Спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей альфа-бета- и гамма-излучений на основе составного детектора



Спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей альфа-бета- и гамма-излучений на основе составного детектора
Спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей альфа-бета- и гамма-излучений на основе составного детектора
Спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей альфа-бета- и гамма-излучений на основе составного детектора

 


Владельцы патента RU 2550313:

Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) (RU)

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при создании аппаратуры радиационного контроля для определения спектрометрических, радиометрических и дозиметрических параметров загрязненной среды при одновременной регистрации альфа-, бета- и гамма-излучений. Сущность изобретения заключается в том, что спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей альфа-, бета- и гамма-излучений на основе комбинированного детектора, состоящего из полупроводникового «пролетного» детектора для регистрации альфа-излучения (в роли которого выступает кремниевый детектор толщиной 200-300 мкм), органического сцинтиллятора (в роли которого выступает паратерфенил толщиной 7 мм), и кристаллического сцинтиллятора NaI(Tl). Для регистрации бета-излучения используются сигналы кремниевого детектора и паратерфенила, регистрация гамма-излучений осуществляется с помощью сцинтиллятора NaI(Tl). Полупроводниковый кремниевый детектор расположен со стороны входного окна комбинированного детектора, вплотную к паратерфенилу. Сцинтиллятор NaI(Tl) расположен за паратерфенилом и крепится вплотную к ФЭУ. Между сцинтилляторами NaI(Tl) и паратерфенил установлено кварцевое стекло. Сборка паратерфенил, NaI(Tl), кварцевое стекло и фотоэлектронный умножитель представляет собой фосвич-детектор из двух сцинтилляторов. Технический результат - повышение эффективности разделения бета- и гамма-излучений. 3 ил.

 

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при создании аппаратуры радиационного контроля для определения спектрометрических, радиометрических и дозиметрических параметров загрязненной среды при одновременной регистрации альфа-, бета- и гамма-излучений.

Экстенсивный путь расширения функциональных возможностей аппаратуры радиационного контроля, который реализуется за счет увеличения числа блоков детектирования, каждый из которых предназначен для измерения только одного вида излучения [1], во многом исчерпал себя. Такой метод построения аппаратуры не является оптимальным, так как существенно увеличивает время определения радиационной обстановки за счет смены нескольких блоков детектирования и времени прогрева каждого из них при подготовке к измерениям. Кроме того, в смешанных полях, когда присутствуют различные виды излучений, например гамма- и бета-излучения, при проведении измерений не представляется возможным оценить влияние сопутствующего, не основного для данного блока детектирования, вида излучения. Например, для блока детектирования гамма-излучения - это влияние бета-излучения и наоборот.

Задачи повышения экспрессности измерений, что является жизненно важным для работы на загрязненных территориях, и осуществления коррекции взаимного влияния различных видов излучений на результаты измерений, можно решить путем создания многофункционального прибора с одним универсальным блоком детектирования, позволяющим регистрировать несколько видов излучений и проводить измерение параметров каждого из них. В работе [2] были рассмотрены основы построения таких многофункциональных приборов на базе одного универсального блока детектирования и показано, что оптимальным путем построения многофункционального прибора является применение в его составе сцинтилляционного фосвич-детектора.

Известно устройство для измерения мощности дозы гамма- и удельной активности альфа- или бета-излучений [2]. Это самый распространенный случай применения фосвич-детекторов. Такие детекторы строятся в основном с использованием сцинтиллятора ZnS(Ag) и второго органического или неорганического сцинтиллятора. Измерения можно проводить как последовательно, так и параллельно. Идентификация излучений происходит с использованием дискриминации сигналов по форме импульса в фосвич-детекторе.

В качестве примера можно привести устройство спектрометрии бета-излучения с подавлением гамма-фона [3]. Для этих целей используется детекторы типа «dE+E». Они позволяют подавлять гамма-фон примерно в 10 раз (т.е. практически исключить его из бета-канала).

Известно также устройство для спектрометрии гамма- и бета-излучений [4], с использованием внешнего детектора на основе сцинтиллирующей пластмассы и второго детектора CsI(Tl). Измерения проводятся одновременно и раздельно. Идентификация излучений происходит с использованием дискриминации сигналов с фосвич-детектора по форме импульса.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является спектрометр бета- и гамма-излучений [5], позволяющий одновременно регистрировать и осуществлять анализ энергетических спектров этих видов излучений. Схематично конструкция блока детектирования этого устройства приведена на фиг.1. Данный спектрометр оснащен фосвич-детектором для одновременной спектрометрии бета- и гамма-излучений. Такой детектор предназначен для работы в смешанных полях излучения и включает в себя комбинацию из трех сцинтилляторов различной толщины и различных характеристик.

Сцинтилляторы расположены слоями и оптически соединены с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). Два из трех слоев используются для обнаружения бета-частиц, а третий слой - для регистрации гамма-излучения. Использование двух различных слоев для регистрации бета-излучений позволяет дискриминировать нежелательные перекрестные помехи, например, от гамма-излучений (т.е. исключить из бета-канала фон, обусловленный гамма-излучением).

Для регистрации бета-излучений используется тонкий органический сцинтиллятор ВС-400, время высвечивания которого составляет 2 нс, и сцинтиллятор CaF2(Eu) с временем высвечивания 940 нс. Сцинтиллятор CaF2(Eu) является основным, в нем осуществляется полное поглощение энергии бета-частиц. Сцинтиллятор ВС-400 играет вспомогательную роль. В нем теряется малая доля энергии частицы, он предназначен для регистрации факта пролета бета-частицы тонкого детектора и попадания частицы в основной детектор CaF2(Eu). Для регистрации гамма-излучений используется сцинтиллятор NaI(Tl) с временем высвечивания 250 нс.

Оптические сигналы от сцинтилляционных слоев преобразуются ФЭУ в электрические импульсы. Сигналы от каждого из трех сцинтилляторов преобразуются в электрические импульсы разной формы, в зависимости от времени высвечивания сцинтиллятора. Оцифровка импульса и анализ его по форме осуществляется с помощью быстрого аналого-цифрового преобразователя с тактом (интервалом) преобразования 10 нс и соответствующего алгоритма обработки полученной информации, реализованной в процессоре прибора. Импульсы с разной формой, в устройстве обработки прибора, распределяются по разным каналам регистрации (канал бета-излучений и канал гамма-излучений). Импульс классифицируется как бета в случае, если он определяется как пришедший от первого и второго сцинтиллятора. Импульсы от третьего сцинтиллятора записываются только как гамма, другие импульсы отвергаются как неизвестные события. Полученные спектры сигналов от бета- и гамма-излучений накапливаются в разных областях памяти процессора с последующим выводом в ЭВМ.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности одновременной регистрации и раздельного анализа характеристик альфа-, бета- и гамма-излучений. Кроме того, использование трех сцинтилляторов для разделения потоков сигналов, ответственных за регистрацию бета- и гамма-излучений, а также сравнительно близкие значения времени высвечивания сцинтилляторов СаF2(Еu) и NaI(Tl), приводит к снижению эффективности разделения этих сигналов, т.е. к взаимному проникновению сигналов канала бета в сигналы канала гамма и наоборот.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, заключающегося в одновременной регистрации и раздельном анализе характеристик полей альфа-, бета- и гамма-излучений, а также повышение эффективности разделения сигналов от бета- и гамма-излучений.

Предложен спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей альфа-, бета- и гамма-излучений на основе комбинированного детектора (КД). Конструктивные особенности и блок-схема устройства приведены на фиг.2.

Поставленная задача решена следующим образом.

Устройство содержит комбинированный детектор, состоящий из полупроводникового «пролетного» детектора (ППД) (в роли которого выступает кремниевый детектор), органического сцинтиллятора (в роли которого выступает паратерфенил) и кристаллического сцинтиллятора NaI(Tl). Полупроводниковый кремниевый детектор расположен со стороны входного окна комбинированного детектора, вплотную к паратерфенилу. Сцинтиллятор NaI(Tl) расположен за паратерфенилом и крепится вплотную к ФЭУ. Между сцинтилляторами NaI(Tl) и паратерфенил установлено кварцевое стекло. Сборка паратерфенил, NaI(Tl), кварцевое стекло и фотоэлектронный умножитель представляет собой фосвич-детектор из двух сцинтилляторов.

Тонкий «пролетный» кремниевый детектор толщиной 200-300 мкм используется для регистрации альфа-излучений. При регистрации бета-излучений в спектрометре-радиометре используются сигналы кремниевого детектора и паратерфенила, толщина которого составляет 7 мм, время высвечивания сцинтиллятора составляет 2 нс. Регистрация гамма-излучения осуществляется с помощью сцинтиллятора NaI(Tl).

В кремниевом детекторе альфа-излучение поглощается полностью, а бета-излучение теряет лишь небольшую часть своей энергии. Полное поглощение бета-частиц происходит в органическом сцинтилляторе.

Кварцевое стекло, установленное между паратерфенилом и NaI(Tl), предназначено для защиты NaI(Tl) от высокоэнергетического бета-излучения.

Таким образом, конструктивно комбинированный детектор состоит из полупроводникового пролетного детектора и фосвич-детектора на основе двух сцинтилляторов различной толщины и различных характеристик.

Два выхода сигналов комбинированного детектора КД подключены к устройству усиления, формирования и обработки сигналов, которое содержит: усилители УС-1, УС-2, два устройства оцифровки формы импульса сигналов детектора УОцФ-1, УОцФ-2, два пороговых дискриминатора-формирователя ПДФ-1, ПДФ-2, дискриминатор формы импульсов ДФИ, два цифровых интегратора ЦИ-1, ЦИ-2, схему совпадений СС, схему антисовпадений САС, три запоминающие устройства ЗУ-1, ЗУ-2, ЗУ-3, схему пропускания «И».

Устройство работает следующим образом.

При попадании смешанного излучения на вход (чувствительную область) комбинированного детектора КД альфа-частицы полностью поглощаются материалом тонкого полупроводникового детектора ППД. Бета-частицы, проникая сквозь ППД, теряют часть своей энергии и полностью поглощаются детектором бета-частиц, которым является органический сцинтиллятор паратерфенил. Гамма-кванты практически не взаимодействуют с тонким полупроводниковым кремниевым детектором, однако испытывают рассеяние на материале детектора бета-частиц и инициируют соответствующий отклик (сигнал) от него. Отметим, что этот сигнал является помехой для достоверного анализа спектра бета-излучения. После прохождения органического сцинтиллятора гамма-кванты испытывают практически полное поглощение в материале сцинтиллятора NaI(Tl).

При появлении сигнала на выходе полупроводникового детектора ППД импульс с выхода 2 комбинированного детектора КД поступает на вход усилителя УС-2 и с его выхода подается на вход устройства оцифровки формы импульса УОцФ-2, выход которого соединен с входом цифрового интегратора ЦИ-2 и входом порогового дискриминатора-формирователя ПДФ-2.

Пороговый дискриминатор-формирователь ПДФ-2, осуществляя отбор импульсов по порогу срабатывания, запускает цифровой интегратор ЦИ-2 и вырабатывает сигнал, поступающий на вход 2 схемы антисовпадений САС и на вход 2 схемы совпадений СС.

Цифровой интегратор ЦИ-2, в заданном временном интервале, производит суммирование цифровой выборки сигналов, поступающих от УОцФ-2. Накопленная сумма, пропорциональная амплитуде исходного импульса, поступает на адресный вход 2 инкрементного запоминающего устройства ЗУ-3.

При появлении сигнала на выходе фосвич-детектора ФД импульс с выхода 1 комбинированного детектора КД поступает на вход усилителя УС-1, где усиливается с максимально возможным сохранением формы, и с выхода УС-1 поступает на вход устройства оцифровки формы импульса УОцФ-1. Выход устройства оцифровки формы импульса УОцФ-1 соединен с входами порогового дискриминатора-формирователя ПДФ-1, дискриминатора формы импульса ДФИ и цифрового интегратора ЦИ-1.

Пороговый дискриминатор-формирователь ПДФ-1 осуществляет отбор импульсов по порогу срабатывания, запускает цифровой интегратор ЦИ-1 и вырабатывает управляющий сигнал, который поступает как на вход 1 схемы антисовпадений САС, так и на вход 1 схемы совпадений СС.

Цифровой интегратор ЦИ-1 производит суммирование выборки в заданном временном интервале, при этом накопленная сумма, пропорциональная амплитуде входного импульса, поступает на адресный вход 1 инкрементного запоминающего устройства ЗУ-1 и на адресный вход 1 инкрементного запоминающего устройства ЗУ-2.

Дискриминатор формы импульса ДФИ производит отбор сигналов сцинтилляторов по заданным условиям формы (по заданному алгоритму) и формирует управляющий сигнал на выходе β, если обнаружен импульс детектора, соответствующий алгоритму отбора в бета-канал, или управляющий сигнал на выходе γ, если обнаружен импульс детектора, соответствующий алгоритму отбора в гамма-канал.

Управляющий сигнал γ, с выхода дискриминатора формы ДФИ, поступает на управляющий вход 2 инкрементного запоминающего устройства ЗУ-2, разрешая запись в него.

Для компенсации гамма-фона в бета-канале сигнал на выходе β дискриминатора формы импульса ДФИ суммируется по «И» с выходным сигналом схемы совпадений СС и поступает на управляющий вход 2 инкрементного запоминающего устройства ЗУ-1, разрешая запись в него спектрометрической информации только при одновременном срабатывании полупроводникового детектора ППД и детектора бета-частиц паратерфенила.

Для компенсации бета-фона полупроводникового детектора в альфа-канале устройства детектирования выход схемы антисовпадений САС подключен к управляющему входу 1 инкрементного запоминающего устройства ЗУ-3, запрещая запись в него при одновременном срабатывании полупроводникового детектора ППД и фосвич-детектора ФД.

Таким образом данный прибор обеспечивает раздельную регистрацию сигналов по альфа-, бета- и гамма-каналам с автоматической компенсацией фона бета- и гамма-излучений в альфа-канале и фонового гамма-излучения в бета-канале.

Для иллюстрации эффективности использования в бета-канале спектрометра-радиометра пары сцинтилляторов паратерфенила и NaI(Tl) вместо сцинтилляторов CaF2(Eu) и NaI(Tl), на фиг.3 приведены результаты оцифровки сигналов от сцинтилляторов паратерфенил, NaI(Tl) и СаF2(Еu). Оцифровка сигналов осуществлялась через каждые 15 нс. Для удобства сравнения временные графики сигналов приведены к одной амплитуде. Из графиков фиг.3 видно, что форма сигнала от NaI(Tl) имеет более существенные отличия от формы сигналов паратерфенила, чем от формы сигналов СаF2(Еu). Это обусловлено большей разницей во времени высвечивания сцинтилляторов NaI(Tl) и паратерфенила, чем у пары сцинтилляторов NaI(Tl) и CaF2(Eu). В устройстве, принятым за прототип, принципиально невозможно использовать пару сцинтилляторов паратерфенил и NaI(Tl), т.к. для работы этого устройства необходимо три сцинтиллятора с различным временем высвечивания и третий сцинтиллятор в прототипе имеет характеристики, аналогичные характеристикам паратерфенила. Кроме того, следует отметить, что разделение трех информационных потоков, поступающих на один ФЭУ от трех сцинтилляторов, в любом случае менее эффективно, чем разделение двух информационных потоков, поступающих на один ФЭУ от двух сцинтилляторов.

Из приведенного описания можно сделать вывод, что совокупность отличительных признаков устройства является необходимым и достаточным условием для выполнения поставленной задачи, т.е. расширения функциональных возможностей прибора в части одновременной регистрации альфа-, бета- и гамма-излучений за счет введения дополнительного детектора альфа-излучения и повышения эффективности разделения бета- и гамма-излучений за счет существенной разницы во времени высвечивания органического и неорганического сцинтилляторов.

Литература

1. Арсаев М.И., Кладов А.В., Красников В.А. Универсальные радиометры для одновременного и раздельного измерения альфа- бета-активности проб УРФ-1 и УРФ-1М. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности АНРИ, 2006, №1. - С.50.

2. Арсаев М.И. Многофункциональные радиометры-дозиметры на основе сцинтилляционного фосвич-детектора. - Ядерные измерительно-информационные технологии, 20032, №2. - С.42.

3. Арсаев М.И., Кладов А.В. Фосвич-детектор для спектрометрии бета-излучения. Приборы и техника эксперимента, 2007, №1. C.112.

4. Wogman N.A., Brodzinski R.L., Brown D.P. Evaluation of a Phoswich detector for the in suti analysis of 90Sr. IEEE Transactions on Nuclear Science? Vol.5-27, №1.

5. Simultaneons beta and gamma spectroscopy. Патент США № US 7683334, 63. 2010 г.

Спектрометр-радиометр для одновременного анализа характеристик смешанных полей различных видов ионизирующих излучений, содержащий сцинтилляционный фосвич-детектор для регистрации бета- и гамма-излучений, в состав которого входят сцинтилляторы с разным временем высвечивания и устройство разделения сигналов по параметрам формы импульсов, отличающийся тем, что в состав фосвич-детектора введен полупроводниковый кремниевый детектор, расположенный вплотную к детектору бета-излучения со стороны входного окна фосвич-детектора, а в качестве детектора бета-излучения выступает органический сцинтиллятор паратерфенил, кроме того, в состав спектрометра-радиометра введены дополнительные электронные устройства: усилитель, устройство оцифровки формы импульса сигналов, пороговый дискриминатор-формирователь и цифровой интегратор для обработки сигналов полупроводникового детектора и запоминающее устройство для хранения спектров регистрируемого альфа-излучения, при этом сигналы с пороговых дискриминаторов-формирователей альфа-, бета- и гамма-каналов поданы на схему совпадений и схему антисовпадений, сигнал со схемы антисовпадений подан на управляющий вход запоминающего устройства альфа-канала, а сигнал с выхода схемы совпадений и сигнал с выхода дискриминатора формы импульса, соответствующие факту регистрации бета-частицы, поданы на вход схемы «И», в свою очередь выход схемы «И» соединен с управляющим входом запоминающего устройства бета-канала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области регистрации широких атмосферных ливней (ШАЛ) на поверхности Земли и может быть использовано для исследования первичных космических лучей.

Изобретение относится к области измерения ядерных излучений, а именно к подсчету количества гамма квантов от различных источников излучения в диапазоне энергий от сотен кэВ до единиц МэВ с загрузкой до 109 имп./мин и может быть использовано для точной регистрации интенсивных потоков гамма излучения.

Изобретение относится к системе измерения данных, пригодной для КТ (компьютерной томографии) и других способов формирования изображения. Система формирования изображения содержит источник излучения, который поворачивается вокруг центральной z-оси системы формирования изображения для выполнения формирующих изображения сканирований; и матрицу неорганических фотодетекторов, включающую в себя несколько дискретных неорганических фотодетекторов, расположенных на изогнутой подложке таким образом, что каждый ряд неорганических фотодетекторов ориентирован вдоль кривой изгиба изогнутой подложки, и каждый столбец неорганических фотодетекторов ориентирован параллельно центральной z-оси системы формирования изображения, причем изогнутая подложка содержит гибкий лист и токопроводящие пути, оперативно соединяющие каждый из неорганических фотодетекторов, по меньшей мере, с одним активным электронным компонентом, расположенным на изогнутой подложке, причем токопроводящие пути расположены на дистальной поверхности изогнутой подложки, которая, по существу, противоположна поверхности подложки, на которой расположены неорганические фотодетекторы, при этом система дополнительно содержит отверстия в подложке, заполненные проводящим материалом для электрического соединения токопроводящих путей с неорганическими фотодетекторами.

Изобретение относится к устройствам для регистрации гамма-излучения, предназначено для определения положения бурового инструмента относительно кровли и подошвы разбуриваемого пласта и может быть использовано в скважинных приборах телеметрических систем.

Изобретение относится к сбору данных и находит конкретное применение в компьютерной томографии (СТ). Сущность изобретения заключается в том, что детектор формирования изображения содержит матрицу (202) сцинтилляторов; матрицу (204) фотодатчиков, оптически сопряженную с матрицей (202) сцинтилляторов; преобразователь (314) тока в частоту (I/F), содержащий интегратор (302) и компаратор (310), который преобразует, во время текущего периода интегрирования, заряд, выведенный матрицей (204) фотодатчиков, в цифровой сигнал, имеющий частоту, указывающую на заряд; логику (312), которая устанавливает усиление интегратора (302) для следующего периода интегрирования на основе цифрового сигнала для текущего периода интегрирования, и переключатель (308) сброса, который сбрасывает интегратор (302) на основе усиления, установленного логикой (312), причем переключатель (308) сброса содержит, по меньшей мере, первый конденсатор (402) сброса с первой емкостью и второй конденсатор (406) сброса с второй отличающейся емкостью.

Изобретение относится к технологиям визуализации и, в частности, к системе измерения данных, пригодной для средств КТ (компьютерной томографической) и другой визуализации.

Изобретение относится к сбору информации, а также находит конкретное применение в компьютерной томографии (СТ). Сущность изобретения заключается в том, что детектор формирования изображения содержит матрицу (204) фотодетекторов, имеющую светочувствительную сторону и противоположную считывающую сторону; матрицу (202) сцинтилляторов, оптически соединенную со светочувствительной стороной матрицы (204) фотодетекторов; и обрабатывающие электронные схемы (208), электрически соединенные со считывающей стороной матрицы (204) фотодетекторов, причем матрица (204) фотодетекторов, матрица (202) сцинтилляторов и обрабатывающие электронные схемы (208) находятся в термическом контакте, а значение термического коэффициента обрабатывающих электронных схем (208) приблизительно равно отрицательному значению суммы термического коэффициента матрицы (204) фотодетекторов и термического коэффициента матрицы (202) сцинтилляторов.

Изобретение относится к способам нанесения люминесцентных покрытий на экраны, с помощью которых регистрируется и/или преобразуется изображение, в частности к способам формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности фотоприемника, предназначенного для регистрации рентгеновского или гамма-излучения.

Изобретение относится к устройствам для регистрации ядерных излучений, в частности к криогенным детекторам на основе жидкого аргона, и может быть использовано при решении ряда фундаментальных физических задач, а также при регистрации ядерных излучений в системах ядерной энергетики, безопасности, медицины, неразрушающего контроля.

Группа изобретений относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов, а именно к регистрации формы импульсов рентгеновского и электронного излучений, в частности к области волоконно-оптической дозиметрии.

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционных монокристаллов и может быть использовано при изготовлении чувствительных элементов детекторов гамма- и рентгеновского излучения Сцинтилляционные монокристаллы La(1-m-n)HfnCemBr(3+n), где m - мольная доля замещения La церием (0,0005≤m≤0,3), n - мольная доля замещения La гафнием (0≤n≤0,015), получают из смеси бромидов металлов. Шихту загружают в кварцевую ампулу с затравкой, ампулу вакуумируют, запаивают, устанавливают в ростовую установку, нагревают до расплавления шихты, выдерживают до установления в расплаве равновесного состояния, выращивают монокристалл путем создания в ампуле градиентного температурного участка и охлаждают, при этом используют многозонную ростовую установку с электродинамическим перемещением температурного градиента в продольно-осевом направлении. Для расплавления шихты температуру нагревателя установки в зоне затравки t1 выбирают из интервала 685°C<t1<720°C, температуру следующего нагревателя t2 - из интервала 770°C≤t2≤790°C. После расплавления шихты ампулу выдерживают не менее 10 часов, выращивание монокристалла осуществляют перемещением температурного градиента вдоль продольной оси установки со скоростью 0,3 мм/ч≤vтг≤0,5 мм/ч, при этом пограничные значения температур так называемых холодной tхз и горячей tгз зон градиентного участка выбирают из интервалов 720°C<tхз≤740°C и 790°C≤tгз≤820°C, а охлаждение ампулы осуществляют со скоростью не более 15°C/ч. Технический результат: точность поддержания температурных полей, стабильность их перемещения на всех этапах выращивания кристалла, строгий контроль температурных и временных параметров ростового процесса, получение с высоким выходом монокристаллов с заданными оптическими характеристиками и размерами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

Изобретение относится к системам формирования изображения на основе излученной энергии. Система детектирования для детектирования электромагнитного излучения содержит корпус двухэкранного детектора, имеющий три смежные боковые стенки, которые образуют область передней стороны, область второй стороны и область третьей стороны, стенки трех сторон соединены одна с другой под углом, так что заключают в себе объем, имеющий форму треугольной призмы, и каждая боковая стенка имеет внутреннюю поверхность; подложку, расположенную на каждой из упомянутых внутренних поверхностей первой и второй боковых стенок, причем каждая подложка дополнительно содержит активную область для приема и преобразования электромагнитного излучения в свет, образуя тем самым экраны детектора; и фотодетектор, расположенный в непосредственной близости к третьей боковой стороне, при этом упомянутый фотодетектор имеет чувствительную к свету активную область. Технический результат - повышение эффективности детектирования излучения. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к детекторам рентгеновского излучения. Сущность изобретения заключается в том, что детектор (1) рентгеновского излучения содержит: устройство (3) обнаружения света для обнаружения света (R), падающего на его поверхность (12) обнаружения; сцинтилляционный слой (5) для преобразования падающих рентгеновских лучей (Х) в свет; отражательный слой (9) для отражения света (В), формируемого в пределах сцинтилляционного слоя, по направлению к устройству обнаружения света; светоизлучающий слой (7), заключенный между сцинтилляционным слоем и отражательным слоем, причем расстояние (d) между сцинтилляционным слоем и отражательным слоем меньше 50 мкм, и при этом светоизлучающий слой содержит ОСИД (8). Технический результат - повышение пространственной однородности излучения и разрешения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано в детекторах ионизирующего излучения в виде электромагнитных волн низких энергий, гамма-, рентгеновского излучения, космических лучей и частиц. Твердый сцинтилляционный материал характеризуется следующей общей формулой: La(1-n-m)CemA3 241Amn, где А представляет собой анион одного или нескольких галогенов, выбранных из группы, состоящей из брома, хлора и йода; катионы La и Се образуют вместе с анионами галогена А твердую матрицу; 241Am3+ представляет собой катион изотопа америция-241 (III); m - означает мольную долю замещения лантана церием и принимает значения от больше 0 до 0,3; n - означает мольную долю замещения лантана америцием-241 (III) и принимает значения от 2·10-12 до 2·10-10. Материал является кристаллическим или монокристаллическим, изготовленным по методу Бриджмена-Стокбаргера, Киропулоса или Чохральского. Технический результат - повышение точности измерений в системах с использованием метода стабилизации по реперному источнику за счет по существу равномерного распределения 241Am внутри сцинтилляционного материала. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к детектирующему устройству для фотонов или ионизирующих частиц. Детектирующее устройство для фотонов или ионизирующих частиц содержит детектирующую систему с несколькими детектирующими блоками, каждый из которых включает сцинтиллятор, соединенный со считывающей поверхностью считывателя электрического заряда, при этом сцинтиллятор выполнен с возможностью генерации ячейковых зарядов на считывающей поверхности при улавливании фотонов или ионизирующих частиц; коллиматор, присоединенный к сцинтиллятору напротив считывателя электрического заряда, выполненный с возможностью пропускания фотонов или ионизирующих частиц, имеющих направление движения, совпадающее с продольной осью коллиматора, и остановки фотонов или ионизирующих частиц (Р'), имеющих направление движения, отличающееся от направления продольной оси коллиматора; и несколько детектирующих систем, равномерно отстоящих друг от друга вокруг центральной оси детектирующей сборки, при этом детектирующее устройство сформировано в виде стопки из нескольких детектирующих сборок, каждая из которых повернута на угол вокруг центральной оси детектирующей сборки относительно соседней детектирующей сборки или соседних детектирующих сборок. Технический результат - повышение эффективности улавливания и детектирования фотонов. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ по изобретению заключается в создании прочных тонких, механических поддерживающих структур для электромагнитного калориметра. Такими структурами являются ячеистые структуры из пропитанной эпоксидным связующим ткани из углеродного волокна. Техническим результатом, достигаемым при использовании способа по изобретению, является возможность изготовления механической структуры из углеродного волокна с высокой прочностью и точностью по толщине тонких стенок 20 мкм и плоскостности. Технический результат обеспечивается тем, что в отсутствии внешнего давления и автоклавов, для формирования нужных поверхностей и толщины стенок используются внешние формообразующие пластины и бруски сложной формы из высоколегированной стали, собранные в единую конструкцию высокопрочными винтами. Требуемые толщины и точность ячеистой структуры достигаются созданием при изготовлении формообразующих пластин и брусков гарантированных зазоров, задающих толщины стенки готового изделия с точностью 20 мкм, и качеством обработанной поверхности. Для осуществления способа по изобретению используется устройство, которое включает в себя детали формирования высокоточной внутренней и внешней геометрии тонкостенных сотовых структур, а также комплект дополнительных деталей, необходимых для сборки и перемещения устройства, и датчики системы контроля температуры оснастки в процессе изготовления ячеистых структур. Точность размеров изготавливаемых сотовых структур обеспечивается, прежде всего, за счет прецизионного позиционирования этих деталей относительно друг друга во время сборки пресс-формы, а также высокоточной обработки деталей оснастки. Для успешного создания требуемого образца в дальнейшем необходимо выполнить ряд стандартных операций, не относящихся к использованию данного устройства, а именно производится обрезка технологических и конструктивных элементов по краям альвеолы. Результатом создания устройства является возможность изготовления опорных ячеистых структур с толщиной стенки 200 мкм, точностью изготовления каждой ячейки 20 мкм и плоскостностью от 10 мкм. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к пикселированному детектору. Пикселированное детекторное устройство содержит матрицу детекторов, имеющую множество детекторных пикселей; и матрицу кристаллов, имеющую множество сцинтилляторных кристаллов и расположенную в геометрическом соответствии с матрицей детекторов; при этом упомянутые детекторные пиксели и упомянутые сцинтилляторные кристаллы сдвинуты в по меньшей мере одном измерении по отношению друг к другу на, по существу, половину размера сцинтилляторных кристаллов. Технический результат - уменьшение перекрестных помех между пикселями, повышение эффективности улавливания света. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений. Спектрометрический позиционно-чувствительный детектор содержит сцинтиллятор, состоящий из трех вложенных друг в друга наборов сцинтиллирующих элементов, расположенных параллельно оси устройства, внешний и средний наборы образованы сцинтиллирующими волокнами из материала, обеспечивающего регистрацию тепловых нейтронов, а сцинтиллирующие элементы внутреннего набора образуют цилиндр и выполнены в форме одинаковых по размеру угловых секторов и обеспечивают регистрацию гамма-излучения, количество угловых секторов составляет два и более, каждый угловой сектор снабжен спектросмещающим волокном, проходящим через центр углового сектора параллельно оси устройства, сцинтиллирующие элементы среднего набора помещены внутрь нейтронного замедлителя трубчатой формы, заполняющего пространство между внешним и внутренним наборами, на внешней поверхности нейтронного замедлителя расположен экран, поглощающий тепловые нейтроны, сцинтиллирующие элементы всех наборов и спектросмещающие волокна внутреннего набора снабжены светоотражающими оболочками, на поверхность сцинтиллирующих элементов нанесено светонепроницаемое покрытие, противоположные торцы каждого сцинтиллирующего элемента внешнего и среднего наборов, а также противоположные торцы каждого спектросмещающего волокна внутреннего набора соединены посредством оптических соединителей с двумя волоконными световодами, находящимися с противоположной стороны в оптическом контакте с двумя матричными фотоприемниками, число фоточувствительных элементов в каждом из которых равно или больше числа сцинтиллирующих элементов. Технический результат - одновременная регистрация тепловых, эпитепловых нейтронов, а также гамма-излучения в одном месте на оси скважинного устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано при создании радиационных детекторов, применяемых в геофизической аппаратуре нейтрон-гамма и гамма-гамма каротажа. Сущность изобретения заключается в том, что спектрозональный позиционно-чувствительный детектор гамма-излучения содержит сцинтиллятор, находящийся в оптическом контакте с фотоприемником, при этом сцинтиллятор состоит из двух или более вложенных друг в друга цилиндрических наборов волоконных сцинтиллирующих элементов, разделенных цилиндрическими фильтрами рентгеновского или гамма-излучения, в каждом цилиндрическом наборе волоконные сцинтиллирующие элементы расположены параллельно оси устройства, снабжены светоотражающими оболочками и светонепроницаемыми покрытиями, противоположные торцы волоконных сцинтиллирующих элементов соединены посредством оптических соединителей с двумя волоконными световодами, находящимися с противоположной стороны в оптическом контакте с двумя матричными фотоприемниками, число фоточувствительных элементов в каждом из которых равно или больше числа волоконных сцинтиллирующих элементов. Технический результат - повышение углового разрешения при определении азимутального распределения гамма-излучения в плоскости, перпендикулярной оси корпуса устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области детектирования частиц ионизирующего излучения. Сцинтилляционный радиационно-стойкий детектор представляет собой рабочий объем с зеркально или диффузно отражающими стенками, внутри которого плотно к стенкам размещен полистирольный сцинтиллятор в виде пластины с канавками на фронтальной поверхности или отверстиями в пластине, через которые проходят спектросмещающие волокна, один или оба торца которых пристыкованы к фоточувствительным поверхностям фотоприемников, расположенных внутри или вне рабочего объема, при этом сцинтиллятор и спектросмещающие волокна, размещенные в рабочем объеме детектора, содержат соответственно сцинтилляционные и спектросмещающие добавки, высвечивающие в области длин волн более 550 нм. Технический результат - упрощение технологии изготовления сцинтилляционных детекторов при одновременном улучшении их характеристик. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх