Детектор рентгенорадиометрического анализатора

 

'1.ДЕТЕКТОР РЕНТГЕНОРАДИОМЕТ/^ РИЧЕСКОГО АНАЛИЗАТОРА на основе газо'. вого сцинтиллятора со световым усилением сигнала в электрическом поле^ содержащий анод, к1атод и фотоэлектронный умножитель, отличающийся тем,' что, с целью улучшения энергетического разрешения , детектора и повышения его чувствительности, катод выполнен в виде поверхности, образованной вращением линии второго порядка, а анод расположен в фокусе тела вращения, причем фотокатод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) расположен перпендикулярно оси вращения., .

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ХЯ МИРА % и

РЕСПУБЛИК (l% (Ю

Зщ) O 01 Т 1/205

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И 1 . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ," -:, .,";,. .3

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1 (21) 2770108/18-25 (22) 30.03.79 (4б) 15.10.83. Бюл. 9 38 (72) Н.A.Андерс, В.П.Варварица, Б.Е.Колесников, Л.В.Мельтцер, В.И.Филатов, Ю.М.Мокин и иностранцы П.Моргенштерн, Д.Мюллер и B.Ðèäåëü (ГДР) (71) Всесоюзный научно-исследова- . тельский институт радиационной тех ники и Центральный институт изотопных и радиационных исследований (ГДР) (53) б21.387.464 (088;8) (5б) 1 ° А.I P.L. Policarpo М.А.F

Alves, И.Salete S.Ñ.P. Leite and М.S.М.Dos Santos "Detection of ,Soft Х-гау with à xenon .proportional: scintillation counter", Nuclear

Instrument.s and Methods II8, Р 1, 1974, . 221-22б.

2. А.I.P.L. Policarpo, М.А.F.

Alves, М.S.M. Dos Santos and

М.I.T. Carvalho "Impoved resolution

for low energies with gas proportional scintillation. :counters",Nuclear

Instruments and Methods I02, 9 2, 1972, рр. 227-248. (5 4 ) (57 ) 1 . ДЕТЕКТОР PE H TI Å НОРАДИОМЕТ, РИЧЕСКОГО АНАЛИЗАТОРА на основе газо вого сцинтиллятора со световым усилением сигнала в электрическом поле, содержащий анод, катод и Фотоэлектронный умножитель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения энергетического разрешения, детектора и повышения его чувствительности, катод выполнен в виде поверхности, образованной вращением линии второго порядка, а анод .расположен в Фокусе тела вращения, причем фотокатод Фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) расположен перпендикулярно оси вращения.

814079

2. Детектор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем,что поверх- . ность катода выполнена в виде параболоида вращения.

3. Детектор по и. 1, отличающийся тем, что, катод образован поверхностями двух пересе кающихся, противоположно направленных параболоидов вращения, располо1

Изобретение относится к средствам рентгенорадиометрического анализа состава вещества.

Известны детекторы, выполненные в геометрии полупрозрачного яшика (1 . Анод имеет сферическую форму.

Фотоэлектронные умножители просмат. ривают объем счетчика через кварцевые окна, на внутреннюю поверхность которых нанесен смеситель спектра.

Известен также детектор рентгенорадиометрического анализатора на основе газового сцинтиллятора со световым усилением сигнала в электрическое поле, содержащий анод, катод и фотоэлектронный умно- 1э житель (ФЭУ), т.е. ПС-счетчик L2l . . В нем анод в виде нити 4 0,025 мм закреплен в стеклянных изоляторах.

В ПС-счетчике имеется одно выходное кварцевое окно, против которого 2О расположен отражатель из алюминия.

На внутреннюю поверхность. кварцевого окна нанесен слой сместителя спектра. Для обеспечения аксиальной. симметрии поля на небольшом расстоя- 25 нии от кварцевого окна натянута проводящая сетка.

Целью изобретения является улучшение энергетического разрешения детектора за счет улучшения условия светосбора и повышение его чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что и известном детекторе рентгенорадиометрического анализатора на основе газового сцинтиллятора со

1 световым усилением сигнала в элект1рическом поле, содержащем анод., катод и фотоэлектронный умножитель, катод выполнен в виде поверхности, образованной вращением линии второго по- 40 рядка, а анод расположен в фокусе тела вращения, причем фотокатод фотоэлектронного умножителя расположен перпендикулярно оси вращения.

Поверхность катода может быть вы- 45 полнена в виде параболоида вращения, а катод образован поверхностями двух

-пересекающихся, противоположно направленных параболоидов вращения, женных друг относительно друга так что их фокусы совмещены.

4, Детектор по и. 1, о т л ив ч а ю шийся тем, что, поверхность катода выполнена в виде части эллипсоида вращения, а фотокатод ФЭУ расположен в плоскости, проходящей через второй фокус эллипсоида.

2 расположенных друг относительно дру7га. Таким образом, что их фокусы совмещены. Поверхность катода может быть также выполнена в виде части эллипсоида вращения, а фотокатод ФЭУ расположен в плоскости, проходящей через второй фокус эллипсоида °

На фиг. 1 изображен детектор с параболическим катодом; на фиг. 2— детектор с катодом, образованным дву-. мя пересекающимися, противоположно направленными параболическими зеркалами; на фиг. 3 — детектор с катодом в виде части эллипсоида вращения.

Анод счетчика 1 (фиг. 1) выполнен в виде сферы, укрепленной в фокусе параболического отражателя 2, являющегося катодом счетчика. Высокое напряжение подается на анод через высоковольтный ввод 3. Ионизирующее излучение попадает в объем счетчика через тонкое входное окно 4. Регистрация свечения, образованного в области светового усиления„ осуществляется фотоэлектронным умножителем 5.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

ИонизируЮщее излучение попадает сквозь окно 4 внутрь счетчика. Высо кое напряжение подается на анод 1 через ввод 3. В области, прилегающей к сферическому аноду 1, .расположенному в фокусе параболоида 2, образуется ультрафиолетовое свечение.

Свет попадает на параболическое зеркало 2 и, отражаясь, образует параллельный пучок, направленный на окно ФЭУ 5.

Детектор, изображенный на фиг. 2 меет катод 2, выполненный в виде двух параболических зеркал, пересекающихся таким образом, что фокусы их совмещены. Части параболоидов, обозначенные на фиг. 2 пунктиром, отсутствуют.

Анод 1 помещен в точке общего фокуса. Высокое напряжение подается через высоковольтный ввод 3.

Этот детектор работает аналогично детектору на фиг. 1.

814079

Ионизирующее излучение, проходя через окно 4, попадает в объем счетчика. В области, прилегающей к сферическому аноду 1, образуется ультрафиолетовое свечение. Свет попадает на левое и правое параболические зеркала 2, формирующие параллельные пучки света, которые регистрируются соответственно левым и правым ФЭУ 5.

Детектор, изображенный н@ фиг. 3, имеет катод 2 в виде части эллипсоида вращения, в одном из фокусов которого размещен сферический анод 1.

Высокое напряжение на анод подается через высоковольтный ввод 3. Фото- 15 катод ФЭУ 5 размещен в плоскости, перпендикулярной оси вращения эллипсоида и проходящей через второй его фокус.

Работа детектора на фиг. 3 анало-, гична работе вышеописанных детекторов. Ионизирующее излучение через окно 4 попадает внутрь счетчика. !

Свет, образованный в области светового усиления вокруг сферического анода 1, попадает на стенки эллипсоида 2 и фокусируется s пучок, сходящийся в точке расположения второго фокуса эллипсоида.При этом эффективно возбуждается фотокатод

ФЭУ-5, расположенный в плоскости, проходящей через второй фокус. г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При такой системе светосбора и формирования импульса исключаются или сводятся к минимуму флуктуации за счет неравномерности покрытия фотокатода.

Расчеты показывают, что для известного детектора, с учетом размеров, на окно ФЭУ попадает 80% образовавшегося светового потока (50%-непосредственно в окно, 25% отражается с коэффициентом 0,8 в окно после первого отражения и остальное излучение после многократного отражения), а при использовании катода новых форм в окно ФЭУ попадает ) 90% излучения при тех же размерах счетчика и коэффициента отражения. Это позволит улучшить разрешение на 5-10%, что при анализе легких элементов снизит. погрешность . определения элементов при наличии мешающих линий. В настоящее время улучшить разрешение..при анализе элементов с атомными .номерами.от б до 12 возможно только с использованием безоконных полулроводниковых детекторов. Они очень дороги, их использование требует высокого вакуума в измерительной камере и ох. лаждения жидким азотом. Обслуживание ППД более трудоемко. Предлагаемое же устройство просто в изготовлении, недорого и легко обслуживается.

Детектор рентгенорадиометрического анализатора Детектор рентгенорадиометрического анализатора Детектор рентгенорадиометрического анализатора 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области рентгеновского и ядерного приборостроения и может быть использовано при регистрации ионизирующего излучения по световому излучению газа в таких детекторах, как электролюминесцентный детектор, газовый пропорциональный сцинтилляционный счетчик и т.п

Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к газоразрядным детекторам ионизирующего излучения, обеспечивающим регистрацию энергии и координат ионизирующего излучения

Изобретение относится к устройству и способу дистанционного обнаружения и отображения источников -частиц, то есть частиц, энергия которых обычно меньше чем 10 мэВ

Изобретение относится к детекторам ионов на космических аппаратах и в области ускорительной атомной масс-спектрометрии - с улучшенными характеристиками по степени идентификации ионов. Предложен детектор, работающий в условиях вакуума, состоящий из корпуса, заполненного благородным газом (Ar, Kr, Xe, Ne или He) при низком (около 0.01-0.5 атм) давлении, входного окна для пропуска ионов внутрь детектора, дрейфового объема, сформированного катодом из проводящей сетки и полеформирующими электродами, электролюминесцентного зазора (ЭЛ зазора), сформированного двумя проводящими параллельными сетками, фотоприемниками для регистрации пропорциональной электролюминесценции в ЭЛ зазоре, согласно изобретению фотоприемником является многоканальная сборка гейгеровских лавинных фотодиодов (ГЛФД) в виде матрицы, чувствительных в видимой и ближней инфракрасной (ИК) области спектра или в области вакуумного ультрафиолета (ВУФ), а плоскость ЭЛ зазора расположена либо перпендикулярно плоскости входного окна, т.е. вдоль трека иона и с поперечным дрейфом электронов первичной ионизации по отношению к треку, либо параллельно плоскости входного окна, т.е. поперек трека иона и с продольным дрейфом электронов первичной ионизации по отношению к треку. Детектор способен эффективно регистрировать отдельные ионы, т.е. работать в режиме счета ионов при их полной остановке в детекторе, и идентифицировать ионы путем измерения одновременно их полной энергии, а также ионизационных потерь (dE/dx) вдоль трека путем его сегментации на сектора измерения как с достаточно высоким пространственным разрешением вдоль трека (Δx<1 см), так и с высоким энергетическим разрешением для каждого из сегментов трека (σ/Е<2%). Заявляемая совокупность признаков позволяет регистрировать и идентифицировать ионы с энергией выше порядка 1 МэВ, причем с достаточно высоким пространственным (<1 см) и энергетическим (<2%) разрешением, что позволит повысить способность к идентификации ионов по сравнению с другими детекторами ионов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх