Устройство для выработки триггера на множественность

Авторы патента:

G01T1/18 - с помощью разрядных приборов, например счетчиков Гейгера (разрядные приборы H01J 47/00)

Владельцы патента RU 2463626:

Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Институт физики высоких энергий" (RU)

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для отбора событий с множественностью более 1 частицы представляет два годоскопа с элементами, расположенными перпендикулярно друг другу, при этом сигналы с каждой плоскости годоскопа поступают на логическое устройство, вырабатывающее сигнал при срабатывании более одного элемента годоскопа, выходы которых соединены со входом схемы ИЛИ. Технический результат - упрощение конструкции устройства, сокращение числа регистрирующих каналов и упрощение электронных схем выработки решения. 1 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике.

Известно устройство (G.Bitsadze, V.Brekhovskikh, A.Kuptsov et al. Nucl. Instr. and Meth.A 533 (2004) 353) для измерения числа частиц, состоящее из детекторов, установленных перпендикулярно пучку падающих частиц. При большом числе элементов поперечный размер детектора (сцинтиллятора, например) становится меньше диаметра фотоумножителя, что усложняет конструкцию детектора. Кроме того, при уменьшении поперечного размера элемента возрастает вероятность одной частицы пройти через два соседних элемента. Как показано в этой же работе, определение множественности по ионизационным потерям не эффективно из-за ширины распределения Ландау ионизационных потерь.

С другой стороны, предложено устройство (М.Beck, K.H.Brenzinger, W.Bruckner et al. Nucl. Instr. and Meth.A 355 (1995) 351) для измерения числа частиц, состоящее из дискретных элементов (пикселей).

У такого устройства имеются следующие недостатки:

1. сложная конструкция детектора, содержащего много элементов;

2. число регистрирующих каналов равно числу активных элементов (пикселей), т.е. при числе сцинтилляторов 10³ такое же количество требуется и фотодетекторов, и каналов электроники.

Задача, решаемая изобретением, - упрощение конструкции устройства, резкое сокращение числа регистрирующих каналов.

На фиг.1 изображено заявляемое устройство. Оно включает две плоскости годоскопов 1, в которых детекторы (сцинтилляторы или газовые детекторы) в форме полос расположены перпендикулярно в каждой плоскости, сигналы с этих детекторов поступают на логическую схему 2, выдающую сигнал при числе входных сигналов >1, выходы которых поступают на схему 3, выполняющую функцию ИЛИ.

При прохождении двух (и более) частиц через устройство могут быть следующие варианты:

- частицы проходят через разные элементы годоскопа в обеих плоскостях, каждая схема 2 выдает сигнал, поступающий на схему 3, которая в свою очередь выдаст сигнал;

- в одной плоскости частицы проходят через разные элементы годоскопа, а в другой плоскости - через один элемент, тогда на схему 3 поступит один сигнал со схемы 2 и схема 3 выдаст сигнал о прохождении через годоскоп больше одной частицы;

- все частицы пройдут через один элемент в каждой плоскости годоскопа и схемы 2 не выдадут сигнал, это соответствует неэффективности, которая равна 1/N², где N - число элементов годоскопа одной плоскости (для простоты полагаем равное число элементов в каждой плоскости). Таким образом, при N=10 неэффективность регистрации 2 частиц будет равна 1%.

В предлагаемой конструкции устройства число регистрирующих каналов равно 2×N. В прототипе число каналов равно N². Отношение числа каналов для старого и нового методов равно

R=N²/2N=N/2,

где N - число элементов в годоскопе. Таким образом, даже для очень скромных размеров годоскопа с N=100 выигрыш будет равен R=50.

Конструктивно годоскопы могут представлять из себя любые детекторы ионизационного излучения, имеющие форму полос (сцинтилляторы, полупроводниковые детекторы, пропорциональные камеры и т.д.).

Устройство для отбора событий с множественностью более 1 частицы, представляющее два годоскопа с элементами, расположенными перпендикулярно друг другу, отличающееся тем, что сигналы с каждой плоскости годоскопа поступают на логическое устройство, вырабатывающее сигнал при срабатывании более одного элемента годоскопа, выходы которых соединены со входом схемы ИЛИ.

Изобретение относится к области радиационной экологии и может быть использовано для оперативной радиометрии жидких проб методом аэроионной топометрии, а также дистанционного поиска остатков ядерного топлива, например плутония, загрязняющих поверхности в результате аварий или в ходе производственных процессов.

Способ электрической поверки войсковых измерителей мощности дозы гамма-излучения // 2449315

Изобретение относится к метрологическому обеспечению войсковой дозиметрической аппаратуры. .

Способ поиска радиоактивных объектов под водой и комплекс для реализации способа // 2420762

Изобретение относится к средствам обнаружения подводных радиоактивных объектов, находящихся на больших площадях дна или погруженных в него. .

Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка) // 2418305

Устройство для регистрации и формирования рентгеновского изображения // 2417385

Изобретение относится к рентгенотехнике, в частности к рентгеновским приемникам, и предназначено для использования в медицинских рентгеновских установках, томографах, маммографах, а также в промышленных интроскопах с высоким пространственным разрешением.

Система обнаженных проводников и способ для считывания пучка электронов // 2407040

Изобретение относится к системе обнаженных проводников и может использоваться для облучения упаковочных материалов для целей стерилизации. .

Способ определения концентрации бета-радиоактивных газов // 2400773

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано при проведении технологического контроля или научно-исследовательских работ, связанных с изучением кинетики взаимодействия бета-радиоактивных газов.

Многослойный детектор и способ измерения потока электронов // 2390041

Изобретение относится к многослойному детектору и способу определения потока электронов. .

Ионизационная камера для системы управления и защиты ядерного реактора // 2384913

Изобретение относится к регистрации нейтронов и гамма-излучений, преимущественно регистрации нейтронов в системах управления и защиты (СУЗ) ядерных реакторов. .

Многослойный газовый электронный умножитель // 2383035

Изобретение относится к ускорительной технике и может применяться в физике высоких энергий, ядерной физике, астрофизике для регистрации заряженных частиц при малых и больших интенсивностях.

Дрейфовая камера для работы в вакууме // 2465620

Изобретение относится к ионизационным многопроволочным координатным детекторам и может быть использовано в экспериментальной ядерной физике для регистрации ядерного излучения

Способ обработки сигналов измерения камер деления // 2482513

Изобретение относится к способу определения эффективных масс закладок делящегося вещества

Координатный газонаполненный детектор // 2485547

Изобретение относится к координатным газонаполненным детекторам излучения и может быть использовано в области экспериментальной физики, для работ в высокоинтенсивных потоках заряженных частиц, а также в геологии, археологии, а также для радиографического контроля и томографических исследований крупномасштабных объектов

Способ регистрации частиц детекторами на основе дрейфовых трубок // 2530436

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может быть использовано в установках физики элементарных частиц и в исследованиях, проводимых ядерно-физическими методами в потоках заряженных частиц или рентгеновского излучения. Способ регистрации частиц детекторами на основе дрейфовых трубок включает измерение координат заряженных частиц, отличающийся тем, что вначале регистрируют время появления сигналов t1 и t2 с двух концов дрейфовых трубок длиной L по их переднему фронту, и величину промежутка времени Δt=t1-t2 используют для определения продольной координаты точки образования лавины в них из выражения ΔL=±V×Δt/2, где V - скорость распространения волны по аноду, a ΔL - расстояние точки образования лавины от центра анода, и одновременно определяют радиальные координаты частицы в двух коррелированных по ее прохождению дрейфовых трубках измерением временных промежутков между сигналами с них по калибровочной зависимости время дрейфа - координата. Технический результат - одновременное определение радиальной и продольной координаты заряженной частицы. 2 ил.

Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка) // 2540066

Изобретение относится к космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата содержит приемник ионов, установленный на расстоянии от контролируемой поверхности космического аппарата, спутниковый модем, устройство формирования сигнала, при этом спутниковый модем, устройство формирования сигналов и приемников ионов заключены в одном защитном корпусе, вход приемника ионов соединен с устройством формирования сигнала, выход которого соединен со входом спутникового модема, соединенного с антенной, фокусирующую сетку, прикрепленную к защитному корпусу, устройство ионизации потока газовых частиц, прикрепленное со стороны фокусирующей сетки к защитному корпусу, в защитном корпусе установлен фотоэлектронный умножитель, а на контролируемой поверхности космического аппарата установлен пьезодатчик, соединенный с помощью усилителя с устройством формирования сигнала, при этом на поверхности космического аппарата установлены измерительные антенны не менее трех штук, которые дополнительно снабжены антенными усилителями, соединенными с устройством формирования сигнала. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

Сенсор ионизирующего излучения // 2545502

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования ионизирующего излучения в электрический сигнал, измерение которого позволяет определить уровень радиации и набранную дозу гамма-, протонных, электронных и альфа-излучений. Сенсор (чувствительный элемент) ионизирующего излучения представляет собой p-i-n структуру, выполненную по планарной технологии. Сенсор содержит высокоомную подложку кремния n-типа 1 проводимости, на лицевой (рабочей) стороне которой расположены p-области 2, 3, слой 4 (покрытие) из SiO2, алюминиевая металлизация 5, пассивирующий (защитный) слой 6. P-область 2, расположенная в центральной части подложки и занимающая большую часть площади поверхности, образует чувствительную область сенсора. По крайней мере, две p-области 3, выполненные в виде кольцеобразных элементов (охранных колец), расположены в нечувствительной области по периферии подложки вокруг центральной p-области 2 с обеспечением снижения величины поверхностного тока и плавного падения потенциала от чувствительной области к периферии прибора. В слое 4 SiO2 сформированы окна 7 для обеспечения контакта металла (алюминиевой металлизации) с p-областью; в пассивирующем слое над p-областью, расположенной в центральной части подложки, сформировано окно 8 для контактирования с p-n областью в процессе тестирования и окна 9 для присоединения выводов. На подложке со стороны, противоположной лицевой поверхности, расположен слой n-области 10 и металла 11. Технический результат - уменьшение времени измерения радиационного фона, уменьшение размеров и массы устройства, расширение диапазона регистрируемых энергий. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Эмиссионный калориметр // 2549611

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике. Эмиссионный калориметр для измерения энергии частиц представляет собой сандвич из поглотителя и активных элементов, расположенных перпендикулярно падающим частицам, при этом активные элементы состоят из двух электродов, разделенных газовым зазором около 100 мкм при атмосферном давлении, один из электродов подключен к источнику напряжения порядка 50 кВ/см, а другой электрод подключен к блоку амплитудного анализа. Технический результат - упрощение конструкции устройства, улучшение временного разрешения и повышение радиационной стойкости. 1 ил.

Матричный сенсор ионизирующего излучения // 2551257

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования ионизирующего излучения в электрический сигнал. Сущность изобретения заключается в том, что матричный сенсор (чувствительный элемент) ионизирующего излучения представляет собой p-i-n структуру, выполненную по планарной технологии. Сенсор содержит высокоомную подложку высокочистого БЗП кремния n-типа 1 проводимости, на лицевой (рабочей) стороне которой расположены p-области 2, 3, слой 4 (покрытие) из SiO2, алюминиевая металлизация 5, пассивирующий (защитный) слой 6. P-области 2, занимающие большую часть площади поверхности, образуют чувствительную область сенсора. При этом количество p-областей 2, образующих чувствительную область сенсора, выполнено равным 2n, где n=1÷8. По крайней мере, две p-области 3, выполненные в виде кольцеобразных элементов (охранных колец), расположены в нечувствительной области по периферии подложки вокруг сформированной p-областями 2 чувствительной области с обеспечением снижения величины поверхностного тока и плавного падения потенциала от чувствительной области к периферии прибора. В слое 4 SiO2 сформированы окна 7 для обеспечения контакта металла (алюминиевой металлизации) с p-областью; в пассивирующем слое над p-областью, расположенной в центральной части подложки, сформированы окна 8 для контактирования с p-n областями в процессе тестирования, и окна 9 для присоединения выводов. На подложке со стороны, противоположной лицевой поверхности, расположен слой n-области 10 и металла 11. Технический результат - расширение диапазона регистрируемых энергий, уменьшение габаритов и массы сенсора. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ изготовления сенсора ионизирующего излучения // 2575939

Использование: для преобразования воздействия ионизирующего излучения в электрический сигнал. Сущность изобретения заключается в том, что на полированной пластине, вырезанной из слитка сверхчистого кремния n-типа проводимости формируется сенсор, для чего последовательно производятся первая химическая отмывка пластины в растворе поверхностно активных веществ, содержащих комплексоны, формирование слоя окисла кремния термическим окислением в атмосфере сухого кислорода с добавлением хлорсодержащих компонентов, имплантация ионов примеси р-типа проводимости в рабочую сторону пластины и ионов примеси n-типа проводимости в нерабочую сторону пластины при температуре не менее 50°С с энергией имплантации не более 200 кэВ и с дозой имплантации не более 1000 мкКл/см2, повторная химическая отмывка пластины в растворе поверхностно активных веществ, содержащих комплексоны, формирование слоя окисла кремния термическим окислением в атмосфере сухого кислорода с добавлением хлорсодержащих компонентов, повторная имплантация ионов примеси р-типа проводимости в рабочую сторону пластин и ионов примеси n-типа проводимости в нерабочую сторону пластин при температуре не более 25°С с энергией имплантации не более 200 кэВ, нанесение слоя алюминия на обе стороны пластин, формирование омического контакта путем вжигания алюминия и осаждение пассивирующего покрытия на рабочую сторону пластин, а затем проведение двухстадийного постимлантационного отжига. Технический результат: обеспечение возможности производства более высоко чувствительного элемента детектора на базе планарной технологии. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ измерения высоких уровней мощности дозы гамма-излучения и устройство для его осуществления // 2581391

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений, а именно гамма-излучения с применением газоразрядных счетчиков. Способ измерения высоких уровней мощности дозы гамма-излучения заключается в том, что измерения проводят с применением газоразрядного счетчика, питающегося от источника линейно изменяющегося высокого напряжения, при этом сформированные на счетчике импульсы при регистрации гамма-кванта поступают на пересчетную схему после амплитудной дискриминации, осуществляемой двухуровневой пороговой схемой.