Спектрометрический позиционно-чувствительный детектор


 


Владельцы патента RU 2574322:

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

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, например, в геофизической аппаратуре нейтронного и гамма-каротажа для регистрации и определения пространственного распределения нейтронного и гамма-излучений.

В настоящее время для детальных геологических исследований, проводимых в скважинах, широко используются ядерно-физические методы. К ним относятся, в частности, методы нейтронного каротажа, основанные на применении в качестве источника зондирующего излучения нейтронных источников: ампульных или нейтронных генераторов, излучающих быстрые нейтроны. При этом нейтронные генераторы могут быть непрерывного действия или импульсными.

К наиболее информативным методам нейтронного каротажа относится метод импульсного нейтронного каротажа (ИНК), сущность которого заключается в следующем.

В скважину спускают нейтронный генератор, который периодически в течение коротких (несколько мкс) интервалов времени облучает породу вокруг скважины потоком быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ.

Распространяясь в породе, быстрые 14 МэВ нейтроны претерпевают упругие и неупругие рассеяния на атомных ядрах породы. В результате упругого рассеяния быстрые нейтроны генератора замедляются и постепенно приходят в тепловое равновесие с породой. Расстояние от мишени генератора, на котором наступает тепловое равновесие, зависит от свойств породы и, в значительной степени, от количества содержащихся в ней водородосодержащих веществ. Тепловые нейтроны диффундируют во все стороны и постепенно поглощаются атомами породы, излучая гамма-кванты радиационного захвата.

Неупругое рассеяние быстрых нейтронов приводит к образованию гамма-квантов неупругого рассеяния, излучаемых во время нейтронных импульсов. Энергия этих гамма-квантов характерна для каждого элемента. Так в результате неупругого рассеяния на ядрах углерода (С) образуются гамма-кванты с энергий 4,43 МэВ, на ядрах кислорода - 6,13 МэВ. Количество гамма-квантов, зарегистрированных в определенных энергетических областях, пропорционально концентрации элементов, испускающих данные гамма-кванты.

Регистрация тепловых и/или эпитепловых нейтронов, а также гамма-квантов неупругого рассеяния и радиационного захвата в определенном месте скважины позволяет определить в этом месте нейтронную пористость, плотность и состав породы. Эти характеристики используются для определения характера насыщения пластов (нефть, вода), их фильтрационно-емкостных свойств и коэффициента нефтенасыщенности.

Часть каротажной аппаратуры, опускаемая в скважину, называется скважинным устройством. Основными элементами типичного многофункционального скважинного устройства ИНК являются: нейтронный источник в виде нейтронного генератора, нейтронные и гамма-детекторы, защитный экран, устанавливаемый между мишенью нейтронного генератора и детекторами гамма-излучения, электронные устройства.

Расстояние между мишенью нейтронного генератора и детектором (длина зонда) влияет на размер исследуемой области вокруг скважины (глубинность зондирования) и величину измеряемого эффекта, связанного с ядерно-физическими характеристиками породы.

Вследствие того, что по мере удаления от оси скважины порода вокруг скважины имеет переменный состав и плотность, для определения радиального распределения ее свойств необходимо применение нескольких зондов различной длины.

Из-за разности диаметров скважинного устройства и скважины между их стенками имеется полость, размер которой различен в различных азимутальных направлениях и меняется в процессе каротажа случайным образом. Это приводит к изменению счета детектора зонда, не связанному с характеристиками породы вокруг скважины. Для учета влияния полости используются зонды, содержащие несколько детекторов, расположенные равномерно по окружности вокруг оси скважинного устройства (заявка на патент US 2013/0187035, МПК: G01V 5/08, G01V 5/10, 2013 г.).

Применение большого количества многодетекторных зондов разного типа в скважинном устройстве практически неосуществимо. Выходом из положения в данном случае является применение позиционно чувствительного детектора, обеспечивающего одновременно регистрацию нескольких видов излучения, обладающего осевым (однокоординатным) и угловым пространственным разрешением.

Длина такого детектора должна быть порядка расстояния между обычно применяемыми зондами, состоящими из нескольких одинаковых детекторов, например пропорциональных счетчиков или сцинтилляционных детекторов. Это расстояние обычно составляет несколько десятков сантиметров.

Применение детектора, протяженного вдоль оси скважинного устройства, обладающего осевым пространственным разрешением, а также угловым разрешением, обеспечивающим регистрацию нескольких видов излучений в одном месте, позволяет заменить несколько зондов, состоящих из нескольких детекторов, одним устройством, уменьшает длину скважинного устройства. При достаточном пространственном разрешении такой детектор снимает задачу выбора числа и длины зондов, числа детекторов в зондах, повышает точность измерений за счет: измерения нейтронного и гамма-излучений в одном и том же месте скважины, обеспечения осевого и углового разрешения, обеспечения коррекции положения скважинного устройства относительно оси скважины (заявка US 2013/0187035, МПК: G01V 5/08, G01V 5/10, 2013 г.).

Известен «Скважинный позиционно-чувствительный счетчик гамма-излучения», состоящий из корпуса-катода, по оси симметрии которого на опорных изоляторах размещен анод, выполненный в виде нити с жестко закрепленными на ней перегородками в виде стеклянных бусинок диаметром не менее 1 мм, которые разделяют анодную нить на участки-секции. Патент RU 2152105, МПК G01T 1/18, G01V 5/06. 2000 г. Аналог.

Недостатками аналога является невозможность определить направление, под которым излучение приходит на детектор в плоскости, перпендикулярной оси корпуса-катода (отсутствие азимутального углового разрешения), невозможность одновременной регистрации нескольких видов излучений.

Известны "Метод и аппаратура для нейтронного каротажа, использующая позиционно-чувствительный нейтронный детектор», который содержит сцинтиллятор с осью, параллельной оси корпуса прибора, и фотоумножители на противоположных концах сцинтиллятора, каждый фотоумножитель подключен к соответствующему амплитудному анализатору и через него к контроллеру, служащему для определения осевого положения зарегистрированного нейтрона по отношению амплитуд оптических сигналов, зарегистрированных фотоумножителями. Патент СА 2798070, МПК G01V 5/10. 2011 г. Аналог.

Недостатком аналога является невозможность определения направления, под которым излучение приходит на детектор в плоскости, перпендикулярной оси детектора (отсутствие азимутального углового разрешения), а также невозможность одновременной регистрации нескольких видов излучений.

Известны «Азимутально чувствительные гамма-детекторы», включающие сцинтиллятор, форма которого обеспечивает азимутальную чувствительность относительно оси скважины, или множество сцинтилляторов, разделенных отражающим материалом, помещенным между сцинтилляторами, каждый сцинтиллятор находится в оптическом контакте с фотодетектором. Заявка Норвегии NО 20120033, МПК: G01V 5/10, 2012. Прототип.

Недостатком прототипа является невозможность одновременной регистрации тепловых и эпитепловых нейтронов, а также гамма-излучения в одном месте вдоль оси скважинного устройства.

Техническим результатом изобретения является возможность одновременной регистрации тепловых и эпитепловых нейтронов, а также гамма-излучения в одном месте на оси скважинного устройства.

Технический результат достигается тем, что в спектрометрическом позиционно-чувствительный детекторе, содержащем сцинтиллятор, находящийся в оптическом контакте с фотоприемником, сцинтиллятор состоит 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.

На чертеже схематично показано устройство детектора для одновременной регистрации тепловых и эпитепловых нейтронов, а также гамма-излучения, где:

1, 5 - внешний и средний наборы сцинтиллирующих элементов для регистрации тепловых нейтронов;

2 - волоконные световоды;

3 - матричные фотоприемники;

4 - оптические соединители;

6 - внутренний набор сцинтиллирующих элементов для регистрации гамма-излучения;

7 - спектросмещающие волокна;

8 - нейтронный замедлитель;

9 - экран для поглощения тепловых нейтронов.

Справа на чертеже показано поперечное сечение устройства.

Устройство содержит: наборы сцинтиллирующих элементов 1, 5 и 6, спектросмещающие волокна 7, проходящие через центры сцинтиллирующих элементов набора 6, волоконные световоды 2, оптические соединители 4, матричные фотоприемники 3, каждый из которых состоит из набора фоточувствительных элементов (на чертеже не показаны), нейтронный замедлитель 8 и экран 9 для поглощения тепловых нейтронов.

Сцинтиллирующие элементы в наборах 1, 5 и 6 располагаются параллельно оси устройства.

Сцинтиллирующие элементы в наборах 1 и 5 изготавливаются из сцинтиллирующего волокна, обеспечивающего регистрацию тепловых нейтронов, например из литиевого стекла. Количество сцинтиллирующих элементов в наборах 1 и 5 определяется отношением длины окружности, на которой они находятся к поперечному сечению используемого сцинтиллирующего волокна.

В настоящее время изготавливаются волоконные сцинтиллирующие элементы различного поперечного сечения: круглые, квадратные и прямоугольные. Размер поперечного сечения обычно не превышает нескольких миллиметров.

Возможная длина устройства определяется минимальной длиной ослабления света в волоконных сцинтиллирующих элементах или спектросмещающих волокнах, которая достигает около 100 см.

Сцинтиллирующие элементы внутреннего набора 6 образуют цилиндр, выполнены в форме одинаковых по размеру угловых секторов этого цилиндра, изготавливаются из сцинтиллятора, обеспечивающего регистрацию гамма-излучения, например, NaI, BGO и др.

В случае, когда диаметр цилиндра, составленного из сцинтиллирующих элементов, входящих в набор 6, составляет не менее 2,5 см, возможно определение энергии гамма-квантов путем суммирования сигналов, поступивший со всех сцинтиллирующих элементов внутреннего набора 6 практически в одно и то же время (от одного и того же гамма-кванта).

Минимальное количество угловых секторов, обеспечивающее информацию об азимутальном распределении гамма-излучения, приходящего из стенок скважины на устройство, составляет два. Использование большего количества сцинтиллирующих элементов повышает точность определения азимутального распределения.

Сцинтиллирующие элементы внутреннего набора 6 снабжены спектросмещающими волокнами 7, проходящими в каждом угловом секторе через его центр параллельно оси устройства, что требуется для более полного сбора фотонов от сцинтилляционной вспышки, возникшей с сцинтиллирующем элементе.

Угловое разрешение устройства для того или иного излучения (тепловых или эпитепловых нейтронов, гамма-излучения) определяется отношением поперечного сечения сцинтиллирующего элемента соответствующего набора к радиусу окружности, на которой находятся сцинтиллирующие элементы. При поперечном сечении сцинтиллирующих элементов набора 1 или набора 5, составляющем 1 мм, и радиусе окружности, на которой эти элементы находятся, например, 20 мм угловое разрешение при регистрации тепловых или эпитепловых нейтронов составляет 1/20 радиана или лучше 3°.

Для улучшения светосбора и увеличения доли света, переносимого на торцы сцинтиллирующих элементов наборов 1 и 5, а также на торцы спектросмещающих волокон 7, сцинтиллирующие элементы наборов 1 и 5, а также спектросмещающие волокна 7 снабжены отражающей оболочкой (одно- и двухслойной), из материала с меньшим, чем у них, коэффициентом преломления, либо выращивают волокна с заданным радиальным градиентом состава (Н.В. Классен, В.Н. Курлов, С.Н. Россоленко, О.А. Кривко, А.Д. Орлов, С.З. Шмурак. Сцинтилляционные волокна и наносцинтилляторы для улучшения пространственного, спектрометрического и временного разрешения радиационных детекторов. Известия РАН. Серия Физическая, 2009, том 73, №10, с. 1451-1456; Патент РФ №2411543, MПK:G01T 1/20, 2008 г.).

Для предотвращения попадания света от сцинтилляционной вспышки, возникшей в сцинтиллирующем элементе наборов 1, 5 и 6, в соседние сцинтиллирующие элементы их поверхность дополнительно покрывают светонепроницаемым тонким покрытием, например, из алюминия, двуокиси титана, окиси магния.

Противоположные торцы каждого сцинтиллирующего элемента наборов 1 и 5, а также противоположные торцы каждого спектросмещающего волокна 7 внутреннего набора 6 соединены с помощью оптических соединителей 4 с двумя волоконными световодами 2 с оптическим контактом. Оптические соединители 4 обеспечивают механическую связь торцов сцинтиллирующих элементов, а также торцов спектросмещающих волокон с торцами волоконных световодов.

Волоконные световоды 2 изготавливаются обычно из стекла или пластмассы со светоотражающими и светопоглощающими покрытиями, выполняющими ту же роль, что и в случае волоконных сцинтиллирующих элементов или спектросмещающих волокон. Торцы каждого из волоконных световодов 2 соединены с матричными фотоприемниками 3 с оптическим контактом.

Матричные фотоприемники 3 содержат фоточувствительные элементы, в качестве которых могут использоваться фотодиоды, например кремниевые фотоумножители или элементы двухкоординатных фотоумножителей. Общее число фоточувствительных элементов в каждом матричном фотоприемнике 3 должно быть не меньше числа сцинтиллирующих элементов.

Фоточувствительные элементы матричных фотоприемников 3 и сцинтиллирующие элементы, входящие в наборы 1, 5, 6, заранее пронумерованы. Также заранее определено, к каким двум фоточувствительным элементам двух противоположно установленных матричных фотоприемников приходят фотоны от того или иного сцинтиллирующего элемента.

Сцинтиллирующие элементы, входящие в средний набор 5, помещены в нейтронный замедлитель 8 трубчатой формы, заполняющим пространство между внешним набором 1 и внутренним набором 6. На внешней поверхности нейтронного замедлителя расположен экран 9, поглощающий тепловые нейтроны. Толщина слоя нейтронного замедлителя 8 выбирается из условия замедления эпитепловых нейтронов до энергии тепловых нейтронов и в случае полиэтилена составляет около 1 см.

Устройство работает следующим образом.

На детектор падают тепловые и эпитепловые нейтроны, а также гамма-излучение, выходящие из стенок скважины. Интенсивность этих излучений имеет осевое и азимутальное распределение. Осевое распределение связано с слоевой структурой породы, окружающей скважину. Азимутальное распределение вызвано в основном несимметричным положением скважинного устройства по отношению к скважине.

Тепловые нейтроны, попавшие в сцинтиллирующие элементы внешнего набора 1, поглощаются в них, вызывая сцинтилляционные вспышки. Те тепловые нейтроны, которые прошли через сцинтиллирующие элементы внешнего набора 1 внутрь детектора не поглотившись, поступают на экран 9 и поглощаются в нем.

Эпитепловые нейтроны в основном проходят через сцинтиллирующие внешнего набора 1 и экран 9 не поглотившись из-за того, что их энергия существенно больше энергии тепловых нейтронов, а сечение захвата, соответственно, меньше. Эпитепловые нейтроны поступают в замедлитель 8, где, рассеиваясь, теряют энергию (замедляются) и становятся тепловыми, распространяются во все стороны и частично попадают на сцинтиллирующие элементы среднего набора 5, где регистрируются.

Фотоны от сцинтилляционных вспышек, возникших в сцинтиллирующих элементах наборов 1 и 5 наборов, с помощью светоотражающей оболочки транспортируются к их торцам.

Гамма-излучение мало ослабляется в сцинтиллирующих элементах наборов 1 и 5, а также в экране 9 и замедлителе 8 и проходит на сцинтиллирующие элементы внутреннего набора 6, предназначенные для регистрации гамма-квантов. Фотоны от сцинтилляционных вспышек, возникших в сцинтиллирующих элементах внутреннего набора 6 под действием гамма квантов, распространяются во всех стороны, отражаются от стенок сцинтиллирующих элементов внутреннего набора 6 и частично попадают на спектросмещающие волокна 7, где поглощаются. При поглощении квантов света от сцинтилляционной вспышки спектросмещающее волокно 7 излучает кванты света несколько меньшей энергии, которые с помощью светоотражающей оболочки транспортируются к торцам спектросмещающего волокна 7.

Светопоглощающее покрытие, нанесенное на сцинтиллирующие элементы наборов 1 и 5, и светоотражающее покрытие, нанесенное на сцинтиллирующие элементы внутреннего набора 6, препятствуют прохождению сцинтилляционных фотонов из одного сцинтиллирующего элемента в другой, предотвращая связанное с этим прохождением ухудшение пространственного разрешения устройства.

Фотоны, дошедшие до торцов сцинтиллирующих элементов наборов 1 и 5 и торцов спектросмещающих волокон 7, через оптические соединители 4, соединенные с оптическим контактом с волоконными световодами 2, переносятся по ним на фоточувствительные элементы матричных фотоприемников 3, где и регистрируются, вызывая электрический сигнал.

При регистрации электрический сигнал, поступивший с противоположных торцов сцинтиллирующих элементов наборов 1 и 5 и спектросмещающих волокон 7, анализируется и затем суммируется. По соотношению амплитуд сигналов, полученных с противоположных торцов, определяется осевая координата взаимодействия излучения. Точность определения осевой координаты составляет порядка 1 см (В.Н. Дубинина, В.Е. Ковтун, «Концепция радиационного портального монитора нового поколения», Вестник Харьковского университета №845 (2009) 108-121; патент РФ №2351954, МПК: G01T 3/06, 2009 г.).

По азимутальному распределению суммарного сигнала, поступившего с различных сцинтиллирующих элементов наборов 1, 5 и 6, определяется азимутальное распределение соответствующих излучений, которое используется для определения положения скважинного устройства по отношению к скважине, а затем для коррекции интенсивности сигналов от сцинтиллирующих элементов (заявка на патент US 2013/0187035, МПК: G01V 5/08, G01V 5/10, 2013 г.).

Сигнал, полученный суммированием сигналов, поступивших со всех сцинтиллирующих элементов внутреннего набора 6 от одного гамма-кванта, т.е практически одновременно, используется для оценки энергии гамма-кванта и определения спектра гамма-излучения.

Спектрометрический позиционно-чувствительный детектор, содержащий сцинтиллятор, находящийся в оптическом контакте с фотоприемником, отличающийся тем, что сцинтиллятор состоит 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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

Изобретение может быть использовано в детекторах ионизирующего излучения в виде электромагнитных волн низких энергий, гамма-, рентгеновского излучения, космических лучей и частиц.

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).

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.

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.

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.

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 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.

Изобретение может быть использовано в медицине и технике при изготовлении рентгеновских устройств с энергией излучения более 20 кэВ для диагностики и дефектоскопии. Рентгенолюминофор имеет химическую формулу (Gd1-x-yTbxHfy)2O2-z(ΣHal)zS, где ΣHal=F1- и Cll-, F1- и Br1- или F1- и J1-, 0,01<х≤0,2; 0,001<у<0,1; 0,001<z≤0,1. Пикселированный экран имеет многоэлементное покрытие из элементов квадратной формы со стороной не более 55 мкм и высотой не более 30 мкм на основе указанного рентгенолюминофора. В качестве разделительного слоя экран содержит сетку из оксида гадолиния со свободным сечением свыше 60%, которая соприкасается с многоэлементным покрытием. Указанные элементы сформированы на зеркальном покрытии несущей пластины из поликарбоната толщиной 1,5 мм. На поверхности пикселированного слоя в оптическом контакте с каждым его элементом закреплена матрица кремниевых фотодиодов. Рентгенолюминофор негигроскопичен, устойчив к воздействию атмосферы, имеет высокую спектральную яркость и переменную длительность послесвечения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве носимого средства поиска источника гамма-излучения. Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан содержит видеокамеру, корпус, защитный экран, детекторную сборку из четырех сцинтилляционных счетчиков, преобразователь высоковольтный, контроллер, дисплей, модуль согласования и блок аккумуляторный. Выходы четырехканального преобразователя высоковольтного, обеспечивающего электропитание сцинтилляционных счетчиков, подключены к четырем входам детекторной сборки. Четыре выхода детекторной сборки подключены к аналоговым входам четырехканального контроллера. Четыре аналоговых выхода контроллера подключены к входам преобразователя высоковольтного для установки его выходных напряжений. Выход контроллера подключен к входу модуля согласования для передачи накопленной счетчиками информации. Модуль согласования подключен к входу дисплея и выходу видеокамеры и управляет их работой. Питание устройства осуществляется от блока аккумуляторного, выходы которого подключены к входу модуля согласования и входу преобразователя высоковольтного. Все компоненты устройства размещены в одном корпусе. Технический результат - увеличение диапазона измерения направления на источник излучения по двум координатам до телесного угла 2π стерадиан (вся передняя полусфера) и уменьшение веса устройства. 5 ил.

Изобретение относится к детектору излучения для детектирования фотонов высокой энергии. Детектор излучения для детектирования излучения высокой энергии содержит: сцинтилляторную группу с двумя сцинтилляторными элементами для преобразования первичных фотонов падающего излучения во вторичные фотоны согласно характеристическому спектру испускания, причем верхний из сцинтилляторных элементов расположен наверху, а нижний из сцинтилляторных элементов расположен внизу детектора излучения; два органических фотодетектора для преобразования упомянутых вторичных фотонов в электрические сигналы, причем упомянутые фотодетекторы обладают различными спектрами поглощения без перекрытия и могут быть считаны по отдельности, при этом упомянутые фотодетекторы расположены под верхним сцинтилляторным элементом и над нижним сцинтилляторным элементом соответственно. Технический результат - повышение пространственного разрешения детектора излучения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх