5.6.1.22. Радиоизотопные манометры

Радиоактивные манометры не имеют ни источников накала катода, ни источников анодного напряжения, они требуют лишь отрицательного напряжения на коллекторе ~30—40 В. Схема конструкции радиоизотопного манометра представлена на фиг. 5.58. В металлическом корпусе (заземленном) находится изолированный коллектор С в виде стержня, покрытого слоем радиоактивного изотопа, или в виде трубки, содержащей источник излучения α- или β-частиц. Ионный ток в цепи коллектора является мерой давления и после усиления отсчитывается на амперметре. Ввиду большой энергии α-частиц степень ионизации пропорциональна давлению, а ионный ток коллектора можно выразить формулой

где S — чувствительность манометра, зависящая (для данной конструкции) от количества радиоактивного вещества Nα в источнике ионизации, а также от рода газа (коэффициент с). Например, для радиевого излучателя можно ориентировочно принять, что Ij= 10-15 А на 1 мкг радия при давлении 10-3 Тор (для воздуха).

Таким образом, альфатрон, содержащий 0,2 мг радия, имеет чувствительность S (для воздуха) ~2•10-10 А-Тор-1. Увеличивая количество радия, можно расширить диапазон измерений до ~10-4 Тор. Измерение более низких давлений затруднено, как и в электронных ионизационных манометрах, присутствием рентгеновского фона, создаваемого ударами β-частиц 1) о стенки камеры. При давлениях выше нескольких десятков тор шкала становится нелинейной вследствие увеличения плотности ионов и соответственно пространственного заряда коллектора.

На фиг. 5.59 показана (для примера) характеристика типичного альфатронного манометра для воздуха; в табл. 5.6 приведены коэффициенты чувствительности для других газов (показания манометра следует делить на эти величины). Этот вакуумный манометр содержит в качестве источника «-излучения радий с радиоактивностью 100 мкКи.

Диапазон измерения давлений для этого манометра составляет 10—10-4 Тор, масштаб линейный, точность ±2%.

1) Излучение состоит из частиц α, β и у в отношении 105: 102: 1.