Годоскоп

Авторы патента:

G01T3/06 - с помощью сцинтилляционных детекторов

Владельцы патента RU 2416112:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") (RU)

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для обнаружения радиоактивных материалов и источников. Технический результат - уменьшение количества каналов регистрации, упрощение технологии изготовления сцинтиллирующих элементов. Технический результат достигается тем, что в годоскопе оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимно перпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней. 1 ил.

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

Известен годоскоп, содержащий блок из водородосодержащих сцинтиллирующих оптических элементов, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и фотоприемники, в котором сцинтиллирующие оптические элементы выполнены в виде покрытых светоотражающей оболочкой стержней с прямоугольным сечением a·b, стержни скомпонованы в пакет размерами k·b - по высоте, n·a - по ширине, m·а длине, где a - ширина стержня пакета, b - высота стержня пакета, k -количество стержней по высоте пакета, n - количество стержней по ширине пакета, m - количество стержней по длине пакета, по крайней мере, на одной из граней каждого стержня пакета выполнены пазы, в пазах размещены сцинтиллирующие волокна, на торцах волокон расположены фотодиоды, по крайней мере, одна грань пакета последовательно покрыта двумя парами пластин для регистрации тепловых нейтронов и для регистрации гамма-квантов, каждая пара разделена дополнительными пластинами из веществ, ослабляющих соответствующие виды излучений, фотодиоды и пары пластин для регистрации тепловых нейтронов и для регистрации гамма-квантов соединены с входами схем совпадений, выходы которых соединены со входами контроллера, а выходы контроллера соединены со входом компьютера (патент Российской Федерации №2308741, МПК G01T 3/06, 2007 г.).

Недостатком годоскопа является применение большого количества каналов регистрации, сложность изготовления системы считывания сцинтилляционного сигнала, требующая изготовления в сцинтиллирующих элементах пазов и введения в них спектросмещающих волокон с оптическим контактом.

Известен годоскоп для тепловых нейтронов, содержащий водородосодержащие оптические элементы, уложенные рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, выполненные в виде стержней с прямоугольным сечением a-b, причем стержни скомпонованы в пакет размерами k·b по высоте, n·a - по ширине и m·а длине, где a - ширина стержня, b - высота стержня, k - количество стержней по высоте пакета, n - количество стержней по ширине пакета, m - количество стержней по длине пакета, в стержнях пакета размещены спектросмещающие волокна, на торцах которых расположены фотодиоды, отличающийся тем, что оптические элементы годоскопа выполнены из несцинтиллирующих оптически прозрачных элементов, по крайней мере, одна из граней каждого элемента покрыта сцинтиллятором для регистрации тепловых нейтронов, фотодиоды соединены с входами схем совпадений, выходы которых соединены с входами контроллера, а выходы контроллера соединены с входом компьютера (патент Российской Федерации №2371740, МПК G01T 3/06, 2009 г., прототип).

Недостатком прототипа являются возможность регистрации только тепловых нейтронов, сложная технология изготовления, большое количество каналов регистрации.

Изобретение устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом изобретения является уменьшение количества каналов регистрации, упрощение технологии изготовления сцинтиллирующих элементов.

Технический результат достигается тем, что в годоскопе, содержащем N оптических элементов в виде стержней с прямоугольным сечением, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, спектросмещающие элементы и фотодиоды, оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимноперпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлен годоскоп, содержащий N сцинтиллирующих преобразователей излучения в виде прямых параллелепипедов, уложенных перпендикулярно друг другу в смежных слоях, где 1 - преобразователи излучения, 2 - спектросмещающие пластины, 3 - фотодетекторы, 4 - преобразователь излучения, положение которого определено при срабатывании фотодетекторов 3.

Преобразователи излучения 1 выполнены в виде прямых параллелепипедов и не имеют оптического контакта между собой. Каждый преобразователь излучения 1 имеет оптический контакт на каждой из двух торцевых поверхностей с двумя скрещивающимися во взаимно-перпендикулярных направлениях спектросмещающими пластинами 2.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении сцинтилляционной вспышки в каком-либо преобразователе излучения 1 (для пояснения такой преобразователь помечен позицией 4) фотоны от этой вспышки распространяются во все стороны, в том числе к противоположным торцам преобразователя излучения 1, где попадают в два спектросмещающих элемента 2.

В спектросмещающих элементах 2 фотоны поглощаются, излучая при этом фотоны меньшей энергии, которые распространяются по спектросмещающим элементам 2 к их торцам за счет полного внутреннего отражения от покрытия из светоотражающего материала. Фотоны, пришедшие на торцы спектросмещающих элементов 2, регистрируют фотодетекторами 3.

Положение преобразователя излучения 4, в котором произошла сцинтилляционная вспышка, определяют по номерам фотодетекторов 3, на которых сигнал появился практически одновременно.

Преобразователи излучения 1 покрыты светоотражающим материалом для увеличения количества фотонов, попадающих в спектросмещающие элементы 2 и светозащитным материалом, чтобы свет не попал в соседние преобразователи излучения 1, а затем в соответствующие им спектросмещающие элементы 2.

Спектросмещающие элементы 2 выполнены из пластмассового сцинтиллятора со спектросмещающими добавками, покрыты оболочкой из прозрачного материала, обычно из полиметилметакрилата, с коэффициентом преломления меньшим, чем пластмассовый сцинтиллятор, для увеличения количества фотонов, транспортируемых к фотодетекторам 3.

Для предотвращения попадания фотонов, возникших в спектросмещающем элементе 2, в соседние спектросмещающие элементы экранированы друг от друга светонепроницаемым материалом.

В годоскопе для определения преобразователя излучения, в котором произошла сцинтилляционная вспышка, используют меньшее количество каналов регистрации, меньшее количество ячеек в случае двухкоординатного ФЭУ и меньшее количество фотодиодов 3, не требуется изготовления пазов по всей длине преобразователей излучения 1. Например, в случае 100 преобразователей излучения 1 требуется всего тридцать каналов регистрации.

Годоскоп, содержащий N оптических элементов в виде стержней с прямоугольным сечением, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, спектросмещающие элементы и фотодиоды, отличающийся тем, что оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимно перпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней.

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.

Сцинтилляционный детектор нейтронов // 2412453

Сцинтилляционный детектор // 2408905

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.

Фотоприемное устройство // 2400774

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.

Устройство для регистрации быстрых нейтронов // 2386149

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

Призматический детектор // 2386148

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.

Многослойный детектор // 2386147

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. .

Детектор релятивистских частиц // 2377600

Изобретение относится к области регистрации радиационных излучений сцинтилляционными детекторами. .

Годоскоп // 2371740

Изобретение относится к области обнаружения радиоактивных материалов и источников. .

Сцинтилляционный детектор // 2449319

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

Герметически закрытая компоновка и нейтронное экранирование для детекторов радиоактивного излучения сцинтилляционного типа // 2481598

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

Сцинтиллятор для детектирования нейтронов и нейтронный детектор // 2494416

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.

Устройство и способ для детектирования нейтронов с помощью поглощающих нейтроны калориметрических гамма-детекторов // 2501040

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.

Устройство и способ для детектирования нейтронов посредством калориметрии на основе гамма-захвата // 2502088

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.

Способ измерения интенсивности излучения // 2505841

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.

Сцинтилляционный материал и соответствующий спектральный фильтр // 2519131

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.

Способ получения сцинтиляционного стекла // 2564291

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.

Детектор нейтронов // 2570588

Изобретение относится к устройствам для измерения нейтронного излучения с помощью сцинтилляционных детекторов. Детектор нейтронов содержит корпус, в котором размещены композиционный сцинтиллятор, спектросмещающие волокна, спектр поглощения которых находится в области спектра высвечивания композиционного сцинтиллятора и, по крайней мере, один фотоприемник, с которым оптически соединены торцы спектросмещающих волокон, при этом композиционный сцинтиллятор выполнен в виде отдельных гранул, которые расположены, по крайней мере, в один слой вокруг спектросмещающих волокон. Технический результат - повышение эффективности регистрации нейтронов. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Детектор нейтронов // 2570661

Изобретение относится к устройствам для измерения нейтронного излучения с помощью сцинтилляционных детекторов. Детектор нейтронов содержит фотоприемник и пластины из прозрачного водородосодержащего пластика, которые чередуются со слоями материала, содержащего сцинтиллятор и конвертор тепловых нейтронов, при этом дополнительно содержит спектросмещающее волокно, намотанное в один слой на торцевую поверхность пластин, концы которого оптически соединены с фотоприемником. Технический результат - повышение эффективности регистрации нейтронов. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.