Способ гамма-радиографической интроскопии



Способ гамма-радиографической интроскопии
Способ гамма-радиографической интроскопии

Владельцы патента RU 2680849:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "АТОМ Электроникс" (RU)
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к области радиографической интроскопии, точнее к гамма-радиографической интроскопии массивных деталей и заготовок из тяжелых металлов. Способ гамма-радиографической интроскопии дополнительно содержит этапы, на которых располагают детекторы на минимальном расстоянии между собой, а изображение просвечиваемого объекта формируют путем накопления координат взаимодействий с тонким координатным детектором-рассеивателем тех прошедших через просвечиваемый объект гамма-квантов, которые одновременно оставили в обоих детекторах суммарную энергию, равную исходной, причем независимо от места поглощения в толстом детекторе полного поглощения гамма-квантов, комптоновски рассеянных тонким детектором. Технический результат – повышение эффективности регистрации событий, связанных с прохождением гамма-квантов через массивный объект исследования из тяжелого металла без взаимодействия с ним, повышение пространственного разрешения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области радиографической интроскопии, точнее к γ-радиографической интроскопии массивных деталей и заготовок из тяжелых металлов.

Принцип традиционного радиографического неразрушающего контроля состоит в просвечивании объекта исследования тем или иным излучением (рентгеновским, гамма-, нейтронным), преобразовании радиационного изображения в световое изображение на выходе радиационно-оптического преобразователя и анализе полученного изображения.

Для контроля массивных объектов из тяжелых металлов (сталь, W, Pb, U и др.) чаще всего применяют γ-радиографические интроскопы, позволяющие, например, обнаруживать внутренние дефекты в стали толщиной до 600 мм [Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. /Под общ. ред. В.В. Клюева. T. 1. М. - Машиностроение, 2008. - 560 с.]. В современных интроскопах анализ оптического изображения ведется в процессе контроля, т.е. одновременно с накоплением информации ведется считывание ее [В.К. Кулешов и др. Практика радиографического контроля. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009 г. - 288 с.]. Ранее оптическое изображение объекта контроля получали с помощью рентгеновской пленки, помещаемой за ним. В настоящее время для этого применяют электронные матрицы, использующие люминесценцию для преобразования потока γ-квантов в поток фотонов видимого излучения. Типичная схема γ-радиографического интроскопа приведена на фиг. 1. В качестве источника гамма-излучения применяют либо мощные радионуклидные источники (как правило это кобальт-60 с активностью до 1000 Кюри) либо ускорители электронов (линейные ускорители, бетатроны, микротроны) с мишенью из тяжелого тугоплавкого металла (тантал, вольфрам) для преобразования ускоренных электронов в γ-кванты тормозного излучения с энергией от 1 до 10 МэВ. Расстояние от источника до объекта выбирают с учетом размеров источника настолько большим, чтобы поток "просвечивающих" его γ-квантов можно было считать параллельным.

Важнейшим параметром γ-интроскопа является его относительная пространственная разрешающая способность η - отношение размера определяемого дефекта (неоднородности) к толщине объекта исследования. При толщине просвечиваемого объекта из тяжелого металла в несколько десятков мм традиционная γ-радиографическая интроскопия, как и нейтронная, обеспечивают достижение η≥0.5+1.0% [Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. T. 1. М. - Машиностроение, 2008. - 560 с.]. Во многих случаях этого недостаточно, требуется обеспечить η≥0.1÷0.2%.

Принципиальным ограничением улучшения относительной пространственной разрешающей способности при традиционной γ-радиографии являются механизмы взаимодействия γ-квантов просвечивающего источника с веществом объекта исследования. Таких механизмов, как известно, три [Knoll G.F. Radiation Detection and Measurement (3-rd Edition): John Wiley & Sons, Inc., 2000. 802 p.]: фотопоглощение (продуктом является фотоэлектрон), комптоновское рассеяние (продукты электрон отдачи и рассеянный γ-квант) и эффект образования пар (продукты электрон и позитрон и два аннигиляционных γ-кванта). Схематично эти процессы отражены на фиг. 2. В идеальном случае, γ-кванты источника излучения должны либо проходить через объект исследования без взаимодействия, либо полностью поглощаться в нем (случаи 1, 2 на фиг. 2). Наличие какой-либо неоднородности (дефекта) в объекте приводило бы к увеличению либо к уменьшению в месте его расположения числа γ-квантов за время экспозиции, в зависимости от относительной плотности дефекта. Можно видеть, что в случаях 3 и 4 на фиг. 2 рассеянные γ-кванты изменили направление по отношению к первоначальному и оказываются бесполезными. Более того, они понижают контрастность получаемого снимка объекта. Очевидно, что для получения максимально контрастных снимков объектов с наивысшей пространственной разрешающей способностью необходимо исключить регистрацию вторичных γ-квантов, поскольку их направление принципиально отличается от направления первичных. Вопрос состоит в том как различить природу возникновения каждого из γ-квантов, вылетевших из объекта исследования?

Есть два признака того, что данный γ-квант вторичный: его энергия меньше первоначальной (справедливо при моноэнергетичных квантах) или направление пролета отличается от первоначального.

Для идентификации природы γ-кванта по первому признаку к координатному детектору должны быть предъявлены технически нереализуемые при нынешнем уровне развития техники требования. А именно: эффективность регистрации гамма-излучения (60Со с Еγ=1.33 МэВ) должна быть весьма высокой, например, более 50%. Это означает, что координатный детектор на основе сцинтиллятора NaI:Tl должен быть выполнен из оптически изолированных параллелепипедов сечением 100×100 мкм (для достижения η=0.1% при толщине объекта 100 мм) высотой не менее 40 мм с индивидуальными фотосенсорами, включенными на суммирование сигналов!

Получение информации о направлении пролета γ-кванта на выходе объекта контроля возможно при использовании принципа комптоновской гамма-камеры (является прототипом), применяемого в астрономии, при поиске пятен загрязнения радионуклидами и в ядерной медицине. Комптоновские гамма-камеры, часто называемые γ-камерами с "электронной фокусировкой", служат для получения изображений γ-излучающих объектов. В основе идеи комптоновской визуализации пространственно распределенного излучателя лежит выражение (1), связывающее энергии γ-квантов первичного (Ein), комптоновски рассеянного (Eout) и телесный угол Θcone между направлениями разлета этих квантов [Knoll G.F. Radiation Detection and Measurement (3-rd Edition): John Wiley & Sons, Inc., 2000. 802 p.]:

где mec2 - энергия покоя электрона (511 кэВ).

Принцип действия комптоновской γ-камеры показан на фиг. 3 [Y. Kong et all. A prototype Compton camera array for localization and identification of remote radiation sources. IEEE Trans, on Nucl. Sc., V. 60, №2, 2013. P. 1066-1071]. Имеется два координатных детектора. Первый из них (scatter plane) является конвертором исходных γ-квантов в комптоновски рассеянные. Он выполняется достаточно тонким из материала с относительно низким эффективным атомным номером Zeff, чтобы свести к минимуму вероятность полного поглощения в нем первичных γ-квантов (обычно это Anger-камера из тонкого сплошного сцинтилляционного кристалла и множества полупроводниковых фотосенсоров).

Второй координатный детектор (absorption plane) напротив, выполняется достаточно толстым и из материала с высокой плотностью для увеличения вероятности полного поглощения комптоновских γ-квантов. Оба детектора включены на совпадения. Каждое одновременное срабатывание обоих детекторов позволяет определить для каждого события энергию Е1, оставленную в детекторе-рассеивателе; энергию Е2, оставленную в детекторе полного поглощения. Выражение (2) позволяет вычислить cos Θcone и, соответственно определить положение конуса, на образующих которого образовался первичный γ-квант:

Достаточно сложные математические процедуры позволяют через сопоставление положений конусов, относящихся к отдельным зарегистрированным событиям воспроизвести пространственную конфигурацию излучающего объекта [M.J. Cree, P.J. Bones. Towards direct reconstruction from a gamma camera based on Compton scattering. IEEE Trans, on medical imaging, V. 13, №. 2, 1994. P. 398-407]. Пример применения метода прямой реконструкции приведен на фиг. 4 [A. Grint. SmartPET Compton Camera Investigation (Review). Proc. of "World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering". WC, 2006. P. 1-24]. Изображение γ-излучающего объекта получается как суперпозиция пересечений оснований конусов. Качество определяется, помимо пространственного разрешения, числом зарегистрированных событий.

Идея применения комптоновской гамма-камеры в гамма-радиографической интроскопии может быть весьма продуктивной. Если регистрировать только те γ-кванты, которые оставляют в обоих детекторах суммарную энергию, равную энергии исходных, просвечивающих объект, то этим исключается падение контрастности изображения за счет регистрации рассеянных в исследуемом объекте квантов. Схема измерения приведена на фиг. 5.

На пространственное разрешение классической комптоновской гамма-камеры при просвечивании массивного объекта исследований из тяжелого металла жестким γ-излучением влияют характеристики обоих координатных детекторов. Можно рассмотреть их вклад.

Как было отмечено выше, детектор-рассеиватель обычно строится по принципу Anger-камеры [F. de Notaristefani et al. First Results from a YAP:Ce Gamma Camera for Small Animal Studies. IEEE Trans, on Nucl. Sci., V. 43, №. 6, 1996. P. 3264-3271]. Пространственное разрешение, достигаемое с Anger-камерой, где для съема света применяются кремниевые фотоумножители (Si Photomultiplier - SPM), либо кремниевые дрейфовые детекторы (Si Drift Detector - SDD) с чувствительной поверхностью порядка 6×6 мм в оптимальных условиях составляет доли миллиметра. Под оптимальными условиями понимаются: применение сцинтиллятора LaBr3:Се с энергетическим разрешением по линии 662 кэВ≈3%; достаточно высокая энергия взаимодействующих с ним квантов. Например в работе [С.Fiorini et al. The HICAM Gamma Camera. IEEE Trans. On Nucl. See., V. 59, №. 3, 2012. P. 537-544] в далеко не оптимальных условиях (сцинтиллятор CsI:Tl энергетическим разрешением около 6%; Еγ=140 кэВ; площадь чувствительной поверхности SDD 100 мм2) достигнуто пространственное разрешение 0.9 мм. В упомянутых условиях вполне достижимо пространственное разрешение на уровне 0.1 мм.

Гораздо хуже пространственное разрешение детектора полного поглощения. Единственно возможный вариант его исполнения - матрица сцинтилляционных кристаллов в виде сильно вытянутых параллелепипедов. С каждым сцинтиллятором оптически соединен индивидуальный фотосенсор (SDD или SiPM). Очевидно, что пространственное разрешение детектора-поглотителя определяется поперечными размерами его элементов. Изготовить сцинтилляционные элементы с поперечным сечением менее 10×10 мм технически и экономически очень сложно. Как правило, размеры приводят в соответствие с размерами кремниевых фотоумножителей (6×6 мм), например. Именно в силу этого координатные детекторы для ядерной медицины демонстрируют пространственное разрешение лишь в несколько мм. Понятно, что разрешающая способность должна быть сопоставимой с ожидаемыми размерами неоднородностей в объекте исследования, т.е. 100 мкм. Единственный путь улучшить пространственное разрешение - увеличение расстояния d между детекторами. Простой пример показывает, что с классической комптоновской γ-камерой при современном развитии технологий достижение пространственного разрешения в 100 мкм недостижимо. Пусть детектор-рассеиватель будет идеальным, расстояние d1 между детекторами имеет типичное (для медицинских приборов) значение 50 мм, а размер поперечника одного элемента детектора-поглотителя 6×6 мм. Возникает вопрос «на каком расстоянии должны находиться детекторы, чтобы пространственное разрешение было на уровне 0.1 мм?». Из точки на детекторе-рассеивателе при d1=50 мм один элемент детектора полного поглощения видится под углом 6.88° (плоский угол). Если бы размер элемента был 0.1×0.1 мм, то угол составлял бы 0.114° (отличие в ≈60 раз). Отсюда простые тригонометрические вычисления дают требуемое значение d2=3015 мм. Детектор полного поглощения в лучшем случае представляет собой матрицу 8×8 элементов (48×48 мм). Диаметр тонкого кристалла-рассеивателя не должен превышать 48 мм, чтобы не терять в эффективности регистрации. Можно показать, что при таких размерах детекторов и расстоянии между ними d2=3015 мм, лишь 2.5⋅10-3 часть рассеянных в первом детекторе квантов могут попасть во второй детектор, т.е. в лучшем случае (при малых углах Θcone) во второй детектор будет попадать только каждый 400-й рассеянный в 1-м детекторе γ-квант (из точки на детекторе-рассеивателе весь детектор полного поглощения видится под углом 0.456°). В ряде случаев такая эффективность регистрации оказывается недопустимо низкой.

Таким образом, возникают существенные проблемы применения способа-прототипа для получения изображений внутренних дефектов в массивных объектах из тяжелых металлов:

1) низкая эффективность регистрации полезных событий (γ-квантов, прошедших через объект исследования без взаимодействия с ним);

2) координатное разрешение установки оказывается хуже, чем координатные разрешения каждого из двух координатных детекторов из-за квадратичного суммирования их разрешений.

Задачей изобретения является создание способа гамма-радиографической интроскопии массивных объектов из тяжелых металлов с пространственным разрешением на уровне 0.1% и высокой эффективностью регистрации прошедшего через объект гамма-излучения.

Решение проблем состоит том, что вместо измерения двумя разнесенными в пространстве и включенными на совпадения координатными детекторами телесных углов рассеяния первичных гамма-квантов в тонком координатном детекторе и последующего построения изображения, детекторы располагают на минимальном расстоянии между собой, а изображение просвечиваемого объекта формируют путем накопления координат взаимодействий с тонким координатным детектором-рассеивателем тех прошедших через просвечиваемый объект гамма-квантов, которые одновременно оставили в обоих детекторах суммарную энергию равную исходной, причем независимо от места поглощения в толстом детекторе полного поглощения гамма-квантов, комптоновски рассеянных тонким детектором. Пространственное разрешение при таком способе регистрации определяется координатным разрешением детектора-рассеивателя и для его улучшения возможен отбор тех гамма-квантов на выходе объекта, которые оставили в детекторе-рассеивателе энергию не более заранее заданной. Этим ограничивается длина пробега электронов отдачи и тем самым улучшается локализация мест образования комптоновских гамма-квантов.

Реализация способа показана на фиг. 6. Исследуемый массивный объект 3 из тяжелого металла облучается потоком параллельных γ-квантов с энергией каждого из них Е0. Параллельность потока «просвечивающих» γ-квантов обеспечивается большой дистанцией между источником излучения и объектом исследования, а также малыми размерами «видимой» со стороны объекта поверхности источника. Прошедшие через исследуемый объект γ-кванты регистрируются тонким координатным детектором-рассеивателем 1. Толщина и материал детектора-рассеивателя выбираются такими, чтобы вероятность комптоновского рассеивания первичных γ-квантов была максимальной, а вероятность полного поглощения их минимальной.

Возникшие в детекторе 1 γ-кванты и прошедшие через него без взаимодействия регистрируются детектором полного поглощения 2. Детекторы 1 и 2 включены на совпадения. Для каждого из γ-квантов, одновременно зарегистрированных детекторами 1 и 2 измеряются их энергии Е1 и Е2, соответственно. Координата комптоновского взаимодействия с детектором-рассеивателем запоминается только в случае, если для одновременно зарегистрированных двумя детекторами γ-квантов выполняется условие:

Этим исключается регистрация γ-квантов, изменивших свое направление при прохождении через исследуемый объект, поскольку для жесткого излучения когерентное рассеяние отсутствует и любое изменение направления сопровождается уменьшением энергии квантов.

С целью улучшения координатного разрешения детектора 1 и всей установки помимо условия (2) можно наложить требование:

где Er - некое значение энергии, определяемое толщиной детектора 1 и энергией Е0.

Энергия E1, оставленная γ-квантом в детекторе-рассеивателе является ни чем иным, как энергией электрона, рожденного при комптоновском взаимодействии первичного кванта с веществом этого детектора. Именно этот электрон на своем пути ионизирует вещество детектора и регистрируется им. Важно, чтобы длина пробега комптоновски рожденного электрона была меньше, чем требуемое координатное разрешение. В рассматриваемом примере это 100 мкм. Чем меньше энергия электрона, тем меньше длина пробега его в рабочем веществе детектора.

Очевидно, что в отличие от способа-прототипа γ-радиографической интроскопии, основанной на применении комптоновской гамма-камеры, в предлагаемом способе расстояние между координатным детектором-рассеивателем 1 и детектором полного поглощения 2 принципиально может быть равным нулю. При прочих равных условиях это резко увеличивает эффективность регистрации рассеянных в детекторе 1 гамма-квантов. Благодаря тому, что детектор полного поглощения 2 принципиально не должен быть координатным, резко снижается стоимость установки γ-радиографической интроскопии: сплошной детектор полного поглощения гораздо дешевле, чем матрица из нескольких десятков оптически изолированных между собой кристаллов с индивидуальными фотосенсорами; вместо нескольких десятков спектрометрических каналов к детектору полного поглощения подключается один канал.

Технический результат применения заявляемого способа состоит в том, что он обеспечивает максимальную эффективность регистрации событий, связанных с прохождением гамма-квантов через массивный объект исследования из тяжелого металла без взаимодействия с ним и при этом, при прочих равных условиях достигается предельно возможное пространственное разрешение.

Заявляемый способ гамма-радиографической интроскопии позволяет минимизировать сложность и стоимость практических установок, реализующих его.

Подрисуночные надписи

Фиг. 1. Типичная схема γ-радиогра-фического интроскопа

Фиг. 2. Прохождение γ-излучения через вещество: 1 - без взаимодействия; 2 - фотопоглощение; 3 - комптоновское рассеяние; с эффектом образования пар

Фиг. 3. Принцип действия комптоновской γ-камеры: scatter plane - планарный координатный детектор-рассеиватель; absorption plane - планарный координатный детектор-поглотитель; Ein - энергия испущенного γ-кванта; Е1 - энергия, оставленная в 1-м детекторе (рассеивателе); Е2 - энергия, оставленная во 2-м детекторе (полного поглощения)

Фиг. 4. Зависимость качества изображения излучающего объекта от числа зарегистрированных событий

Фиг. 5. Схема γ-радиографической интроскопии с комптоновской γ-камерой

Фиг. 6. Принцип γ-радиографической интроскопии с исключением влияния на качество изображения рассеянных в объекте первичных γ-квантов: 1 - тонкий координатный детектор-рассеиватель; 2 - детектор полного поглощения; 3 - объект исследования

1. Способ гамма-радиографической интроскопии, включающий просвечивание массивного объекта из тяжелого металла параллельным потоком высокоэнергетичных гамма-квантов, выделение совпадающих по времени моментов срабатывания тонкого координатного детектора-рассеивателя и параллельно расположенного за ним детектора полного поглощения, определение тонким координатным детектором-рассеивателем оставленной в нем энергии и координаты взаимодействия каждого из гамма-квантов от просвечиваемого объекта, определение детектором полного поглощения энергии каждого из гамма-квантов, рассеянных в первом детекторе, отличающийся тем, что детекторы располагают на минимальном расстоянии между собой, а изображение просвечиваемого объекта формируют путем накопления координат взаимодействий с тонким координатным детектором-рассеивателем тех прошедших через просвечиваемый объект гамма-квантов, которые одновременно оставили в обоих детекторах суммарную энергию, равную исходной, причем независимо от места поглощения в толстом детекторе полного поглощения гамма-квантов, комптоновски рассеянных тонким детектором.

2. Способ гамма-радиографической интроскопии по п. 1, отличающийся тем, что для формировании изображения используют только те первичные гамма-кванты, которые оставляют в тонком координатном детекторе-рассеивателе энергии менее заранее заданной.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиационного контроля (РК). Сущность изобретения заключается в том, что способ обнаружения и локализации подвижных источников ионизирующих излучений (ИИИ) в зоне контроля дополнительно содержит этапы, на которых располагают УД таким образом, чтобы контрольная полуплоскость - продолжение биссекторной плоскости упомянутого двугранного угла - пересекала траекторию перемещения контролируемых объектов в зоне контроля, вырабатывают сигнал «ОБНАРУЖЕНИЕ» при выполнении условия |Δn(t)|>Кэф⋅|±3 σ(tb)|, где Кэф>1 - коэффициент эффективности критерия обнаружения, σ(tb) - среднеквадратическое отклонение сигнала Δn(tb), усредняемого за время tb, достаточное для получения статистики требуемого качества, в интервалах времени, когда отсутствует сигнал об обнаружении, определяют по знаку сигнала Δn(t) сторону, с которой приближается объект контроля с обнаруженным ИИИ, вычисляют максимум модуля скорости изменения разностного сигнала max|dΔn(t)/dt|1 до смены ее знака и max|dΔn/dt|2 - после смены и вырабатывают сигнал «ЛОКАЛИЗАЦИЯ» (момент времени пересечения обнаруженным источником зоны контроля) после смены знака разностного сигнала Δn(t) и при выполнении условия max|dΔn(t)/dt|2 > max|dΔn(t)/dt|1.

Изобретение относится к иконике для создания систем визуализации в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и других участках спектра электромагнитных излучений.

Изобретение относится к обнаружению медленных нейтронов. Устройство обнаружения медленного нейтрона содержит первый преобразователь медленных нейтронов и второй преобразователь медленных нейтронов, выполненные с возможностью взаимодействия с падающими нейтронами и генерирования электронов, устройство умножения и считывания электронов, расположенное между первым преобразователем медленных нейтронов и вторым преобразователем медленных нейтронов и выполненное с возможностью умножения и считывания электронов, причем устройство умножения и считывания электронов содержит первый катодный проводной набор, второй катодный проводной набор и проводной набор считывающего электрода.

Группа изобретений относится к системам формирования изображений позитронно-эмиссионной томографии (PET). Детекторная матрица для системы формирования изображений содержит матрицу сцинтиллирующих кристаллов, при этом каждый кристалл включает в себя множество боковых поверхностей, причем по меньшей мере фрагмент по меньшей мере одной боковой поверхности сцинтиллирующего кристалла сконфигурирован лазерным травлением боковой поверхности, чтобы диффузно отражать свет обратно в по меньшей мере один кристалл; и матрицу фотодатчиков, оптически связанную с матрицей сцинтиллирующих кристаллов.

Планарный полупроводниковый детектор предназначен для регистрации излучений в ядерной физике, физике высоких энергий, а также в цифровых аппаратах, регистрирующих заряженные частицы, гамма-кванты и рентгеновское излучение.

Изобретения относятся к области медицины, физики высоких энергий и разведки природных ресурсов и могут быть использованы в томографах и счётчиках излучения. Люминофоры со структурой граната содопированы одновалентным или двухвалентным катионом по меньшей мере одного типа при молярном отношении 7000 м.д.

Изобретения относятся к неорганической химии и медицине и могут быть использованы при изготовлении сцинтилляторов. Сначала получают порошок общей формулы M1aM2bM3cM4dO12 (1), где O – кислород; M1, M2, M3 и M4 - отличные друг от друга металлы; сумма a+b+c+d составляет примерно 8; «a» от 2 до 3,5; «b» от 0 до 5; «c» от 0 до 5; «d» от 0 до 1; при этом «b» и «c», «b» и «d» или «c» и «d» не могут быть одновременно равны нулю; M1 - редкоземельный элемент, включая гадолиний, иттрий, лютеций, скандий или их сочетание; M2 - алюминий или бор; M3 – галлий; M4 - соактиватор, выбранный из таллия, меди, серебра, свинца, висмута, индия, олова, сурьмы, тантала, вольфрама, стронция, бария, бора, магния, кальция, церия, иттрия, скандия, лантана, лютеция, празеодима, тербия, иттербия, самария, европия, гольмия, диспрозия, эрбия, тулия или неодима.

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционного кристаллического материала для детекторов излучения, используемых для приборов позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), рентгеновской компьютерной томографии (КТ), различных радиметров в области физики высоких энергий, ресурсодобывающих приборов.

Изобретение может быть использовано в детекторах ионизирующего излучения и КТ-сканерах. Сначала смешивают Y2O3, CeO2, Tb4O7, Al2O3 и Ga2O3, пропитывают один из них или несколько источником V.

Изобретение относится к области практической дозиметрии с использованием для лечения протонов и тяжелых ионов и может быть применено для лучевой терапии при определении поглощенной дозы от радиотерапевтического пучка протонов в тканеэквивалентном фантоме для медицинских целей.

Изобретение относится к спектрометрам ионизирующих излучений. Спектрометр ионизирующих излучений содержит германиевый полупроводниковый детектор, устройство перемещения детектора, криостат для охлаждения детектора с помощью жидкого азота, электронные модули обработки и сохранения сигналов, принятых от детектора, контроллер, ультразвуковой дальномер.

Изобретение относится к области сцинтилляционных γ-спектрометров, точнее к спектрометрам энергий на основе сцинтилляторов NaI:Tl, CsI:Tl, CsI:Na, LaCl3:Ce и других, характеризующихся многокомпонентными световыми вспышками с сильной зависимостью постоянных времени высвечивания от температуры кристалла.

Изобретение относится к области плотностного каротажа. Сущность изобретения заключается в том, что гистограмма включает в себя множество каналов, которые имеют соответствующие номера каналов, с номером первого канала, представляющим первый пик, который ассоциируется с известной энергией (EA) первого пика.

Изобретение относится к сцинтилляционным спектрометрам ионизирующих излучений. Сущность изобретения заключается в том, что сцинтилляционные сигналы и лавинные шумовые импульсы с выхода кремниевого фотоумножителя, прежде чем они попадут на интегратор сцинтилляционных импульсов, разветвляют в основной и вспомогательный каналы и при этом во вспомогательном канале, пользуясь значительным, не менее чем 10-кратным отличием в длительностях сцинтилляционных и лавинных шумовых импульсов, производят укорачивание сцинтилляционных импульсов до длительности, соизмеримой с длительностью исходных лавинных шумовых импульсов, а затем, с помощью нелинейных или время-вариантных преобразований, выделяют модифицированные шумовые импульсы, масштабируют их таким образом, чтобы их площади соответствовали площадям исходных лавинных шумовых импульсов, и подают их на суммирование со сцинтилляционными сигналами и лавинными шумовыми импульсами первого канала с полярностью, противоположной полярности лавинных шумовых импульсов в основном канале, после чего полученный аддитивный поток сцинтилляционных сигналов и лавинных шумовых импульсов из основного канала и модифицированных шумовых импульсов вспомогательного каналов подают на вход интегратора сцинтилляционных сигналов, где происходит окончательная попарная компенсация лавинных шумовых импульсов, прошедших по обоим каналам.

Изобретение относится к гамма-спектрометрам с неорганическими сцинтилляторами, имеющими зависимость световыхода от энергии образованных в них гамма-квантами вторичных электронов.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и касается спектрометра для вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) и мягкого рентгеновского (MP) диапазона.

Использование: устройство для измерения энергии мягкого рентгеновского излучения в нескольких спектральных диапазонах. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения энергии мягкого рентгеновского излучения в нескольких спектральных диапазонах содержит, по крайней мере, два чувствительных к излучению элемента, соединенных с источником питания, а также средство выбора спектрального диапазона, при этом в качестве чувствительных к излучению элементов использованы термочувствительные элементы, а средство выбора спектрального диапазона определяется подбором толщины и материала термочувствительного элемента из условия поглощения излучения в различных спектральных диапазонах, при этом подобранные термочувствительные элементы установлены с возможностью перекрытия всего спектрального диапазона.

Изобретение относится к области ядерной электроники, а именно к амплитудным спектрометрам ионизирующего излучения. Формирователь сигналов амплитудного спектрометра ионизирующего излучения содержит фильтр для максимизации отношения сигнал-шум, вход которого является входом формирователя сигналов, амплитудный дискриминатор и первый пиковый детектор, входы которых подключены к выходу фильтра для максимизации отношения сигнал-шум, высокочастотный полосовой фильтр, вход которого подключен ко входу формирователя сигналов, и временной дискриминатор, вход которого подключен к выходу высокочастотного полосового фильтра, при этом в него введены быстродействующий пиковый детектор, двухканальный мультиплексор и инспектор наложений, причем вход быстродействующего пикового детектора подключен к выходу высокочастотного полосового фильтра, выход быстродействующего пикового детектора подключен к первому входу двухканального мультиплексора, а второй вход двухканального мультиплексора подключен к выходу первого пикового детектора, входы управления обоих пиковых детекторов и двухканального мультиплексора подключены к соответствующим выходам инспектора наложений, два входа которого подключены к выходам временного и амплитудного дискриминаторов, а выход двухканального мультиплексора является выходом формирователя сигналов.

Изобретение относится к области дозиметрии и спектрометрии ионизирующих излучений. Способ включает следующие процессы: сначала определяют мощность поглощенной дозы, при этом в качестве детектора сопровождения используют детектор с диэлектрическим рассеивателем, выполненным в виде плоской экранированной системы конденсаторного типа с однородным твердым диэлектриком, причем поперечный размер детектора выбирают размером, соответствующим или превышающим поперечный размер исследуемого образца, измеряют изменения напряжения U(t) на обкладках конденсатора детектора сопровождения в течение импульса ионизирующего излучения, после чего при заранее известных или рассчитанных чувствительностях к ионизирующему излучению образца исследуемого материала K и прилегающего к нему детектора сопровождения S определяют мощность поглощенной дозы в исследуемом образце P(t) по следующей зависимости: P ( t ) = U ( t ) ⋅ K S , после чего интегрированием по времени воздействия вычисляют поглощенную дозу в исследуемом образце, являющуюся параметром ионизирующего воздействия.

Изобретение относится к системе обнаружения радиации, используя многоканальный спектрометр, и к способу, используемому для этой цели, в частности изобретение относится к системе для обнаружения радиоактивных материалов.

Изобретение относится к области вычислительной техники для восстановления данных от устройства обнаружения излучения, которые были подвержены наложению импульсов. Технический результат заключается в повышении точности оценки в реальном времени параметров входящих событий обнаружения излучения. Технический результат достигается за счет приема выходных данных устройства обнаружения; преобразования выходных данных устройства обнаружения для формирования ступенчатых данных; обнаружения сигнала на основании ступенчатых данных и оценки параметра, связанного с одним или несколькими сигналами; причем выходные данные устройства обнаружения содержат множество образцов и сигнал, и причем преобразование выходных данных устройства обнаружения основано на преобразовании сигнала в преобразованный сигнал, причем преобразование сигнала в преобразованный сигнал содержит: моделирование сигнала на основании переменной переднего фронта и переменной заднего фронта; преобразование переменной переднего фронта так, что время нарастания сигнала, по существу, равно нулю; преобразование переменной заднего фронта так, что время затухания сигнала, по существу, бесконечно; и причем оцененный параметр является одним или более из энергии сигнала или времени прибытия сигнала. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 31 ил.

Изобретение относится к области радиографической интроскопии, точнее к гамма-радиографической интроскопии массивных деталей и заготовок из тяжелых металлов. Способ гамма-радиографической интроскопии дополнительно содержит этапы, на которых располагают детекторы на минимальном расстоянии между собой, а изображение просвечиваемого объекта формируют путем накопления координат взаимодействий с тонким координатным детектором-рассеивателем тех прошедших через просвечиваемый объект гамма-квантов, которые одновременно оставили в обоих детекторах суммарную энергию, равную исходной, причем независимо от места поглощения в толстом детекторе полного поглощения гамма-квантов, комптоновски рассеянных тонким детектором. Технический результат – повышение эффективности регистрации событий, связанных с прохождением гамма-квантов через массивный объект исследования из тяжелого металла без взаимодействия с ним, повышение пространственного разрешения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх