Конструкции радиоизотопных манометров

На рис. 6. 6, а показаны конструкции радиоизотопного манометрического преобразователя с дисковым источником излучения 83, а на рис. 6. 6, б — преобразователя ПМР-2 с источником излучения, распределенным по поверхности анода 85. При конструировании преобразователей для измерения высоких давлений их рабочую камеру делают небольших . размеров, применяя многостержневой коллектор и большие анодные напряжения (500 в). У широкодиапазонного манометра камера должна иметь максимально большие размеры, коллектор должен быть многостержневым, а анодное напряжение должно иметь несколько фиксированных значений. Для измерения давления от 1000 до 10~⁴ мм рт. ст. два манометрических преобразователя (один для высокого, другой для низкого давления) могут быть помещены в один баллон88 .

Переключением манометрических преобразователей и входных сопротивлений электрометрического усилителя можно установить нужный предел измерения.

На рис. 6. 7 показан широкодиапазонный манометрический преобразователь с многостержневым коллектором 89. Размеры анода: диаметр 65 мм, длина 78 мм, анодное напряжение 30—40 в. Чувствительность преобразователя составляет 2,5X Х10~⁹ амм рт. ст. Линейность характеристики сохраняется в пределах 40 : Ю³ мм рт. ст.

В качестве радиоактивного вещества в преобразователях длительное время применялся радий 83, 84, 89. Общее количество радия в его сплаве с золотом, примененного в работе 89, составляло 0,2 мг. Однако радий небезопасен в обращении, так как кроме а-частиц создает у-излучение и радиоактивный газ— радон.

В преобразователе, описанном в работе 85, был применен плутоний 239, образующийся в ядерных реакторах. Он имеет период полураспада Т = 25000 лет, не дает газообразных продуктов радиоактивного распада, его у-излучение обладает малой интенсивностью и поэтому легко поглощается стенками прибора. Плутоний более безопасен, чем радий, но менее активен и требуется в больших количествах. Неудобство применения плутония состоит в том, что в процессе радиоактивного распада он испускает атомы урана 235, которые имеют относительно низкую энергию 80—ЮОкэви весьма малую длину полного пробега в газе. Наличие такого излучения делает градуировочную характеристику манометрического преобразователя нелинейной при значительно более низких давлениях, чем в случае применения радия. Для борьбы с излучением урана 235 наносят на плутоний нерадиоактивную пленку (обычно из алюминия толщиной 6 мк), которая, поглощая атомы урана 235, пропускает а-частицы. При этом чувствительность манометрического преобразователя уменьшается пропорционально 1—(X — толщина пленки, соответствующая полному пробегу а-частицы в материале пленки, р — толщина пленки). Для алюминиевой фольги толщиной 6 мк -у- = = 0,27; следовательно, чувствительность уменьшается в 1,37 раза.

Для манометров, работающих в течение очень непродолжительного времени 86, можно в качестве радиоактивного вещества использовать полоний 210, у которого при высокой активности период полураспада Т = 138 дней. Полоний 210 так же, как и плутоний 239, требуется покрывать пленкой из нерадиоактивного вещества. Перспективным для применения в радиоизотопных манометрах является кюрий 243, у которого отсутствуют у-излу-чение, а период полураспада длится ~-100 лет.

В отличие от описанных выше манометров, где для измерения давления используется a-излучение, в работе 90 описан радиоизотопный манометр, в котором применяется 0-излучение изотопа Рт⁷. Схема включения манометра показана на рис. 6. 8, а. Манометрический преобразователь представляет собой конденсатор, помещенный в баллоне, подключенном к вакуумной системе.

На одну из обкладок конденсатора нанесено радиоактивное вещество, 0-излучение которого заряжает конденсатор до напряжения U, измеряемого на сопротивлении R при помощи электростатического вольтметра С-95. Величина U зависит от давления из-за наличия в цепи конденсатора ионного тока 1_и.