Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения



Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения
Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения
Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения
Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения
Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения
Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения
Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения

 


Владельцы патента RU 2439618:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" (ОАО "НИИ "Элпа") (RU)

Изобретение относится к средствам для детектирования ионизирующего излучения, а именно к конструкции детектирующего узла для получения распределения интенсивности принимаемого ионизирующего излучения по пространственной или угловой координате. Технический результат - повышение воспроизводимости результатов измерений детектирующим узлом ионизирующего излучения и упрощении его конструкции. В наиболее общем варианте своего конструктивного исполнения детектирующий узел ионизирующего излучения содержит позиционно-чувствительный детектор, имеющий рабочее окно для приема квантов ионизирующего излучения и щелевую структуру из непроницаемого для ионизирующего излучения материала, закрепленную на рабочем окне позиционно-чувствительного детектора либо используемую вместо рабочего окна и имеющую периодическую систему щелей либо отверстий, расположенных на осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к средствам для детектирования ионизирующего излучения, а более конкретно - к детектирующим узлам на основе позиционно-чувствительных детекторов.

Известен детектирующий узел указанного назначения, содержащий позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения на основе газоразрядного пропорционального счетчика [1]. При использовании такого детектирующего узла его подключают к многоканальному анализатору, формирующему сигнал на выходе одного или нескольких каналов при падении кванта ионизирующего излучения на участок рабочего окна позиционно-чувствительного детектора, соответствующий данным каналам [2]. Разрешающая способность такого детектирующего узла определяется свойствами газоразрядного пропорционального счетчика и ограничена достижимой точностью определения места поглощения кванта ионизирующего излучения вдоль рабочего окна позиционно-чувствительного детектора.

В детектирующем узле, использующем позиционно-чувствительный детектор матричного типа [3] в виде линейки чувствительных элементов, разрешающая способность определяется размером одного элемента, а точнее - периодом матричных элементов, т.е. расстоянием между серединами соседних чувствительных элементов. К недостаткам матричных позиционно-чувствительных детекторов можно отнести наличие нечувствительных к ионизирующему излучению промежутков между чувствительными элементами - мертвого пространства, снижающих пространственное разрешение подобных детекторов.

После подсчета количества выходных сигналов каждого из каналов многоканального анализатора за время наблюдения совокупность полученных сумм, в зависимости от того, где используется детектирующий узел, может интерпретироваться либо как распределение интенсивности излучения непосредственно по линейной пространственной координате вдоль рабочего окна позиционно-чувствительного детектора, либо как распределение по угловой координате (когда источник принимаемого позиционно-чувствительным детектором излучения условно рассматривается как точечный).

В последнем случае может использоваться изогнутый по радиусу позиционно-чувствительный детектор, располагаемый так, чтобы точечный источник излучения находился в центре дуги, в виде которой выполнено окно этого детектора.

Детектирующие узлы, использующие двухкоординатные позиционно-чувствительные детекторы [3], также имеют разрешающую способность, ограниченную указанными факторами.

Так, в детектирующем узле с детектором в виде совокупности двумерных рядов чувствительных элементов, образующих матрицу, разрешающая способность, как и в одномерном случае, определяется периодом в расположении чувствительных элементов, т.е. размером одного элемента и расстоянием между соседними элементами.

Упомянутые факторы, ограничивающие разрешающую способность в известном детектирующем узле, основанном на любом из описанных принципов, таковы, что разрешающая способность не может быть улучшена ни путем увеличения интенсивности анализируемого излучения, ни путем увеличения времени анализа.

Для улучшения разрешающей способности детектирующих узлов на основе позиционно-чувствительных детекторов было предложено техническое решение, основанное на расположении перед рабочим окном позиционно-чувствительного детектора щелевой структуры, щели которой ортогональны осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора, и средства для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно окна позиционно-чувствительного детектора. Данное средство должно быть выполнено таким образом, чтобы обеспечить в процессе указанного перемещения сохранение ортогональности щелей щелевой структуры и осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. Благодаря наличию щелевой структуры в каждый момент времени позиционно-чувствительный детектор способен принять только те кванты, которые попадают в щели щелевой структуры. Благодаря тому, что щели выполнены с указанными ориентацией и заданными расстояниями между ними, гарантирована возможность однозначного разрешения всех принятых квантов по месту их падения по координате вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора с точностью, равной ширине щелей примененной щелевой структуры.

Поскольку ширина щели меньше интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора, достигается точность определения координат места падения квантов и соответственно разрешающая способность детектирующего узла, более высокая, чем интервал линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора. Благодаря наличию средства для перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора возможно определение распределения интенсивности падающего излучения во всей области пространства, соответствующей рабочему окну позиционно-чувствительного детектора, на основе газоразрядного пропорционального счетчика.

Данное техническое решение, использование которого описано в патенте РФ №2300783 [4], является наиболее близким к предлагаемому (прототип).

Однако данное техническое решение не лишено недостатков. Так как средство контролируемого перемещения состоит из ряда подвижных деталей, имеющих зазоры, а ширина щелей щелевой структуры, закрепленной на средстве, имеет микронные размеры, то перемещение щелевой структуры средством контролируемого перемещения не гарантирует сохранения ортогональности щелей и осевой линии рабочего окна, что может приводить к искажениям интенсивности дифракционных линий, влиять на воспроизводимость результатов измерений и уменьшать точность определения углового либо пространственного положения источника излучения. Кроме того, анодные нити газоразрядных пропорциональных счетчиков, входящих в состав ряда позиционно-чувствительных детекторов, имеют несколько отличающуюся по длине величину сопротивления, что также приводит к уменьшению степени воспроизводимости интенсивности одного и того же сигнала в зависимости от его координаты попадания на анодную нить. То же самое относится и к отдельным чувствительным элементам позиционно-чувствительных детекторов на основе полупроводниковых матриц. Кроме того, данное техническое решение не избавляет позиционно-чувствительные детекторы матричного типа от наличия мертвого пространства. Все это приводит к искажению истинной картины интенсивностей линий при получении дифрактограмм кристаллических веществ и уменьшает точность определения их угловой либо пространственной координаты. Кроме того, наличие на позиционно-чувствительном детекторе дополнительного электромеханического устройства утяжеляет детектирующий узел, увеличивает его габаритные размеры и усложняет управление им, а любой сбой в работе электромеханической части средства для контролируемого перемещения приводит к существенному искажению истинной картины распределения интенсивности излучения по пространственной либо угловой координате.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение является достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции и улучшении воспроизводимости результатов измерений для всех типов позиционно-чувствительных детекторов, а также дальнейшее улучшение разрешающей способности позиционно-чувствительных детекторов матричного типа. Поставленная задача решается в прецизионном детектирующем узле ионизирующего излучения, содержащем позиционно-чувствительный детектор, имеющий рабочее окно для приема квантов ионизирующего излучения и щелевую структуру из непроницаемого для ионизирующего излучения материала с размером щелей, меньшим интервала разрешающей способности позиционно-чувствительного детектора, причем щелевая структура закрепляется непосредственно на рабочем окне позиционно-чувствительного детектора, а в случае одномерного позиционно-чувствительного детектора на основе газоразрядного пропорционального счетчика - щелевая структура является периодической с периодом, превышающим линейную разрешающую способность применяемого детектора более чем в два раза, при этом щелевая структура может быть покрыта вакуумно-прочной полимерной пленкой, и входить в состав позиционно-чувствительного детектора на основе газоразрядного счетчика в качестве рабочего окна.

Таким образом, отличительными признаками изобретения являются закрепление щелевой структуры непосредственно на рабочем окне позиционно-чувствительного детектора, а также использование щелевой структуры, покрытой вакуумно-прочной полимерной пленкой в качестве рабочего окна позиционно-чувствительного детектора на основе газоразрядного пропорционального счетчика, и ее периодичность для детекторов на основе газоразрядного пропорционального счетчика с периодом, превышающим линейную разрешающую способность детекторов более чем в два раза.

Указанная совокупность отличительных признаков позволяет достичь технического результата, заключающегося в упрощении конструкции детектирующего узла с сохранением его разрешающей способности и с улучшением воспроизводимости результатов измерений, для всех типов позиционно-чувствительных детекторов, а также дальнейшее улучшение разрешающей способности позиционно-чувствительных детекторов матричного типа.

Для достижения такого технического результата предлагаемый детектирующий узел ионизирующего излучения содержит позиционно-чувствительный детектор, имеющий рабочее окно для приема квантов ионизирующего излучения и щелевую структуру из непроницаемого для ионизирующего излучения материала.

При этом пошаговое перемещение детектирующего узла обеспечивается гониометрическим устройством установки, на которой детектирующий узел располагается, либо одно- или двухкоординатной подвижкой, на которой детектирующий узел закрепляется на установках, не снабженных прецизионным гониометром. При этом расстояние между серединами соседних щелей щелевой структуры должно быть более чем в два раза больше интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора на основе газоразрядного пропорционального счетчика, а ширина щели - меньше этого интервала. Для позиционно-чувствительных детекторов на основе линеек матричных чувствительных элементов расстояние между серединами соседних щелей должно равняться расстоянию между серединами соседних чувствительных элементов, а ширина щелей - меньше линейного размера чувствительного элемента.

Благодаря отсутствию перемещения щелевой структуры вдоль окна позиционно-чувствительного детектора гарантируется полное сохранение ортогональности щелей к осевой линии рабочего окна детектора и воспроизводимость интенсивности одного и того же по величине сигнала при повторных измерениях. А благодаря перемещению всего детектирующего блока во время измерений у позиционно-чувствительных детекторов матричного типа исчезает мертвое пространство, т.е. увеличивается разрешающая способность и общая площадь приема полезного сигнала.

Благодаря наличию щелевой структуры в каждый момент времени позиционно-чувствительный детектор способен принять только те кванты, которые попадают в щели щелевой структуры. Благодаря тому, что щели зафиксированы относительно окна детектора и имеют заданные расстояния между ними, гарантирована возможность однозначного разрешения всех принятых квантов по месту их падения по координате вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. Благодаря тому, что каждая щель зафиксирована над определенным участком анодной нити, либо чувствительного элемента, гарантируется полная воспроизводимость интенсивности одного и того же сигнала, поступающего через данную щель при повторных измерениях. Благодаря тому, что щелевая структура максимально приближена к анодной нити, либо чувствительному элементу полупроводниковой матрицы, улучшается отношение полезного сигнала к шуму детектирующего узла, что уменьшает время измерения. Благодаря тому, что перемещение детектирующего узла осуществляется гониометром установки, либо координатной подвижкой, в любой момент времени известно положение детектирующего узла, а значит, и каждой щели относительно некоторого начала отсчета по указанной выше координате. В сочетании с отмеченной выше возможностью разрешения места падения всех принятых квантов для каждого из них координата места падения может быть определена с точностью, определяемой шириной щели. Поскольку ширина щели меньше интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора, достигается точность определения координат места падения квантов и соответственно разрешающая способность детектирующего узла, более высокая, чем у исходного позиционно-чувствительного детектора. Благодаря пошаговому перемещению детектирующего узла гониометром, либо подвижкой, на величину периода щелевой структуры, возможно определение распределения интенсивности падающего излучения во всей области пространства, соответствующей рабочему окну позиционно-чувствительного детектора, в том числе и для полупроводниковых позиционно-чувствительных детекторов матричного типа.

Благодаря тому, что щелевая структура закрепляется непосредственно на окне позиционно-чувствительного детектора, возможна модернизация позиционно-чувствительных детекторов на основе газоразрядных пропорциональных счетчиков с заменой рабочего окна, выполненного из бериллиевой фольги, окном в виде щелевой структуры, выполненной из поглощающего ионизирующее излучение материала, с дополнительным покрытием всего окна полимерным материалом, что приведет к расширению области энергетического разрешения детектора в более длинноволновую область.

В одном из возможных частных случаев выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения позиционно-чувствительный детектор является одномерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде линейного газоразрядного пропорционального счетчика, содержащего прямолинейную анодную нить, размещенную перед плоским рабочим окном в корпусе-катоде. В этом случае направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора совпадает с направлением ортогональной проекции анодной нити линейного газоразрядного детектора на его рабочее окно, а щелевая структура расположена на рабочем окне позиционно-чувствительного детектора.

В другом возможном частном случае выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения позиционно-чувствительный детектор является одномерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде изогнутого по радиусу газоразрядного пропорционального счетчика, содержащего анодную нить в виде дуги окружности. Анодная нить размещена перед изогнутым рабочим окном в корпусе-катоде, который имеет цилиндрическую поверхность, соосную с цилиндрической поверхностью, проходящей через указанную дугу окружности. В этом случае осевая линия рабочего окна позиционно-чувствительного детектора совпадает с центральной проекцией анодной нити на рабочее окно изогнутого по радиусу газоразрядного пропорционального счетчика на его рабочее окно, а щелевая структура располагается непосредственно на окне позиционно-чувствительного детектора, соосно с анодной нитью счетчика.

Достигаемая в этих частных случаях линейная разрешающая способность соответствует ширине щелей щелевой структуры, а соответствующая ей угловая разрешающая способность - равняется отношению ширины щели щелевой структуры к упомянутому радиусу изгиба.

В следующих двух возможных частных случаях выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения используется позиционно-чувствительный детектор матричного типа.

В одном из этих случаев позиционно-чувствительный детектор является одномерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде одномерной матрицы расположенных в ряд по одной прямой чувствительных к ионизирующему излучению элементов. Линейная разрешающая способность такого детектора определяется периодом матричных элементов, т.е. шириной одного матричного элемента и длиной промежутка между соседними матричными элементами. Совокупность поверхностей чувствительных элементов образует рабочее окно позиционно-чувствительного детектора. В этом случае направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора совпадает с направлением осевой линии, проходящей через центры указанных чувствительных элементов, а щелевая структура расположена вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора непосредственно над чувствительными элементами. В данном случае обеспечивается повышение разрешающей способности по сравнению с исходной величиной - периодом матрицы до величины, соответствующей ширине щели, и отсутствие мертвого пространства, равного расстоянию между соседними элементами матрицы.

В другом из указанных случаев позиционно-чувствительный детектор является двумерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде образующей двумерную матрицу совокупности рядов чувствительных к ионизирующему излучению элементов. Совокупность поверхностей чувствительных элементов образует рабочее окно позиционно-чувствительного детектора. Направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора в этом случае совпадает с направлением осевой линии, проходящей через центры указанных чувствительных элементов, принадлежащих одному из средних рядов указанной матрицы, а щелевая структура, закрепленная над чувствительными элементами окна такого детектора, изготавливается, например, в виде рядов отверстий, центры которых совпадают с центрами чувствительных элементов, либо находятся над определенным их участком, а диаметр, определяющий разрешающую способность такого детектирующего узла, меньше минимального линейного размера чувствительного элемента. В этом случае обеспечивается повышение разрешающей способности по сравнению с размером периода матрицы до величины, соответствующей диаметру отверстия, по двум координатам, вдоль которых обеспечена возможность перемещения детектирующего узла.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1 и Фиг.2 иллюстрируют примеры выполнения предлагаемых детектирующих узлов, в которых используются линейные позиционно-чувствительные детекторы 1.1 и 2.1 на основе газоразрядных пропорциональных счетчиков.

Щелевая структура 1.3, содержащая щели 1.4, устанавливается непосредственно на рабочее окно 1.2 позиционно-чувствительного детектора 1.1, либо щелевая структура 2.2, выполненная из поглощающего рентгеновское излучение материала и покрытая вакуумно-прочной полимерной пленкой, устанавливается вместо бериллиевого окна позиционно-чувствительного детектора 2.1.

Фиг.3 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется изогнутый по радиусу позиционно-чувствительный детектор на основе газоразрядного пропорционального счетчика.

Фиг.4 и Фиг.5 иллюстрируют пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется двумерный позиционно-чувствительный детектор в виде прямоугольной матрицы чувствительных к ионизирующему излучению элементов.

Фиг.6 и Фиг.7 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется одномерный позиционно-чувствительный детектор в виде расположенных в один ряд чувствительных к ионизирующему излучению элементов.

Примеры реализации прецизионного детектирующего узла

Входящий в состав детектирующего узла позиционно-чувствительный детектор в данном и других частных случаях выполнения предлагаемого детектирующего узла предназначен для подключения к электронной системе для определения на основе анализа его выходных сигналов координат места падения квантов ионизирующего излучения на рабочее окно. При использовании детектирующего узла по Фиг.1 позиционно-чувствительный детектор 1.1 должен быть ориентирован своим рабочим окном 1.2 ортогонально по отношению к ожидаемому направлению исследуемого потока ионизирующего излучения. В соответствии с принципом действия используемого позиционно-чувствительного детектора координата места падения каждого зафиксированного кванта излучения может быть определена с точностью не хуже размера интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора 1.1. Благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла указанная координата может быть определена с точностью, соответствующей ширине щели, т.е. разрешающая способность будет определяться уже не размером интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора, а шириной щели, и значит, может быть значительно улучшена.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.3, содержит одномерный изогнутый по радиусу позиционно-чувствительный детектор 3.1 на основе газоразрядного пропорционального счетчика (например, описанного в [1]) с рабочим окном 3.2, выполненным в виде щелевой структуры 3.4. Осевая линия 3.5 рабочего окна является ортогональной проекцией изогнутой анодной нити (на чертеже не показана) данного газоразрядного пропорционального счетчика на его рабочее окно 3.2. На рабочем окне 3.2 либо вместо него размещена щелевая структура 3.4 со щелями 3.3 (на фиг.3 детектор и щелевая структура показаны отдельно друг от друга). Расположенная на окне щелевая структура 3.4 имеет изгиб по радиусу относительно того же центра, что и окно 3.2 (и не показанная на чертеже анодная нить) позиционно-чувствительного детектора 3.1. Стрелками 3.6 (на проекции слева - изогнутой стрелкой) условно показана возможность поворота детектирующего узла 3.1 относительно источника излучения с помощью гониометра (на данном чертеже не показан). Щели 3.3 щелевой структуры ориентированы своей длинной стороной ортогонально осевой линии 3.5 рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. Расстояние Δ3 между соседними щелями - больше интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора 3.1, а ширина d3 щелей - меньше (предпочтительно - значительно меньше) интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора. При использовании детектирующего узла по Фиг.3 позиционно-чувствительный детектор 3.1 должен быть ориентирован своим окном 3.2 такими образом, чтобы источник анализируемого излучения находился в центре вращения, т.е. в центре дуг, по которым изогнуты не показанная на чертеже анодная нить детектора, его рабочее окно 3.2 с осевой линией 3.5 и щелевая структура 3.4. Как и в предыдущем случае, благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла, достигаемая разрешающая способность может быть значительно улучшена, по сравнению с интервалом линейного (или соответствующим ему углового) разрешения используемого изогнутого по радиусу позиционно-чувствительного детектора, и будет определяться шириной щелей.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.4, содержит двумерный позиционно-чувствительный детектор 4.3 в виде прямоугольной матрицы чувствительных к ионизирующему излучению элементов 4.4 с не чувствительными к ионизирующему излучению промежутками 4.5 между чувствительными элементами и представляет собой совокупность рядов таких элементов. Совокупность поверхностей чувствительных элементов и промежутков между ними образует рабочее окно двумерного позиционно-чувствительного детектора. На рабочем окне двумерного позиционно-чувствительного детектора расположена двумерная щелевая структура 4.1 (на Фиг.4 двумерный детектор и щелевая структура показаны отдельно друг от друга). Щелевая структура 4.1 имеет отверстия 4.2, расположенные на осевых линиях рядов чувствительных элементов 4.4. Любая из них, например осевая линия 4.6 одного из средних рядов чувствительных элементов, может считаться осевой линией окна данного двумерного позиционно-чувствительного детектора. Вдоль направления этой и ортогональной к ней линиям осуществляется поступательное перемещение (показанное большой ломаной стрелкой 5.1 на Фиг.5) детектирующего узла по двум координатам с помощью двухкоординатной подвижки (не показана), на которой закрепляется детектирующий узел. Расстояние Δ4 между центрами соседних отверстий структуры 4.1 должно равняться расстоянию между центрами соседних чувствительных элементов в ряду двумерного позиционно-чувствительного детектора 4.3, а диаметр ⌀4 отверстий 4.2 - меньше (предпочтительно - значительно меньше) линейных размеров чувствительного элемента 4.4 в ряду.

На фиг.5 показан прецизионный детектирующий узел на основе того же двумерного позиционно-чувствительного детектора, в виде прямоугольной матрицы чувствительных к ионизирующему излучению элементов, с закрепленной над всеми его чувствительными элементами щелевой структурой, выполненной в виде двумерной матрицы отверстий. При использовании детектирующего узла по Фиг.5 позиционно-чувствительный детектор 4.3 должен быть ориентирован своим рабочим окном ортогонально, по отношению к ожидаемому направлению исследуемого потока ионизирующего излучения. В соответствии с принципом действия используемого позиционно-чувствительного детектора декартовы координаты места падения кванта излучения определяются по положению того чувствительного элемента, для которого зафиксировано наличие кванта излучения. Эти координаты определяются с точностью, соответствующей размеру одного чувствительного элемента 4.4 матрицы. При попадании квантов излучения в промежутки 4.5 между чувствительными элементами матрицы их декартовы координаты не определяются. Благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла по фиг.5, достигается повышение разрешающей способности для обеих координат и определение декартовых координат падения всех квантов ионизирующего излучения, приходящих на рабочее окно детектирующего узла. Это становится возможным благодаря перемещению детектирующего узла 5 с двумерной щелевой структурой 4.1 по двум взаимно ортогональным направлениям, осуществляемому двухкоординатной подвижкой, на которой закреплен детектор.

Аналогичная конструкция возможна и для детектирующего узла с одномерным позиционно-чувствительным детектором в виде одного ряда чувствительных элементов при использовании щелевой структуры в виде одного ряда отверстий либо щелей.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.6 и Фиг.7, содержит одномерный позиционно-чувствительный детектор 6.3, выполненный в виде матрицы расположенных в ряд по одной прямой чувствительных к ионизирующему излучению элементов 6.4. Совокупность поверхностей элементов 6.4 образует рабочее окно 6.5 одномерного позиционно-чувствительного детектора 6.3. В качестве направления осевой линии окна позиционно-чувствительного детектора может рассматриваться направление осевой линии 6.6, проходящей через центры чувствительных элементов 6.4. На рабочем окне позиционно чувствительного детектора 6.3 расположена щелевая структура 6.1 в виде системы отверстий 6.2, проходящих по осевой линии 6.6. На фиг.7 показан тот же одномерный позиционно-чувствительный детектор 6.3, выполненный в виде матрицы расположенных в ряд по одной прямой чувствительных к ионизирующему излучению элементов с закрепленной на рабочем окне щелевой структурой 6.2, выполненной в виде системы отверстий 6.1, расположенных над чувствительными элементами матричного одномерного детектора. Стрелкой 7.1 показана возможность поступательного перемещения детектирующего узла относительно источника ионизирующего излучения (на Фиг.7 не показан) в двух ортогональных направлениях Х и Y. При этом позиционно-чувствительный детектор 6.3 должен быть ориентирован центром своего рабочего окна ортогонально по отношению к ожидаемому направлению исследуемого потока ионизирующего излучения. Расстояние Δ6 между серединами соседних отверстий 6.2 щелевой структуры 6.1 равняется расстоянию между серединами соседних чувствительных элементов 6.4 детектора, а диаметр ⌀6 отверстий - меньше (предпочтительно - значительно меньше) линейного размера чувствительного элемента 6.4.

В соответствии с принципом действия используемого одномерного матричного позиционно-чувствительного детектора координата места падения кванта излучения на рабочее окно детектора может быть определена с точностью, соответствующей линейным размерам матричного элемента, а при падении кванта в любой промежуток между элементами матрицы - координата места падения кванта не фиксируется. Благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла указанная координата может быть уточнена до диаметра отверстия, расположенного над этим элементом. Причем, благодаря перемещению детектирующего узла с использованием двумерной координатной подвижки, фиксируются координаты падения всех квантов ионизирующего излучения, приходящих на окно детектирующего узла. В этом случае детектирующий узел с одномерным детектором становится двумерным с размером рабочего окна по двум координатам, равным величине перемещения детектора по этим координатам с учетом общих линейных размеров матрицы чувствительных элементов, а его разрешающая способность становится равной диаметру отверстий, находящихся над чувствительными элементами.

Источники информации

[1]. Спектрометрические детекторы рентгеновского излучения. Обзорная информация. Серия ТС-6. "Аналитические приборы и приборы для научных исследований". Выпуск 6. М.: Информприбор, 1987, с.9-16.

[2]. Рентгенотехника. Справочник. Под общ. ред. В.В.Клюева. Книга 2. М.: Машиностроение. 1992, с.35-39.

[3]. Патент США 5510622, опубл. 23.04.96.

[4]. Патент РФ 2300783, опубл. 10.06.2007. Бюл. 16.

1. Прецизионный детектирующий узел ионизирующего излучения, содержащий позиционно-чувствительный детектор, имеющий рабочее окно для приема квантов ионизирующего излучения и щелевую структуру из непроницаемого для ионизирующего излучения материала с размером щелей меньшим интервала разрешающей способности позиционно-чувствительного детектора, отличающийся тем, что щелевая структура закрепляется непосредственно на рабочем окне позиционно-чувствительного детектора.

2. Детектирующий узел по п.1, содержащий одномерный позиционно-чувствительный детектор на основе газоразрядного пропорционального счетчика, отличающийся тем, что щелевая структура является периодической с периодом, превышающим линейную разрешающую способность применяемого детектора более чем в два раза.

3. Детектирующий узел по п.2, отличающийся тем, что рабочее окно детектора представляет собой щелевую структуру, покрытую вакуумно-прочной полимерной пленкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к позитронной визуализации и, в частности, к времяпролетной (TOF) позитронно-эмиссионной томографии (PET). .

Изобретение относится к дискретизации данных, назначению временных меток и связанным областям техники. .

Изобретение относится к области спектральной компьютерной томографии (СТ). .

Изобретение относится к области обработки позитронных изображений и, более конкретно, к реконструкции данных режима списка, полученных в позитронно-эмиссионной томографии (PET).

Изобретение относится к способам измерения энергии в индукционном ускорителе электронов - бетатроне. .

Изобретение относится к усовершенствованному алгоритму реконструкции для процессов визуализации. .

Изобретение относится к способам измерения параметров направленного излучения, включая измерение таких характеристик потоков заряженных частиц, как их пространственное распределение по плотности и дозам с помощью люминесцентных детекторов ионизирующих излучений.

Изобретение относится к позитронной эмиссионной томографии (PET), в частности к обнаружению совпадающих событий в процессе времяпролетной (TOF) PHT

Изобретение относится к системе визуализации, способу визуализации и компьютерной программе для визуализации объекта

Изобретение относится к детектору излучения (200), в частности детектору рентгеновского излучения, который содержит, по меньшей мере, один чувствительный слой (212) для конверсии падающих фотонов (X) в электрические сигналы

Изобретение относится к области измерений параметров пучков заряженных частиц в ускорительной технике

Изобретение относится к области обеспечения защиты войск, действующих в условиях воздействия радиационных поражающих факторов

Изобретение относится к области регистрации радиоактивного излучения в присутствии интенсивного мешающего излучения

Изобретение относится к устройству получения рентгеновских изображений и способу получения рентгеновских изображений

Изобретение относится к области техники детекторов излучения и, в частности, к детектору излучения, который содержит сцинтиллятор

Изобретение относится к детектору излучений и способу изготовления детектора излучений. Детектор излучений (10), содержащий массив пикселей (1), в котором каждый пиксель (1) содержит конверсионный слой из полупроводникового материала (4) для преобразования падающего излучения в электрические сигналы и в котором каждый пиксель (1) окружен канавкой (3), которая, по меньшей мере, частично заполнена барьерным материалом, который поглощает, по меньшей мере, часть фотонов, генерируемых падающим излучением, причем коэффициент заполнения канавки (3) барьерным материалом программируемо изменяется поперек детектора (10). Технический результат - снижение перекрестных наводок между детекторами излучений и пикселями каждого детектора излучений. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам диагностики нейродегенеративных заболеваний. Установка содержит модуль получения изображений, получающий визуальные данные о состоянии головного мозга пациента, и анализатор изображений, выполненный с возможностью определения на основании визуальных данных с использованием вероятностной маски для определения исследуемых областей на изображении, заданном визуальными данными, количественного показателя, указывающего на степень развития нейродегенеративной болезни мозга пациента. Способ клинической оценки включает этапы получения визуальных данных и их анализа для определения количественного показателя, который позволяет оценить степень развития нейродегенеративной болезни мозга пациента с использованием вероятностной маски. Носитель компьютерного программного продукта содержит компьютерную программу, настройки устройства обработки данных для выполнения им по меньшей мере одного из этапов способа. Изобретение облегчает раннюю диагностику и контроль нейродегенеративных заболеваний, например болезни Альцгеймера. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх