на положительный входной импульс напряжения. Вход схемы присоединен к катодам; положительный входной импульс

А А Л

Рис. 194. График изменения во времени входного и выходного напряжений пересчетной схе.мы

Рис. 195, Пересчетная схема, реагирующая только на положительные импульсы напряжения

напряжения повыщает потенциал катодов. От этого напряжение между сеткой и катодом обеих ламп уменьшается так же, как и при действии отрицательного импульса напряжения на сетки ламп и, следовательно, принцип де!1ствия этой схе.мы такой .ке, как и предыдущей. Схема рис. 195 не требует отдель};о:-о легочника напряжения смещения - ъю напряжение получается иа общем катодном сопротивлении.

Конденсаторы Ci и Сг обеспечивают более четкое и быстрое срабатывание схемы. При их отсутствии скачок напряжения с анода одной лампы передается на сетку другой через сопротивление, которое вместе с входной емкостью лампы вносит искажение (см. рис. 107 и 108). При наличии корректируюи:его конденсатора напряжение на сетке изменяется более быстро, так как оно передается на иее через конденсатор, В течение небольи;ого промел<утка времени, пока заряд конденсатора и напряжение на нем не успели измениться, он мало препятствует передаче скачка напряжения.

Глава 3

УСТРОЙСТВО ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

§ 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ

ПРИБОРОВ

Число типов различных дозиметрических приборов, выпускаемых отечественной промышленностью, быстро увеличивается. В настоящее время оно очень велико, однако различные типы приборов отличаются один от другого не основными принципами, а деталями их осуществления. Поэтому в данной главе излагаются лишь основные принципы устройства приборов и подробно описываются некоторые основные типы. Детально познакомившись с этими приборами, читатель при необходимости сможет разобраться и в других приборах.

Все дозиметрические приборы можно разделить по их назначению на следующие классы:

1, Индикаторы - для обнаружения радиоактивных веществ по световому или звуковому сигналу.

2, Радиометры - для определения степени загрязнения различных предметов (грунта, воздуха и т. д.) и поверхностей (рук, одежды, мебели и т. д.) радиоактивными веществами,

3, Рентгенометры - для определения мощности дозы (например, в рентгенах в час),

4, Дозиметры для определения дозы облучения (в рентгенах) .

Кроме того, приборы делятся по условиям их применения на стационарные, переносные, полевые и карманные.

Первичным элементом всякого электронного дозиметрического прибора является ионизационная камера или счетчик частиц, которые под действием радиоактивных излучений создают электрические сигналы, регистрируемые прибором (см, скелетную схему рис. 196). В зависимости от типа первичного элемента эти сигналы получаются различными, а именно:

1. Отдельные приблизительно одинаковые импульсы напряжения, число которых за некоторый отрезок времени пропорционально числу частиц за тот же промежуток времени (счетчик Гейгера - Мюллера).

2. Отдельные импульсы напряжения, число которых также пропорционально числу частиц и амплитуда которых пропорциональна ионизирующей способности соответствующих им частиц (пропорциональный газовый счетчик, сцинтилляционный счетчик и импульсная ионизационная камера).

3. Постоянный ток, сила которого пропорциональна средней

ионизующей способности частиц за достаточно большой отрезок времени, соизмеримый с постоянной времени прибора (интегральная ионизационная камера, счетчик Гейгера в интегральном режиме) .

Для нормальной работы любого из указанных типов первичного элемента приборов необходимо постоянное высокое напряжение порядка от нескольких сотен вольт до нескольких киловольт. Как указывалось выше, галогенные счетчики работают при нлпряжениях 300-400 б, счетчики Гейгера - Мюллера 800- 900 б, сцинтилляционные 1000-1500 б, а пропорциональные газовые счетчики и ионизационные камеры-от нескольких сотен

Стрелочный индикатор

Механический счетчин

Рис. IfiG. Скскчная с.\ем;1 .ю.чТронного дозиметрического прибора

вольт до нескольких киловольт. Поэтому в любом электронном дозиметрическом приборе имеется источник высокого напряжения, как правило, являющийся преобразователем энергии, получаемой от другого источника питания, общего для всего прибора.

Электр!тческне сигналы, поступающие от первичного эле.\;ента прибора, регистрируются выходным устройством одного из следующих типов:

1. Стрелочный индикатор, стрелка которого отклоняется пропорционально числу частиц за определенный отрезок времени.

2. Механический счетчик импульсов тока.

3. Реле, включающее сигнальное или иное автоматическое устройство.

4. Самописец, регистрирующий изменение во времени первичных электрических сигналов.

5. Телефон для ориентировочной оценки измеряемой величины на слух.

G. Сигнальная лампочка.

Электрические сигналы первичного элемента, как правило.

но могут непосредственно воздействовать на выходное устройство. Поэтому они соответственно обрабатываются, а именно:

1) усиливаются, если напряжение или сила тока недостаточны дляработы выходного устройства, для чего применяются усилители;

2) удлиняются, т. е. длительность импульсов тока или напряжения увеличивается, если она недостаточна для срабатывания выходного устройства импульсного типа (реле, механический счетчик, телефон) или для обеспечения заданной чувствительности прибора непрерывного типа (стрелочный индикатор, самописец). Эта задача решается с помощью одновибратора, ждущего блокинг-генератора или ждущего релаксатора с неоновой лампой или тиратроном.

3) Пересчитываются, т. е. число импульсов делится на постоянное целое число, если разрешающая способность выходного устройства импульсного типа (реле, механический счетчик) во много раз хуже разрешающей способности первичного прибора импульсного типа (счетчик или ионизационная камера в импульсном режиме). Это согласование разрешающих способностей первичного и выходного устройств осуществляется одним или несколькими каскадами полупериодных мультивибраторов либо ти-ратронными пересчетными схемами, а также схемами накопительного типа с неоновой лампой.

4) В приборах импульсного типа для нормальной работы указанных элементов схемы импульсы подвергаются промежуточному фop:v;иpoвaнию с помощью одновибраторов, блокинг-генерато-ров, дифференцирующих цепей и ограничителей.

Помимо перечисленных основных элементов, прибор иногда содержит ряд вспомогательных элементов, повышающих его качество, таких, например, как следующие:

1) гасящая схема, ускоряющая гашение разряда в газовых счетчикс.\;

2) катодный повторитель, который согласовывает выходную цепь прибора с кабеле.м, уменьшая искажение формы импульсов, вызываемое емкостью кабеля;

3) стабилизатор, повышающий стабильность напряжения, что особенно важно для приборов со сцинтилляционным счетчиком.

Первичный элемент, как правило, располагается на некотором расстоянии от всей установки и соединяется с ней достаточно длинным кабелем, что обеспечивает его подвижность. С целью уменьшить влияние помех, вызванных наведенными в кабеле электродвижущими силами и токами, часто рядом с первичным элементом располагают один или несколько каскадов усиления. В результате помеха усиливается меньшим числом каскадов, чем сигнал. В получившийся таким образом выносной блок иногда помещают, помимо первичного элемента с усилителем, источник