5.1.4. Камеры с газовой стенкой

Радиометрия β-активных газов при помощи ионизационных камер с газовой стенкой также основана на измерении объемной активности газа по величине ионизационного тока. Количество энергии, выделенной в единичном объеме, равно количеству энергии, поглощенной в этом объеме. Метод измерения при помощи ионизационных камер с газовой стенкой используется только для измерения газов с малой энергией β-излучения (³Н, ¹⁴С).

Конструкция такой камеры может быть выполнена в виде двух коаксильно расположенных цилиндров (центральный – собирающий и внешний). Эти цилиндры изготовляются из материала с малым атомным номером (алюминий и т. д.).

Электронное равновесие в такой камере обеспечивается путем равномерного распределения измеряемого газа в воздухе. Измерительный объем камеры должен быть ограничен сеткой и окружен смесью воздуха и радиоактивного газа, с толщиной равной или больше значения максимального пробега β-частиц в воздухе. Ионизационный ток в камере с газовой стенкой равен:

(5.13),

где – ионизационный ток в амперах; 3,7·10¹⁰ — число распадов в 1 с, соответствующее 1 Кюри; 1,6·10^–19 – заряд электрона; – объем камеры в литрах; – объемная активность измеряемого газа, Ки/л; — энергия β-час-тиц, МэВ; – работа образования паров ионов в воздухе, равная 3,3·10^–5 МэВ.

Важным преимуществом сетчатых ионизационных камер является свободный диффузионный обмен измеряемого воздуха. Это дает возможность осуществлять непрерывный контроль объемной активности радиоактивных газов в воздухе производственных помещений без использования специальных прокачивающих устройств.

Однако при измерении объемной активности газов с энергией β-спектра более 1 МэВ такие камеры не могут быть использованы на практике, так как для обеспечения ионизационного равновесия необходимо значительно увеличить толщину слоя газовой стенки. Например, при измерении объемной активности ⁴¹Аr для обеспечения равновесия минимальное расстояние от стенки до измеряемого объема составляет 400 см (при нормальном атмосферном давлении).

В связи с этим применение сетчатых ионизационных камер для измерения объемной активности радиоактивности газов в широком энергетическом интервале неприемлемо. В подобных случаях используются камеры внутреннего наполнения.

Вообще решение задачи совместного отбора проб газов и дисперсной фазы, как правило, сталкивается с противоречивыми требованиями. Особенно большие затруднения возникают в случае, когда для повышения чувствительности измерений необходимо получить компонентную пробу с предварительным концентрированней радиоактивных газов.

Концентрирование инертных радиоактивных газов можно осуществить единственным способом — путем пропускания контролируемой среды через сорбент (например, через активированный уголь), охлаждаемый до низкой температуры. Практически 100%-ное улавливание достигается при охлаждении с помощью жидкого азота. Во всех случаях, концентрируя газообразные радиоактивные вещества, необходимо четко контролировать коэффициент возможного проскока газов через улавливающий элемент. Наиболее предпочтителен такой способ контроля, когда происходит полный сбор газа, выходящего из улавливающего элемента с исследующей оценкой его радиоактивности.