Сцинтилляционный детектор нейтронов


 


Владельцы патента RU 2412453:

ООО "Квант" (RU)

Изобретение предназначено для детектирования быстрых, промежуточных и тепловых нейтронов, а также гамма-излучения. В устройстве, состоящем из датчика-сцинтиблока, включающего замедлитель нейтронов из водородосодержащего вещества, сцинтиллятор и фотоэлектронный умножитель, и блока электронной обработки сигналов, сцинтиллятор выполнен в виде сборки параллельно расположенных друг другу люминесцентных волокон из чувствительного к тепловым нейтронам материала на основе смешанного оксида гадолиния, иттрия и европия, с одного торца которой в корпусе датчика-сцинтиблока дополнительно расположено светоотражающее зеркало, с другого торца - светособирающая линза, обеспечивающая фокусировку света люминесценции волокон сборки на фотокатоде фотоэлектронного умножителя, а сам волоконный сцинтиллятор расположен частично внутри замедлителя нейтронов из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, превышающим диаметр сборки, частично - внутри замедлителя нейтронов из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, равным диаметру сборки, и частично - вне замедлителя. Технический результат - эффективная регистрация как быстрых, так и тепловых нейтронов, а также одновременная регистрации гамма-излучения, сопутствующего нейтронному излучению делящихся материалов. 1 ил.

 

Заявляемое устройство относится к области детектирования быстрых, промежуточных и тепловых нейтронов, а также гамма-излучения. Оно пригодно для использования в стационарных комплексах и системах радиационного контроля, а также в переносных устройствах, предназначенных для обнаружения делящихся материалов (урана, плутония, калифорния и изделий из них), для радиационного обследования ядерных субмарин, подлежащих разборке, для решения задач Госатомнадзора и таможенного контроля по радиационному мониторингу, для служб дозиметрической и ядерной безопасности предприятий по переработке ядерного горючего, для служб по предотвращению акций ядерного терроризма.

Известен селективный детектор нейтронов (Селективный детектор нейтронов. Патент США №3688118, G01T 1/00, 1/20, 1972). Он содержит электронный блок информации и два датчика, один из которых чувствителен к заряженным частицам и нейтронам, а другой - только к заряженным частицам. Число регистрируемых нейтронов определяется разностным сигналом с датчиков, выделяемым с помощью электронного блока. Однако для датчика, чувствительного одновременно к заряженным частицам и нейтронам, эффективность регистрации нейтронов не может быть высокой. Известный детектор нейтронов не пригоден для одновременной регистрации быстрых, промежуточных и тепловых нейтронов, он не является всеволновым детектором нейтронов.

Известен сцинтилляционный детектор СПС-Т4А (Пластмассовый сцинтилляционный детектор СПС-Т4А. Сухуми. Рекламный листок Сухумского физико-технического института, 1990). Датчик детектора представляет собой пластмассовый сцинтилляционный детектор СПС-Т4А, предназначенный для регистрации быстрых нейтронов. Детектор имеет следующие характеристики: длительность сцинтиимпульса, создаваемого нейтронами - 8,5 нс; световой выход (УЕСВ по ГОСТ 23077-78) при возбуждении электронами с энергией 662 кэВ - 0,29; максимум спектра люминесценции - 490 нм, диаметр и высота - до 50 мм. Однако такой детектор не пригоден для одновременной регистрации быстрых, промежуточных и тепловых нейтронов, он не является всеволновым детектором нейтронов.

Известен сцинтилляционный детектор для измерения нейтронов и гамма-лучей (Патент США №4482808, G01T 3/06, 1984). Детектор содержит датчик-сцинтиблок, в частности сцинтилляционный однокристальный датчик, чувствительный одновременно к нейтронам и гамма-лучам, и блок электронной обработки сигналов, включающий в себя электронную схему селекции для разделения сигналов (импульсов), генерируемых нейтронами и гамма-лучами. Однако известный однокристальный датчик не является оптимальным для одновременной регистрации быстрых, промежуточных и тепловых нейтронов. Описываемый детектор не обладает функциональными возможностями, необходимыми для одновременной регистрации быстрых и тепловых нейтронов, он не является всеволновым детектором нейтронов.

Известен сцинтилляционный детектор для регистрации ионизирующего излучения (Детектор для регистрации ионизирующего излучения. Патент РФ №2088952. Бюл. №24. 27.08.1997). Известный детектор содержит датчик-сцинтиблок и блок электронной обработки сигналов. Датчик-сцинтиблок состоит из последовательно соединенных сцинтилляционного кристалла Bi4Ge3O12, чувствительного к протонному, рентгеновскому, а также α-, β-, γ-излучениям, и световода, изготовленного из органического сцинтиллирующего вещества на основе стильбена или пластмассы (СН)n, чувствительного к быстрым нейтронам, а также фотоэлектронного умножителя, преобразующего световые вспышки (сцинтилляции) в электрические сигналы. Блок электронной обработки сигналов включает в себя схему временной селекции сцинтиимпульсов, поступающих в него как от α-, β-, γ-сцинтиллятора Bi4Ge3O12 (длительностью 300 нс), так и от сцинтиллирующего под действием быстрых нейтронов световода (с длительностью сцинтилляций 5-7 нс). Однако данный детектор, будучи чувствительным к быстрым нейтронам, не чувствителен к тепловым нейтронам и не пригоден для их регистрации. Известный сцинтилляционный детектор не является всеволновым детектором нейтронов.

Известен сцинтилляционный детектор нейтронов и гамма-излучения (Сцинтилляционный детектор нейтронного и гамма-излучения. Патент РФ №2189057. Бюл. №25. 10.09.2002). Детектор содержит датчик-сцинтиблок, включающий в себя пластиковый сцинтиллятор, (n, α, γ)-конвертор из карбида или нитрида бора, сцинтилляционный кристалл NaI-Tl и фотоэлектронный умножитель, а также блок электронной обработки информации.

Однако такой детектор имеет целый ряд недостатков:

- эффективность фотосбора сцинтилляций, возникающих в пластике от быстрых нейтронов, невысока по целому ряду причин: (а) пластик соприкасается с фотоприемником (ФЭУ) не всей плоскостью, а только по периферийному кольцу; (б) площадь соприкосновения пластика с окном ФЭУ составляет 30-40% от площади окна, поэтому эффективность фотосъема не превышает 30-40% от фотосбора в режиме, когда сцинтиллятор соприкасался бы с ФЭУ всем своим рабочим торцом; (в) чехол (n, α, γ)-конвертора из карбида или нитрида бора является светонепроницаемым, и часть сцинтилляций, возникающих в пластике, поглощается в чехле и не доходит до ФЭУ, и следовательно, не регистрируется;

- стойкость к удару такого детектора понижена, из-за высокой гигроскопичности сцинтилляционного кристалла NaI-Tl;

- блок обработки сигналов известного детектора оказывается сложным из-за необходимости регистрации и обработки 4 групп сигналов, различающихся по длительности и амплитуде.

Наиболее близким к заявляемому является сцинтилляционный детектор нейтронов на основе пластика и 6Li-силикатного стекла (Детектор для регистрации ионизирующего излучения. Патент РФ №2143711. Бюл. №36. 29.12.1999). Известный детектор содержит датчик-сцинтиблок и блок электронной обработки сигналов. В состав датчика-сцинтиблока входят помещенные в единый корпус фотоэлектронный умножитель и три параллельно-последовательно соединенных сцинтиллятора: 1 - входной нейтронный сцинтиллятор, выполненный из чувствительного к быстрым нейтронам органического водородосодержащего вещества на основе пластмассы (СН)n или стильбена (сцинтиллятор с колодцем), играющий одновременно роль входного замедлителя быстрых нейтронов до тепловых энергий; 2 - размещенный в колодце входного сцинтиллятора сцинтилляционный кристалл NaI-Tl в стандартном контейнере, чувствительный к гамма-излучению; 3 - чувствительный к тепловым нейтронам внутренний сцинтиллятор на основе активированного церием 6Li-силикатного стекла. Блок электронной обработки сигналов включает схему временной селекции сцинтиимпульсов от двух нейтронно-чувствительных сцинтилляторов и от гамма-чувствительного сцинтиллятора, а также спектрометрический анализатор для обработки сцинтиимпульсов от сцинтилляционного кристалла NaI-Tl.

Однако известный детектор имеет целый ряд недостатков:

- эффективность фотосбора сигналов от быстрых нейтронов, возникающих в пластике (СН)n, невысока из-за того, что сигналы, во-первых, поступают на фотоприемник (ФЭУ) только по периферийному кольцу, обеспечивая фотосъем сцинтилляций на уровне до 30-40% вследствие того, что кристалл NaI-Tl находится в непрозрачном корпусе и экранирует часть светового потока, возникающего в пластике, а во-вторых, вследствие того, что излучение быстрого пластикового сцинтиллятора не непосредственно попадает на ФЭУ, а поступает на него через стекло и частично поглощается в этом стекле, имеющем границу пропускания 350-380 нм, в результате чего может быть потеряно до 32-43% полезной информации;

- пониженная стойкость к ударным нагрузкам, поскольку детектор содержит сцинтилляционный кристалл NaI-Tl, отличающийся высокой гигроскопичностью, что повышает требования к герметизации.

Таким образом, известный детектор, хотя и позволяет обнаруживать как быстрые, так и тепловые нейтроны, не может обеспечить их эффективную регистрацию.

Задачей изобретения является разработка эффективного сцинтилляционного детектора для одновременной регистрации быстрых, промежуточных и тепловых нейтронов, а также гамма-излучения.

Предлагаемое устройство - сцинтилляционный детектор обеспечивает регистрацию с повышенной эффективностью быстрых, промежуточных и тепловых нейтронов. Блок-схема заявляемого устройства приведена на чертеже. Предлагаемое устройство состоит из датчика-сцинтиблока 1 и блока электронной обработки сигналов 2. В корпусе 3 датчика-сцинтиблока 1 размещен сцинтиллятор, представляющий собой сборку 4 из параллельно расположенных друг другу люминесцентных волокон из чувствительного к тепловым нейтронам материала на основе смешанного оксида гадолиния, иттрия и европия, причем сборка частично расположена внутри замедлителя нейтронов 5 из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, превышающим диаметр сборки (эта зона обозначена на чертеже символом «Б»), частично - внутри замедлителя нейтронов из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, равным диаметру сборки (эта зона обозначена на чертеже символом «П»), а частично - вне замедлителя (эта зона обозначена на чертеже символом «Т»). С одного торца сборки волокон в корпусе датчика-сцинтиблока расположено светоотражающее зеркало 6, с другого торца - светособирающая линза 7 и фотоэлектронный умножитель 8 (ФЭУ). Сигналы с датчика-сцинтиблока 1 (конкретно с ФЭУ 8) поступают на блок электронной обработки сигналов 2, обеспечивающий подсчет актов люминесценции внутри волокон и определение плотности потока нейтронов, попадающих в датчик-сцинтиблок.

Сущность изобретения заключается в том, сцинтиллятор датчика-сцинтиблока детектора выполнен в виде сборки 4 параллельно расположенных друг другу люминесцентных волокон из чувствительного к тепловым нейтронам материала на основе смешанного оксида гадолиния, иттрия и европия, с одного торца которой в корпусе датчика-сцинтиблока дополнительно расположено светоотражающее зеркало 6, с другого торца - светособирающая линза 7, обеспечивающая фокусировку света люминесценции волокон сборки 4 на фотокатод фотоэлектронного умножителя 8, а сам волоконный сцинтиллятор расположен частично внутри замедлителя нейтронов 5 из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, превышающим диаметр сборки, частично - внутри замедлителя нейтронов 5 из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, равным диаметру сборки, и частично - вне замедлителя 5.

Предлагаемое устройство содержит эффективно взаимодействующий с тепловыми нейтронами сцинтиллятор, состоящий из материала на основе смешанного оксида гадолиния, иттрия и европия с химической формулой типа (Gd1-x-yYxEuy)2O3, где х+y<1 (х и y много меньше единицы). Высокая эффективность взаимодействия материала сцинтиллятора с тепловыми нейтронами обусловлена аномально большим сечением радиационного захвата тепловых нейтронов у гадолиния (составляющего основу материала сцинтиллятора): (σγ=49000 барн для естественной смеси изотопов, σγ=254000 барн - для изотопа 157Gd. Эти сечения заметно превосходят таковые для наиболее часто используемых для регистрации тепловых нейтронов ядер 3He, 6Li и 10В. В результате взаимодействия теплового нейтрона с гадолинием формируется гамма-квант, возбуждающий люминесцентные центры на базе ионов европия, также входящих в состав материала сцинтиллятора. Добавка иттрия обеспечивает более эффективную люминесценцию ионов европия и стабилизирует кубическую структуру сложного оксида (Gd1-x-yYxEuy)2O3. Использование в качестве сцинтиллятора сборки волокон 4 обеспечивает высокий уровень светосбора сцинтилляций. Задаче повышения светосбора служат также устанавливаемое на одном из торцов сборки волокон светоотражающее зеркало 6 и устанавливаемая на другом торце сборки волокон светособирающая линза 7, обеспечивающая фокусировку света люминесценции волокон сборки на фотокатоде фотоэлектронного умножителя 8.

Среди особенностей работы детектора отметим, что люминесцентные материалы, в которых в качестве люминесцентных центров используются ионы европия, обладают красным свечением (около 610 нм), что позволяет эффективно использовать для регистрации люминесценции не только ФЭУ, но и полупроводниковые фоторегистраторы (последнее является дополнительным преимуществом предлагаемого технического решения). Длительное послесвечение (τ≈2 мс) этих материалов предполагает, что фоторегистратор и блок электронной обработки сигналов работают в режиме счета однофотонных релаксаций. Решение о наличии или отсутствии источника нейтронов принимается на основании контроля изменения скорости счета.

Благодаря замедлителю нейтронов из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с переменным диаметром (на одном участке, обозначенном на чертеже символом «Б», - большим диаметра сборки, а на другом участке, обозначенном на чертеже символом «П», - равным диаметру сборки) обеспечивает эффективное замедление быстрых нейтронов (на участке, обозначенном на чертеже символом «Б») и нейтронов промежуточных энергий (на участке, обозначенном на чертеже символом «П») до тепловых энергий. На участке, обозначенном на чертеже символом «Т», замедления нет. Тем самым обеспечивается регистрация любых типов нейтронов, т.е. обеспечивается «всеволновой» режим работы детектора.

Дополнительным преимуществом предлагаемого сцинтилляционного детектора нейтронов является его способность регистрировать гамма-излучение, сопутствующее нейтронному излучению делящихся материалов и изделий из них. Такая возможность обусловлена достаточно высокой чувствительностью материала сцинтиллятора на основе сложного оксида гадолиния, иттрия и европия к гамма-излучению делящихся материалов за счет высокого эффективного зарядового номера. Гамма-сцинтплляции имеют практически тот же спектр и длительность, что и сцинтилляции от нейтронов. Они регистрируются блоком электронной обработки сигналов, работающим в счетном режиме, и проявляются как добавка к скорости счета от нейтронов. Это повышает обнаружительную способность детектора при поиске делящихся материалов (урана, плутония, калифорния и др.) и изделий из них, поскольку при этом обеспечивается их обнаружение сразу по двум характерным для них излучениям: нейтронному и гамма-излучению.

Сцинтилляционный детектор нейтронов, состоящий из датчика-сцинтиблока, включающего замедлитель нейтронов из водородосодержащего вещества, сцинтиллятор и фотоэлектронный умножитель, и блока электронной обработки сигналов, отличающийся тем, что сцинтиллятор выполнен в виде сборки параллельно расположенных друг другу люминесцентных волокон из чувствительного к тепловым нейтронам материала на основе смешанного оксида гадолиния, иттрия и европия, с одного торца которой в корпусе датчика-сцинтиблока дополнительно расположено светоотражающее зеркало, с другого торца - светособирающая линза, обеспечивающая фокусировку света люминесценции волокон сборки на фотокатоде фотоэлектронного умножителя, а сам волоконный сцинтиллятор расположен частично внутри замедлителя нейтронов из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, превышающим диаметр сборки, частично - внутри замедлителя нейтронов из водородосодержащего вещества в форме цилиндра или шестиугольной призмы с диаметром, равным диаметру сборки, и частично - вне замедлителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для обнаружения и идентификации опасных материалов как активными, так и пассивными методами на контрольно-пропускных пунктах, железнодорожных станциях, в аэропортах, пунктах таможенного досмотра, публичных местах и т.д.

Изобретение относится к фотоприемным устройствам для черенковских РИЧ-детекторов (RICH-Ring Imaging Cherenkov), регистрирующих кольцевое черенковское излучение, и может быть использовано в экспериментах в области физики элементарных частиц высоких энергий (ионов, каонов и протонов) для определения их зарядов и скоростей в широком диапазоне их импульсов и для их идентификации.

Изобретение относится к области детектирования ядерных излучений, в частности, быстрых нейтронов. .

Изобретение относится к регистрации рентгеновского и гамма-излучений, к определению их энергетического спектра, к медицинской рентгеновской томографии, к неразрушающему контролю материалов и изделий радиографическим и томографическим методами, к обнаружению источников ионизирующих излучений, к контролю содержимого багажа на контрольно-пропускных пунктах.

Изобретение относится к регистрации рентгеновского и гамма излучений, к определению их энергетического спектра, к медицинской рентгеновской томографии, к неразрушающему контролю материалов и изделий радиографическим и томографическим методами, к обнаружению источников ионизирующих излучений, к контролю содержимого багажа на контрольно-пропускных пунктах.

Детектор // 2377601
Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов. .

Изобретение относится к области регистрации радиационных излучений сцинтилляционными детекторами. .

Годоскоп // 2371740
Изобретение относится к области обнаружения радиоактивных материалов и источников. .

Изобретение относится к области обнаружения радиоактивных материалов и источников с помощью радиационных детекторов с пластмассовым сцинтиллятором. .

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений, к области обнаружения источника ионизирующего излучения на контрольно-пропускных пунктах, железнодорожных станциях, в аэропортах, таможенных службах и т.д.

Изобретение относится к детектору нейтронов для детектирования нейтронов в областях с существенным - или -излучением, содержащему чувствительный к нейтронам кристалл-сцинтиллятор (10), обеспечивающий сигнал захвата нейтрона, который сильнее сигнала захвата -излучения, с энергией 3 МэВ, полупроводниковый фотодетектор, оптически соединенный с кристаллом-сцинтиллятором, причем кристалл-сцинтиллятор и полупроводниковый фотодетектор (20) выбирают таким образом, чтобы время сбора полного заряда для сигналов сцинтиллятора в полупроводниковом фотодетекторе превышало время сбора полного заряда для сигналов, генерируемых непосредственно детектированием ионизирующего излучения в полупроводниковом фотодетекторе, детектор нейтронов также содержит устройство сэмплирования сигналов детектора, устройство (35) обработки цифровых сигналов, средство, которое отличает сигналы непосредственно из полупроводникового фотодетектора, индуцированные - или -излучением и по меньшей мере частично поглощаемые полупроводниковым фотодетектором, от сигналов света, поступающих в полупроводниковый фотодетектор, испускаемые кристаллом-сцинтиллятором после захвата по меньшей мере одного нейтрона, путем разделения по форме импульса, используя различие между временем сбора полного заряда для сигналов сцинтиллятора от времени сбора полного заряда для сигналов, генерируемых прямым детектированием ионизирующего излучения в полупроводниковом фотодетекторе, и средство, которое отличает индуцированные нейтронами сигналы от индуцированных -излучением сигналов в кристалле-сцинтилляторе путем разделения разных сигналов по высоте их импульса, используя различие между количеством фотонов, сгенерированных нейтроном и -излучением, в интересующей области

Годоскоп // 2416112
Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для обнаружения радиоактивных материалов и источников

Изобретение относится к сцинтилляционным детекторам для регистрации ионизирующих излучений, обнаружения источников излучений, определения направления на них и их идентификации, для измерения спектра быстрых нейтронов

Изобретение относится к области детекторов радиоактивного излучения сцинтилляционного типа для использования в скважинном каротажном инструменте

Изобретение может быть использовано в медицинских томографах, при неразрушающем контроле в промышленности, для обеспечения безопасности при осмотре личного имущества, в физике высоких энергий. Сцинтиллятор для детектирования нейтронов содержит кристалл фторида металла из ряда, включающего LiCaAlF6, LiSrAlF6, LiYF4, служащий в качестве матрицы, в котором содержание атомов 6Li в единице объема (атом/нм3) от 1,1 до 20. Кристалл имеет эффективный атомный номер от 10 до 40 и содержит, по меньшей мере, один вид лантаноида, выбранного из группы, состоящей из церия, празеодима и европия. Нейтронный детектор содержит указанный сцинтиллятор и фотодетектор. Для получения кристалла фторида металла расплавляют смесь, составленную из фторида лития, фторида указанного металла, имеющего валентность 2 или выше, и фторида лантаноида, и выращивают монокристалл из расплава. Сцинтиллятор по изобретению имеет высокую чувствительность к нейтронному излучению и пониженный фоновый шум, связанный с γ-лучами. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

Изобретение относится к устройству для детектирования нейтронного излучения, предпочтительно тепловых нейтронов, содержащему гамма-лучевой сцинтиллятор, упомянутый сцинтиллятор содержит неорганический материал с длиной ослабления Lg менее 10 см, предпочтительно, менее 5 см для гамма-лучей с энергией 5 МэВ для обеспечения высокой способностью торможения гамма-излучения для энергичных гамма-лучей в гамма-лучевом сцинтилляторе, причем гамма-лучевой сцинтиллятор дополнительно содержит компоненты, для которых умножение сечения захвата нейтрона на концентрацию дает длину поглощения Ln для тепловых нейтронов, которая больше 0,5 см, но меньше пятикратной длины ослабления Lg, предпочтительно, меньше двукратной длины ослабления Lg для гамма-лучей с энергией 5 МэВ в сцинтилляторе, причем нейтронпоглощающие компоненты гамма-лучевого сцинтиллятора высвобождают энергию, сообщенную возбужденным ядрам после захвата нейтрона, в основном посредством гамма-излучения, причем гамма-лучевой сцинтиллятор имеет диаметр или длину края по меньшей мере 50% Lg, предпочтительно, по меньшей мере Lg, для поглощения существенной части энергии гамма-лучей, выделяемой после захвата нейтрона в сцинтилляторе, устройство дополнительно содержит детектор света, оптически соединенный с гамма-лучевым сцинтиллятором для детектирования количества света в гамма-лучевом сцинтилляторе, устройство дополнительно содержит оценивающее приспособление, соединенное с детектором света, причем приспособление способно определять количество света, детектируемого детектором света для одного события сцинтилляции, причем это количество находится в известном соотношении с энергией, сообщаемой гамма-излучением в гамма-лучевом сцинтилляторе, причем оценивающее приспособление выполнено с возможностью классифицировать детектируемое излучение как нейтроны, когда измеренная полная гамма-энергия Esum выше 2,614 МэВ. Технический результат - повышение точности детектирования нейтронов. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству для детектирования нейтронного излучения, предпочтительно, тепловых нейтронов, содержащему по меньшей мере одну первую секцию (102) с высокой способностью к поглощению нейтронов и по меньшей мере одну вторую секцию (101) с низкой способностью к поглощению нейтронов, причем вторая секция содержит гамма-лучевой сцинтиллятор, материал гамма-лучевого сцинтиллятора содержит неорганический материал с длиной ослабления менее 10 см, предпочтительно, менее 5 см для гамма-лучей с энергией 5 МэВ для обеспечения высокой способностью торможения гамма-лучей для энергичных гамма-лучей во второй секции, где материал первой секции выбран из группы материалов, высвобождающих энергию, сообщаемую первой секции за счет захвата нейтрона, в основном, посредством гамма-излучения, и где вторая секция окружает первую секцию таким образом, что существенный участок первой секции покрыт второй секцией, устройство дополнительно содержит детектор света (103) 1, оптически соединенный со второй секцией для детектирования количества света во второй секции, устройство дополнительно содержит оценивающее приспособление, соединенное с детектором света, причем это приспособление способно определять количество света, детектируемого детектором света для одного события сцинтилляции, причем это количество находится в известном соотношении с энергией, сообщаемой гамма-излучением второй секции, где оценивающее приспособление выполнено с возможностью классифицировать детектируемое излучение как нейтроны, когда измеренная полная энергия гамма-кванта E (sum) выше 2,614 МэВ. Технический результат - повышение точности детектирования нейтронов. 6 н. и 39 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к метрологии излучений, а именно к способу измерения интенсивности радиационного излучения, и может быть использовано в мониторных и радиографических сцинтилляционных детекторах рентгеновского и гамма-излучений, а также быстрых нейтронов. Техническим результатом изобретения является измерение вклада фонового излучения в сигнал детектора, повышение точности измерений, обеспечение измерений в сложных радиационных условиях, уменьшение ограничений на размеры детектирующего элемента. Технический результат достигается тем, что для измерения интенсивности излучения источника измеряют пространственное распределение полного сигнала Iполн(х) вдоль направления распространения первичного излучения, нормируют методом наименьших квадратов измеренное и теоретическое распределения до совпадения их значений на начальном участке, находят пространственное распределение фонового сигнала из условия: Iфон(х)=Iполн(х)-Iтеор(х), а пространственное распределение полезного сигнала находят как разность между распределениями полного и фонового сигналов, где: Iтеор(х)=А·ехр[-µ(E)·x] - теоретическое распределение полезного сигнала вдоль направления распространения первичного излучения, Iполн(х) - пространственное распределение полного сигнала, µ(Е) - коэффициент линейного ослабления первичного излучения в веществе сцинтиллятора, x - направление первичного излучения, Е - энергия первичного излучения. 1 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении систем визуализации в компьютерных томографах. Сцинтилляционный материал содержит модифицированный оксисульфид гадолиния (GOS), в котором приблизительно от 25% до 75% гадолиния (Gd) замещено лантаном (La) или приблизительно не более 50% гадолиния (Gd) замещено лютецием (Lu). Часть гадолиния (Gd) дополнительно может быть замещена по меньшей мере одним элементом, выбранным из группы, состоящей из иттрия (Y) и лютеция (Lu). GOS дополнительно содержит цериий (Се) и/или празеодим (Pr) в качестве примеси. Керамический GOS является кристаллическим. Устройство визуализации содержит по меньшей мере, один радиационный источник и радиационный детектор, содержащий указанный сцинтилляционный материал, а также оптически связанный с ним фотодетектор. Между сцинтилляционным материалом и фотодетектором расположен спектральный фильтр для блокирования света с длиной волны, превышающей примерно 900 нм, или инфракрасный свет, испускаемый сцинтилляционным материалом. Изобретение позволяет уменьшить послесвечение сцинтилляционного материала. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сцинтилляционных элементов, применяемых в детекторах ионизирующих излучений, в частности нейтронов. Сцинтилляционное стекло получают из композиции SiO2, Li2CO3, MgO, Al2O3, AlF3, CeO2, а для подавления окисления ионов церия в стекло вводят добавку металлического кремния (Si) в количестве 0,001-10 мас.%. Техническим результатом является понижение температуры варки стекла, улучшенный выход сцинтилляций, оптическая однородность. 3 табл., 1 пр.
Наверх