Сцинтиляційний детектор гамма-випромінювання

Реферат: Cцинтиляційний детектор гамма-випромінювання квантів містить високовольтний перетворювач, який через електронну плату підключений до фотоелектронного помножувача та послідовно з'єднані сцинтилятор, фотоелектронний помножувач, плату підключення фотоелектронного помножувача та узгоджувальний каскад. Пристрій обладнано лічильником гамма-квантів, коректором вихідного сигналу та задачником коефіцієнта корекції, при цьому перший вхід коректора вихідного сигналу з'єднано з виходом узгоджувального каскаду, другий його вхід з'єднано з задачником коефіцієнта корекції, а вихід з лічильником гамма-квантів. UA 100744 U (12) UA 100744 U UA 100744 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до засобів вимірювання інтенсивності потоків радіоактивного випромінювання та визначення спектру окремих джерел іонізуючого випромінювання. Відома конструкція сцинтиляційного детектора, що містить послідовно з'єднані сцинтилятор, світловод, фотоелектричний помножувач - ФЕП та підсилювач. (Цирлин Ю.А., Светособирание в сцинтилляционных счетчиках, Μ. Атомиздат, 1975 г. Рис. 6.13.). Недоліком відомого пристрою є низька точність вимірів тому, що не враховується залежність ефективності реєстрації гамма - випромінювання від висоти кристала сцинтилятора та енергії гамма - квантів. Найбільш близьким аналогом є пристрій, що містить високовольтний перетворювач, який через електронну плату з'єднано з фотоелектронним помножувачем та послідовно з'єднані сцинтиляційний детектор, ФЕП - фотоелектричний помножувач, плату підключення ФЕП, та узгоджувальний каскад. ("Цирлин Ю.А., Дайч А.Р, Радыванюк A.M., Сцинтилляционные блоки детектирования, М. Атомиздат, 1978 г. рис. 24"). Недоліком найближчого аналога є низька точність вимірів тому, що не враховується залежність ефективності реєстрації гамма-випромінювання від висоти кристала сцинтилятора та вплив енергії гамма-квантів на величину лінійного коефіцієнта ослаблення потоку випромінювання. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності сцинтиляційного детектора гаммавипромінювання шляхом уведення коректора вихідного сигналу, задачника коефіцієнта корекції та лічильника гамма-квантів. Ефективність реєстрації гамма-випромінювання підвищується шляхом введення значень лінійного коефіцієнта ослаблення потоку випромінювання у самому кристалі детектора, який знаходиться у складній залежності від енергії гамма-квантів та даних про висоту детектора за допомогою задачника коефіцієнта корекції вихідного сигналу. Поставлена задача вирішується тим, що сцинтиляційний детектор гамма-випромінювання, що містить високовольтний перетворювач, який через електронну плату підключений до фотоелектронного помножувача та послідовно з'єднані сцинтилятор, фотоелектронний помножувач, плату підключення фотоелектронного помножувача та узгоджувальний каскад, згідно з корисною моделлю, пристрій обладнано лічильником гамма-квантів, коректором вихідного сигналу та задачником коефіцієнта корекції, при цьому перший вхід коректора вихідного сигналу з'єднано з виходом узгоджувального каскаду, другий його вхід з'єднано з задачником коефіцієнта корекції, а вихід з лічильником гамма-квантів; при цьому коефіцієнт корекції задається за формулою K 35 40 45 50 55 max 1  ed , де max - максимальна ефективність сцинтилятора,  - лінійний коефіцієнт ослаблення потоку гамма-квантів матеріалом сцинтилятора; d - висота кристала сцинтилятора. Корисна модель ілюструється функціональною схемою пристрою сцинтиляційного детектора гамма-випромінювання. Пристрій складається з послідовно з'єднаних сцинтилятора 1, фотоелектронного помножувача 2 (ФЕП), плати підключення ФЕП 3, узгоджувального каскаду 4 та високовольтного перетворювача 5, який через електронну плату 3 підключений до фотоелектронного помножувача ФЕП 2 і коректора вихідного сигналу 6, перший вхід коректора 6 з'єднано з виходом узгоджувального каскаду 4, другий його вхід з'єднано з задачником коефіцієнта корекції 7, а вихід - з лічильником гамма-квантів 8. Пристрій працює наступним чином. Перед початком вимірювань у коректор вихідного сигналу 6, через задачник коефіцієнта корекції 7 вводять дані про табличну величину лінійного коефіцієнта ослаблення кристалом детектора потоку гамма-квантів з заданим діапазоном енергії та про висоту детектора. Потік гамма-квантів, направлений вдовж циліндричного сцинтилятора 1 викликає у його об'ємі світлові спалахи, які через оптичний контакт вибивають електрони з фотокатоду фотоелектронного помножувача ФЕП 2. Через плату підключення ФЕП 3 підводиться живляча напруга (1,2…2,0) кВ від високовольтного перетворювача 5 та здійснюється передавання вихідного сигналу від ФЕП 2 через узгоджувальний каскад 4 та коректор вихідного сигналу 6 на лічильник гамма-квантів 8. Для підвищення точності вимірів пристрій оснащено коректором вихідного сигналу 6 та задачником коефіцієнта корекції 7. При цьому величина коефіцієнта корекції визначається, як відношення максимальної чутливості сцинтилятора до її фактичної величини. 1 UA 100744 U 5 10 Це пояснюється тим, що для реєстрації випромінювання з високою енергією (10-20) МеВ необхідно застосовувати сцинтилятори висотою більше d=40 см, а для квантів (10-20) кеВ достатньо d= (0,1-0,5) мм. Для того щоб забезпечити високу ефективність вимірів у великому діапазоні енергій гамма-випромінювання необхідно мати велику кількість детекторів, що вимагає додаткових витрат коштів і часу на заміну сцинтиляторів при зміні енергії гамма-квантів. Для визначення величини коефіцієнта корекції вихідного сигналу використаємо формулу повної ефективності реєстрації гамма-квантів (Вартанов Н.А., Самойлов П.С., Прикладная сцинтилляционная спектрометрия, 1975г. - с. 230). E  1  eEd . Нормативне значення ефективності реєстрації гамма - квантів приймаємо εmax=0,99. Тоді коефіцієнт корекції буде max 0,99  факт. 1  ed , де  - лінійний коефіцієнт ослаблення потоку гамма-квантів матеріалом сцинтилятора, 1/см; d - висота кристала сцинтилятора, см. K 15 Уведення коректора вихідного сигналу та задачника коефіцієнта корекції до схеми пристрою дозволяє розширити діапазон енергії гамма-квантів не зменшуючи ефективності їх реєстрації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Сцинтиляційний детектор гамма-випромінювання, що містить високовольтний перетворювач, який через електронну плату підключений до фотоелектронного помножувача та послідовно з'єднані сцинтилятор, фотоелектронний помножувач, плату підключення фотоелектронного помножувача та узгоджувальний каскад, який відрізняється тим що пристрій обладнано лічильником гамма-квантів, коректором вихідного сигналу та задачником коефіцієнта корекції, при цьому перший вхід коректора вихідного сигналу з'єднано з виходом узгоджувального каскаду, другий його вхід з'єднано з задачником коефіцієнта корекції, а вихід з лічильником гамма-квантів; при цьому коефіцієнт корекції задається за формулою: K max , 1  ed де max - максимальна ефективність сцинтилятора, 30  - лінійний коефіцієнт ослаблення потоку гамма-квантів матеріалом сцинтилятора; d - висота кристала сцинтилятора. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2