自由空气电离室电场分布的研究

发布时间：2021-03-03 09:10

　　自由空气电离室作为X射线空气比释动能的初级标准装置被国内外计量机构广泛使用。本文使用有限元分析法研究自由空气电离室内的电场分布。研究结果发现,通过添加保护电极与保护环保持内部电场均匀性的同时,铅屏蔽外壳的电势对自由空气电离室内部电场同样具有影响。模拟计算结果表明,对铅屏蔽外壳、保护电极与保护环施加适当的电压,同时优化自由空气电离室的设计结构,可优化自由空气电离室内部电场分布。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(03)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

自由空气电离室结构

带电粒子平衡即入射和出射该区域的带电粒子的总能量和能谱分布达到平衡。图2为外部辐射源情况下带电粒子平衡条件。体积元V内含有较小的体积元v,若要使小体积元v内保持带电粒子平衡,则必须满足以下条件[5,15]:1) 体积元v与V之间边缘的最小间距大于其内任何次级带电粒子的最大射程;2) 体积元内介质的原子组成均匀;3) 体积元内介质的密度均匀;4) 间接致电离辐射场均匀外照射;5) 不存在非均匀的电场或磁场。为满足自由空气电离室内部空间形成带电粒子平衡区域的条件,自由空气电离室内部空间必须不存在非均匀的电场或磁场。因此有必要对自由空气电离室内部高压电极板与收集电极板之间形成的电场分布进行研究,以保证其电场分布的均匀性。

表1 自由空气电离室的几何参数Table 1 Geometrical parameter of free air ionization chamber 参数 数值 光阑直径,mm 6～10 空气衰减长度,mm 100 收集电极长度,mm 40 保护电极长度,mm 60 极间距,mm 70 保护环厚度,mm 5.9 保护环间距,mm 1.0 极化电压,V 1 600为解决上述问题,必须在收集电极外围设置保护电极,保护电极示意图如图4所示,收集电极嵌入保护电极中间的凹槽内,但不与保护电极凹槽内表面几何接触,且收集电极与保护电极凹槽保持均匀的间隙,可将收集电极与保护电极视为一个整体,即收集-保护电极(图5)。


本文编号：3061009