В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Радиоизотопные ионизационные манометры
Измерение и контроль вакуума - Контрольно-измерительная аппаратура

Существуют ионизационные манометры, в которых для иони­зации газов используется поток частиц от источника радио­активного  излучения.

  Скорость  образования   положительных ионов в каком-либо газе при прохождении частиц прямо про­порциональна давлению газа или, более точно, молекулярной концентрации. Уже сравнительно слабый радиоактивный источ­ник (т. е. такой, с которым еще можно работать без толстого защитного экрана) позволяет получать в диапазоне давлений 10-3—102 тор вполне измеримую концентрацию ионов, достаточ­ную для измерений давления газа.

На фиг. 72 показан первый манометр, изготовленный Дау-нингом и Мелленом [108]. Он состоит из радиоактивного источ­ника а в виде золоторадиевого сплава, содержащего прибли­зительно 0,2 мг радия, коллектора ионов б, ионизационной камеры (анода) в, корпуса г, изолятора д- из глазурованного фарфора, через который проходит электрический ввод коллек­тора, и ввода е со стеклянным изолятором. Анод поддержи­вается под положительным потенциалом, что обеспечивает по­ступление положительных ионов на коллектор.

 

Сравнительно низкая чувствительность таких манометров не позволяет измерять такие же низкие давления, как иониза­ционными манометрами с накаленным катодом. Нижний пре­дел измерений таких манометров, по-видимому, равен по по­рядку величины 10-5 тор. Бейнон и Николсои [ПО] описали ма­нометр с радиевым источником 0,5 мкюри, диапазон измерений которого простирался от 10 до 10-5 тор, а чувствительность была 10-9 а/тор. Этот манометр предназначался для работы по опре­делению скрытой теплоты испарения и его можно было про­гревать до температуры 200° С. Другой интересный манометр, весьма отличный по конструкции, описал Виткус [111]. Этот при­бор миниатюрен и рассчитан на работу в аэродинамической трубе. Чувствительность этого манометра была равна 10-10 а/тор, рабочий диапазон простирался от 0,1 до 30 гор, а точность из­мерений составляла ±5% в начале шкалы и ±2% У ее конца.

Рериг и Вандершмидт [112], следуя работе Вакка [113], за­менили источник сс-частиц источником р-частиц. Радиоактивным веществом служил тритий, сорбированный титановой пленкой, которая была нанесена на подложку из нержавеющей стали. Период полураспада трития равен почти 13 лет, продукт его распада—-стабильный изотоп Не3, максимальная энергия р-ча­стиц — 18 кэв, средняя — 5 кэв.

Поскольку энергия испускаемых частиц мала, обращение с манометром вполне безопасно, так как стенки камеры обеспечивают достаточную защиту. Таким образом, переход от а-источника к р-источнику дает более ин­тенсивное излучение без нарушения безопасности эксплуатации, но при этом, конечно, необходимо соблюдать все меры предо­сторожности, обычные при работах с радиоактивными вещест­вами, чтобы не нанести ущерб здоровью. В манометрах, описан­ных Реригом и Вандершмидтом, удельная активность источника была равна 0,1 кюри/м2.

Манометры имели две камеры: боль­шую с высокой чувствительностью для измерения низких давле­ний и камеру меньших размеров для работы при высоких дав­лениях. Большая камера имела форму цилиндра длиной 89 и диаметром 64 мм (как и в работе Вакка), источник в виде квадрата 25X25 мм2 располагался на одном из торцов цилинд­ра. Эта камера обеспечивала довольно высокую чувствитель­ность (10-8 а/тор). Диапазон измерений этого манометра ле­жал в пределах от 1,0 до 10-5 тор, причем вблизи нижнего пре­дела становится заметным влияние фонового тока, обусловлен­ного  рентгеновским  излучением  и  эквивалентного давлению 3*10-5 тор (рентгеновское излучение возникает в результате соударений р-частиц со стенками камеры). Камера для измере­ния высоких давлений представляет собой открытый с торцов цилиндр с внутренним диаметром 6,4 мм.

Полоска из титановой фольги шириной 6,4 мм плотно прилегает к внутренней стенке. Коллектором служит проволока, расположенная по оси цилин­дра. Диапазон измеряемых давлений этого манометра прости­рается от 0,1 тор до атмосферного давления. Верхний предел линейности градуировочной характеристики определяется погло­щением р-частиц газом. Надо считать, что сохранение линейно­сти вплоть до атмосферного давления не осуществимо даже в случае малой камеры. Эти манометры выпускаются сейчас фир­мой «Нейшнл ризерч корпорейшн».

 

ЛИТЕРАТУРА

1.   Smith Р. Т., Phys. Rev., 36, 1293 (1930); 37, 808 (1931).

2.   T a t е J. Т., S m i t h Р. Т., Phys. Rev., ЗЭ, 270 (1932),

3.   Buck ley О. E., Proc. Nat. Acad. ScL (USA), 2, 683 (1916).

4. Misamichi So., Proc. Phys. Math. Soc. (Japan), 1, 76 (1919).

5.   Du s hm an S., Found C G., Phys. Rev., 17, 7 (1921).

6.   S arbey M. D., E lectronics, 2, 594 (1931).

7.   D u sh man S., Young A. H., Phys. Rev., 68, 278 (1945). '

8.   Reyn ol d s N. B., Physics, 1, 182 (1931).

9.   L angmuir I., Jones H. A., Phys. Rev., 31, 357 (1928).

 

10.   R i d d i f о r d L., J. ScL Instr., 28, 375 (1951).

11.   Met son G. H., Brit. J. Appl. Phys., 2, 46 (1951).

12.   M о p г у л и с H., Physik Z. Sowjetunion, 5, 407 (1934).

13.   Jonker G. L. H., Tel lege n B. D. H., Philips Res. Rep., 1, 13 (1945—

1946).

14.   Compton К. T., Van Voorhis C. C., Phys. Rev., 26, 436 (1925).

15.   Tank F., Lange H., Z. Hochfrequenztechn., 31, 105, 133, 191 (1928).

16.   Abraham M.. Z. tech. Phys., 6, 437 (1925).

17.   Bleakney W., Phys. Rev., 34, 157 (1929); 35, 139, 1180 (1930); 36, 1303 (1930).

18.   Morse R. S., Bowie R. M., Rev. ScL Instr., 11, 91 (1940).

19.   Copley M. J., Phipps T. E., Glasser J., Rev. ScL Instr., 6, 371

(1935).

20.   H u n t о n R. D., E 11 e 11 A., Phys. Rev., 49, 381 (1936).

21.   J aye ox E. K., We in hart H. W., Rev. ScL Instr., 2. 401 (1931).

22.   Burrow J. H., Mitchell E. W. J., J. ScL Instr., 29, 27 (1952).

23.   R a m e у R. L., Vacuum Symposium Trans., Am. Vacuum Soc, Pergamon, N. Y., 1959, p. 85. .

24.   A'pker L., Industr. Engng. Chem., 40, 846 (1948).

25.   A n d e r s о n P. A., Phys. Rev., 47, 958 (1935).

26.   No tting ha m W. B., /. Appl. Phys., 8, 762 (1937).                                 .  4

27.   Lander J. J., Rev. ScL Instr., 21, 672 (1950).

28.   В а у a r d R. T., A 1 p e r t D., Rev. ScL Instr., 21, 571 (1950).

29.   A 1 p e r t D., J. Appl. Phys., 24, 860 (1953).                                       ^

30.   Bloomer R. N., Haine M. E., Vacuum, 3, 128 (1953).

31.   Nottingham W. B., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, 494 (1961).

32.  С а г t e г G., L e с k J. H., Brit, J. Appl. Phys., 10, 364 (1959).
138

33. V a n Oostrom A., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, 1, 443 (1961).

34.  Al pert D., Handbuch der Physik, 12, Berlin, Springer, 1958.

35.  Klopfer A.,  Vacuum Symposium Trans. Am.  Vacuum Soc,  1, 439

(1961).

< 36. Riemersma H., Fox R. E., L a n g e W. J., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, Pergamon, N. Y., 1960; есть в переводе: P и м e p c-м а Г., Фокс Р., Ланге В., Современная вакуумная техника, ИЛ, 1963, стр. 145.

37.   Alexeef I., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, 1, 472 (1961).

38.   Nottingham W. B., Torney F. L., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc.y Pergamon, N. Y., 1960; есть в переводе: H о т т и н г е м У., Тор н ей Ф., Современная вакуумная техника, ИЛ, 1963, стр. 177.

39.   S с h u 1 z G. J. /. Appl. Phys., 28, 1149 (1957).

40.   Schulz G. J., Phelps А. V., Rev. Sci. Instr., 28, 1051 (1957).

41.   Heinze W., Wagener S., Z. tech. Phys., 17, 645 (1936).

42.   Herrma nn G., K rieg 0., Ann. Phys., 4, 441 (1949).

43.   L angmuir I., J. Am. Chem. Soc, 37, 1139 (1915).

44.   L a n g m u i r I., J. Am. Chem. Soc, 35, 105 (1913).

45.   Weinreich O. A., Phys. Rev., 82, 573 (1951).

46.   Weinreich O. A., Bleecher H., Rev. Sci. Instr., 23, 56 (1952).

47.   R id en our L. N., Lampson C W., Rev. Sci. Instr., 8, 162 (1937).

48.   Nelson R. B., Wing A. K., Rev. Sci. Instr., 13, 215 (1942).

49.   K i n g A. H., J. Sci. Instr., 23, 85 (1946).

50.   Richards P. A., Tut hi 11 W. A., Rev. Sci. Instr., 22, 841 (1951).

51.   Reece M. P., /. Sci. Instr., 34, 513 (1957).

52.   Steckelmacher W., Van der Meer S., /. ScL Instr., 27, 189 (1950).

53.   H о 1 me s J. C, Rev. ScL Instr., 28, 290 (1957).

54.   Benton H. B., Rev. ScL Instr., 30, 887 (1959).

55.   M о n t g о m e г у С. G., Montgomery D, D., Rev. ScL Instr., 9, 58

(1938).

56.   Warmoltz N., Bouwmeester E., Appl. Sci. Res., 2B, 273 (1952).

57.   Bouwmeester E., Warmoltz N., Philips Tech. Rev., 17, 121 (1955).

58.   Bo wie R. M., Rev. ScL Instr., 11, 265 (1940).

59.   Vollrath R. E., Rev. ScL Instr., 10, 361 (1939).

60.   Reynolds J. H., Lip son J., Rev. ScL Instr., 25, 1029 (1954).

61.   Ridenour L. N., Rev. ScL Instr., 12, 134 (1941).

62.   Parkins W. E., Higginbotham W. A., Rev. ScL Instr., 12, 366

(1941).

63.   P e n n i n g F. M., Physica, 4, 71 (1937).

64.   P e n n i n g F. M., Philips Tech. Rev., 2, 201 (1937).

65.   Dumas G., Rev. gen. Electr., 64, 331 (1955).

66.   R e d h e a d P. A., Canad. J. Phys., 36, 255 (1958).

67.   Penning F. M., Nienhuis K., Philips Tech. Rev., 11, 116 (1949).

68.   Leek J. H., J. ScL Instr., 30, 271 (1953).

69.   L e с k J. H., R i d d о с h A., Brit. J. Appl. Phys., 7, 153 (1956).

70.   G a г г о d R. I., G г о s s K. A., J. ScL Instr., 25, 378 (1948).

71.   Conn G К. T., Daglish H. N., Vacuum, 3, 24 (1953).

72.   McI 1 wraith C G., Rev. Sci. Instr., 18, 683 (1947).

73.   Evans E. C, Burm aster R. E., Proc. Instr. Radio Engrs., 38, 651 ..(1950).

74.   Conn G. К. T., D aglish H. N., J. ScL Instr., 31, 433 (1954).

75.   Pi card R. G., Smith P. C1 Zo Hers S. M., Rev. ScL Instr., 17, 125

(1946).

76.   Led u с P., Vide, 4, 684 (1949).

77.   A 1 1 w о о d H. I. S., J. ScL Instr., 25, 207 (1948).

78.   H а у a s h i С. e t a 1., Rev. ScL Instr. 20, 524 (1949).

79.   B eck A. H., Brisbane A. D., Vacuum, 2, 137 (1952).


80.   Conn G К. Т., Daglish Н. N., /. ScL Instr., 31, 412 (1954).

81.   Hob son J. P., Redhead P. A., Advances Vac. ScL Tech., 1, 384 (I960); Canad. J. Physics, 36, 271 (1958).

82.   Redhead P. A., Advances Vac. Sci. Tech., 1, 410 (1960).

83.   Houston J. M., Bull. Am. Phys. Soc, II, 1, 301 (1956).

84.   Lafferty J. M., Vacuum Symposium Trans. Committee Vacuum Tech., Pergamon, N. Y., 1960, p. 97; есть в переводе: Л а ф ф e p т и Дж., Со­временная вакуумная техника, ИЛ, 1963, стр. 154.

85.   Lafferty J М„ /. Appl. Phys., 32, 424 (1961).

86.   Lafferty J. M., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, 1, 460

(1961).

87.   Lafferty J. M., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, Macmil-lan, N. Y. —London, 1962, p. 438.

88.   Lafferty J. M., J. Appl. Phys., 22, 229 (1951).

89.   Langmuir L, J. Am. Chem. Soc, 37, 417 (1915); 34, 860 (1912); 34, 1310 (1912); 36, 1708 (1914).

90.   Langmuir I., J. Am. Chem. Soc, 35, 931 (1913).

91.   B I e a r s J., Rev. ScL Instr., Supplement № 1, 36 (1950).

92.   Y о u n g J. R., J. Appl. Phys., 30, 1671 (1959).

93.   S с h 1 i e r R. E., J. Appl. Phys., 29, 1162 (1958).
94. S chissel P. 0., J. Appl. Phys., 33, 2659 (1962).

95.   S с h w a r z H., Z. Phys., 122, 437 (1944).

96.   Carter G., C obi с В., Leek J. H., Brit. J. Appl. Phys., 12, 384 (1961).

97.   H ic km ot t T. W., J. Chem. Phys., 32, 810 (1960).

98.   Hickmott T. W., J. Appl. Phys., 31, 128 (1960).

99.   Langmuir I., Trans. Am. Instr. Electr. Engrs., 32, 1893 (1913).

 

100.  Carter G., Vacuum, 9, 190 (1959).

101.  C obi с B., Carter G., Leek J. H., Brit. J. Appl. Phys., 12, 282, 1384

(1961).

102.  James L. H., Carter G., Brit. J. Appl. Phys., 13, 2 (1962):

103.  Varnerin L. J., Carmichael J. H., I. Appl. Phys., 26, 782 (1955).

104.  Y о u n g J. R., J. Appl. Phys., 26, 1302 (1955).

105.  B 1 e a r s J., Proc Roy. Soc, 188A, 62 (1947).

106.  Haefer R. A., Hengevoss J., Vacuum Symposium Trans. Am. Va­cuum Soc, Pergamon, N. Y., 1960, p. 67; есть в переводе: X e ф e p P., Хенгефос И., Современная вакуумная техника, ИЛ, 1963, стр. 225.

107.  Brown E., Leek J. H., Brit. J. Appl. Phys., 6, 161 (1955).

108.  Do wn in g J. R., Mel Ie n G., Rev. ScL Instr., 17, 218 (1946).

109.  D о w n i n g J. R., M e 11 e n G., Electronics, 142 (1946).

110.  Beynon J. H., Nicholson G. R., J. ScL Instr., 33, 376 (1956).

111.  Vitkus P. L., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, Pergamon, N. Y., 1959, p. 89.

112.  Roerig J. R., V a n d e r s с h m i d t G.. F, Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, Pergamon, N. Y., 1959, p. 82.

113.  Va cc a R. H., Vacuum Symposium Trans. Am. Vacuum Soc, Pergamon

N. Y., 1956, p. 93.

114.  Redhead P. A., Rev. ScL Instr., 31, 343 (1960).

115.  Redhead P. A., Vacuum, 12, 267 (1962).

116.  Elmore W. C, Sands M., Electronics, N. Y., McGraw-Hill, N. Y., 1949, p. 55; есть в переводе: Элмор Э., Сендс M., Электроника в ядерной физике, ИЛ, 1951.

117.  Elsworth L., Vacuum, 10, 256 (1960)


 


 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 324 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru