Спектрометр рентгеновского и гамма-излучений

 

СПЕКТРОМЕТР РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЙ, содержащий полу-, проводниковый детектор с фильтром питания, предусилитель на полевом транзисторе, конденсатор отрицательной обратной связи и вакуумньй криостат, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетического разрешения спектрометра и упрощения конструкции, конденсатор отрицательной обратной связи размещен вне криостата и включен между выходом предусилителя и выходом фильтра питания, при этом в цепь отрицательной обратной связи включены также емкости фильтра питания и полупроводникового детектора.'(Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECAYEiflHH

7 А

09) (11) ><1) G 01 Т 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ цс прои р рча ии афааГатк

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2310943/18-25 (22) 06.01.76 (46) 30.11.82.Бюл. N 44 (72) А.В.Воронин, И.С.Резник и В.Д.Соколов (53) 621.387.42(088.8) (56) D.Landis и др. Журнал IEEE Trans

Nucl Sci У 5-18, У 1: part 1, 1971, с. 115-118. .Авторское свидетельство СССР

У 414555, кл. G 01 Т 1/36, 07.03.72.

Е.E.Eland Журнал IEEE, Trans

Nucl Sci N — 19, У 1, part 1, 1972, с. 403.

Субботин В.Г. и др., препринт

ОИЯИ 13-7963. Дубна-1974 г.

Калинин А.И. и др., препринт

ОИЯИ 13-7902, Дубна-1974 г. — прототип. (54)(57) СПЕКТРОИЕТР РЕНТГЕНОВСКОГО

И AMMA-ИЗЛУЧЕНИЙ, содержащий полу-, проводниковый детектор с фильтром . питания, предусилитель на полевом транзисторе, конденсатор отрицательной обратной связи и вакуумный криостат, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетического разрешения спектрометра и упрощения конструкции, конденсатор отрицательной обратной связи размещен вне криостата и включен между выходом предусилителя и выходом фильтра питания, при этом в цепь отрицательной обратной связи включены также емкости фильтра с питания и полупроводникового детектоS ра.

59841

Ю ния — 8.

На чертеже видно, что в предложенном спектрометре ППД вЂ” 1 подключен к выходу — 8 фильтра питания и к входу — 6 предусилителя — 4, содержащего ПТ во входном каскаде и цепь стабилизации этого ПТ (на чертеже не показаны). Между выходом — 7 предусилителя — 4 и входом 8 — фильтра питания ППД, включен конденсатор — 5

30 обратной связи, образуя при этом о цепь отрицательной обратной связи нз: емкости конденсатора — 5 и до9олнительно из емкостей ПНД и фильтра питания.

З5 В предложенном спектрометре в криостат помещается только его ППД и

ПТ входного каскада предусилителя, а конденсатор — 5 отрицательной об ратной связи помещен вне криостата.

Предложенный спектрометр работает следующим образом: при регистрации кванта рентгеновского излучения полупроводниковым детектором 1, 45 создаваемые им импульсы тока интегрируются на входной емкости предусилителя 4, превращаясь в импульсы заряда (напряжения), усиливаются предусилителем и подаются в тракт основ-

50 ного усиления и формирования спектро метра.

Выходное напряжение предусилителя определяется по формуле:

«Я вх»

" Свх

Qâ

U вх

М1х Сьх 1 + 11

Сос + С8х

К

Сос

Изобретение относится к технике измерения ионизирующих излучений, и в частности, относится к спектрометрам рентгеновского и гамма-излучений на основе охлаждаемого полупроводникового детектора (ППД).

Энергетическое и временное разрешение спектрометра с ППД в значительной степени определяется шумовыми свойствами его предусилителей, и в 10 основном, зависит от величины последовательного шума типа 1И, где Е частота в гц.

Величина последовательного шума может быть уменьшена уменьшением 15 входной емкости головного каскада.

Известные спектрометры рентгеновского и гамма-излучений на основе

ППД t.1 -4). Ближайшим техническим решением является спектрометр, ПП содержащий ППД с фильтром питания, предусилитель на полевом транзисторе (ПТ), конденсатор отрицательной обратной связи, на конденсаторе включенном между выходом и входом предусилителя, при этом, как правило, ПТ и конденсатор отрицательной обратной связи размещены в вакуумном криостате (5).

Существенным недостатком известных спектрометров на основе ППД, является наличие высокого уровня последовательного шума предусилителя ухудшающего разрешение спектрометра изза того, что их конденсатор отрицательной обратной связи включен между выходом и входом предусилителя, т.е. параллельно к участку цепи токовывода ППД вЂ” затвор ПТ, вследствие чего общая входная емкость предусилителя спектрометра сравнительно велика. В укаэанных известных спек1рометрах для уменьшения паразитной (распределенной) входной емкости предусилителя их конденсатор отрицательной обратной связи смонтирован в вакуумном криостате вблизи затвора ПТ, чем усложнена конструкция, т.к. требуется в них применять отдельный герметичный ввод.

Целью изобретения является улучшение энергетического разрешения спектрометра и упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что в пред 55 ложенном спектрометре конденсатор отрицательной обратной связи размещен вне криостата и включен между

7 2 выходом предусилителя и выходом фильтра питания, при этом в цепь отрицательной обратной связи включены также емкости фильтра .питания и полупроводникового детектора. Следовательно изобретением, в предложенном спектрометре, сохранена емкостная отрицательная обратная связь, а входная емкость предусилителя спектрометра уменьшена на величину емкости конденсатора обратной связи.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема предложенного спектрометра, где обозначены: ППД-1, резистор — 2 и емкость

3 фильтра питания, предусилитель

4, конденсатор отрицательной обратной связи — 5, вход — 6, и выход — 7 предусилителя и вход фильтра пита598417 где Оех

"ВЫЕМ

Сьх

В предлагаемом спектрометре ос зк6 кос

05х Сдет Сот См

Составитель И.Авчиев

Техред Jl.Олейник

Корректор, А, Зимокосов

Редактор А.Титова

Заказ 4952 Тираж 65

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о гкрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 входной заряд; амплитуда выходного напряжения сигнала; входная емкость предусилителя; емкость отрицательной обратной связи; коэффициент обратной связи. где Сд„, — емкость детектора;

С„, — емкость полевого тр-ра

С„ — емкость монтажа распределения;

С„„ — емкость конденсатора обра ной связи.

В известных спектрометрах С „ С„

С>x = Сдет С„т + С + С, .

Следовательно, в предложенном спектрометре входная емкость С, уменьшена на величину емкости конденсатора обратной связи (С„, ), вследствие чего величина последовательного шума значительно уменьшена и улучшено энергетическое разрешение спектрометра.