Сцинтиляційний детектор

УКРАЇНА (19) (5і)б U А („, 25308 (13) А G 01 Т 1/20 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України N* 3769X11 від 23.ХІІ 1993 р. Публікується в редакції заявника (54) СЦИНТИЛЯЦІЙНИЙ ДЕТЕКТОР 1 (21)94053315 (22) 23.05.94 (24)30.10.98 (46)25.12.98. Бюл. № 6 (47)30.10.98 (72) Свищ Володимир Митрофанович, Рижиков Володимир Диомидович (73) Спеціальне конструкторське бюро "Полісвіт" Виробничого об'єднання "Комунар" Предлагаемое изобретение относится к области регистрации элементарных частиц с помощью сцинтилляционных детекторов. Известен сцинтилляционный детектор по патенту США № 3.777.161, кл. G 01 Т 39/18 250-361,1993. Это устройство, как заявляемое, содержит сцинтилляционный детектор, световоды. Кроме того, известное устройство содержит фотоумножители, дискриминаторы и ЗУ. Недостатками устройства по патенту США являются невысокое быстродействие, относительная сложность и значительные потери регистрируемых элементарных частиц. Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является сцинтилляционный детектор по авт.св. № 1820347, кл. G 01 Т 1/20, опублик. 1993. Данное устройство, как и предлагаемое содержит сцинтиллятор, световод и регистратор излучения. (57) Сцинтилляционный детектор, содержащий кристаллический сцинтиллятор со световодом, оптически связанным с регистратором излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в него введены (п-1) световодов, расположенных в сцинтилляторе на расстоянии друг от друга, равном длине свободного пробега фотонов, выходами оптически связанных с регистратором излучения. Недостатками известного устройства являются невысокая чувствительность за счет рассеяния фотонов за пределами сцинтиллятора и непопадания их в регистратор излучения, а также невысокое быстродействие, обусловленное продолжительным временем распространения оптического сигнала. Задача заявляемого изобретения направлена на уменьшение потерь регистрируемых фотонов и уменьшения времени распространения оптического сигнала. Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в повышении чувствительности устройства за счет увеличения количества регистрируемых фотонов и быстродействия за счет уменьшения времени распространения оптического сигнала. Существенными признаками, влияющими на достигаемый технический результат и со о 00 25308 достаточными во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются следующие. Признаки, общие с прототипом: кристаллический сцинтиллятор со световодом, 5 оптически связанным с регистратором излучения. Признаки, отличные от прототипа (п-1) световодов, расположенных в кристаллическом сцинтилляторе на расстоянии друг от 10 друга, равном длине свободного пробега фотонов, выходами оптически связанных с регистратором излучения. Указанная совокупность известных и отличительных признаков предлагаемого изо- 15 бретения позволяет повысить чувствительность регистрации элементарных частиц, т.к. в заявляемом устройстве уменьшены потери фотонов за пределами сцинтиллятора и повышено быстродействие 20 за счет уменьшения времени распространенного оптического сигнала. На чертеже приведена функциональная схема сцинтилляционного детектора. Сцинтилляционный детектор содержит 25 сцинтилляционный кристалл 1, имеющий длину свободного пробега а светового кванта. В кристалле г на расстоянии а друг от друга расположены п плоских световодов 2, выходами оптически связаны с регистрато- 30 ром 3 излучения, который содержит последовательно соединенные фотоприемник 4 и устройство обработки. Для лучшего проникновения сцинтилляциоКных фотонов в световоды каждый све- 35 товод может быть выполнен так, что угол между его плоскими гранями отличен от нуля, а показатель преломления сцинтилляционного кристалла п к меньше показателя преломления световода Пев Пк < Пев Сцинтилляционный детектор работает следующим образом При взаимодействии ионизирующего излучения с веществом кристалла 1 в последнем возникает сцинтилляция со свободной длиной пробега фотона а. Так как толщина кристалла 1 между световодами 2 равна а, то практически все фотоны попадают в один из световодов 2, за исключением крайних слоев, где попадает лишь половина фотонов. Претерпевая многократные отклонения фотоны попадают на фотоприемник 4, регистратор 3, где преобразуются в электрический сигнал, поступающий в устройство 5 обработки При площади Si контактирования сцинтилляционного кристалла со световодом в прототипе использовалась половина сцинтилляционных фотонов из объема Vi = aSi. При числе световодов п и площади Si используются фотоны в предлагаемом устройстве из объема V2 = 2aSi(n-1). При размерах кристалла 10x10x10 мм а = 0,3 мм, толщине световода 0,7 мм п = 10 Vi = 30 мм 3 V2 = 540 мм^ V2 ~ 18V1 Таким образом, повышается эффективность использования кристалла, чувствительность детектора в целом. 25308 Упорядник Замовлення 4635 Техред М.Келемеш Коректор Н.Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101