Способ детектирования рентгеновского излучения

 

О П И С А Н И Е ((!) 880!2!

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Сониалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.80 (21) 2933785/18-25 (51) М. Кл.

G 01Т 1/16

/ с присоединением заявки № (43) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30 (53) УДК 621.387.424 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 15.08.82 (72) Авторы изобретения

P. Т. Мина и В. К. Кроль (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Й Уа Рст"нный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к физике и технике ионизирующих излучений, в частности к способам регистрации пространственных характеристик излучения с помощью перегретых сверхпроводящих гранул. 5

Известны способы регистрации рентгеновского излучения путем его пропускания через среду, состоящую из перегретых сверхпроводящих гранул, равномерно размещенных в объеме аморфного диэлектри- 10 ка, и определения облученных гранул по их переходу из сверхпроводящего состояния в нормальное по появлению импульсного сигнала на выходе катушки, охватывающей одну или множество гранул (1). 15

Детектирование рентгеновского излучения таким способом требует в силу малости возникающих сигналов черезвычайно чувствительной многоканальной регистрирующей аппаратуры. 20

Известен способ детектирования рентгеновского излучения, заключающийся в пропускании излучения через среду, состоящую из металлических гранул, погруженных в аморфный диэлектрик, охлажденных 25 до сверхпроводящего состояния и помещенных в постоянное магнитное поле такой величины, что часть гранул оказывается в перегретом сверхпроводящем состоянии, а часть в нормальном состоянии, и регистра- ЗО ции гранул, перешедших под воздействием рентгеновского излучения из сверхпроводящего состояния в нормальное, путем измерения коэффициента самоиндукции катушек, охватывающих одну или множество гранул (2).

Недостатками этого способа являются низкая чувствительность при малых размерах измерительных катушек и ограничение пространственной разрешающей способности размерами катушек, а также малое быстродействие.

Цель изобретения — повышение чувствительности и улучшение пространственного разрешения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе детектирования рентгеновского излучения, заключающемся в пропускании его через среду, состоящую из металлических гранул, погруженных в аморфный диэлектрик, охлажденных до сверхпроводящего состояния и помещенных в постоянное магнитное поле такой величины, что часть гранул оказывается в перегретом сверхпроводящем, а часть в нормальном состоянии, и регистрации гранул, перешедших под воздействием рентгеновского излучения из сверхпроводящего состояния в нормальное, среду, содержащую перегретые сверхпроводящие гранулы, облучают элект880121

15

Формула изобретения

Составитель Ю. Алешин

Корректор Н. Федорова

Редактор. Е. Месропова

Техред А.

Камыши икова

Заказ 1179/13 Изд. М 206 Тнраьк 719 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, ромагнитнымп волнами миллиметрового и субмиллиметрового диапазона и регистрируют величину отраженной мощности измерения, при этом длину волны облучения выбирают близкой к пороговой, прн которой для данного сверхпроводника коэффициенты отражения от сверхпроводящих и нормальных гранул еще различаются.

Предложенный способ практически реализуется следующим образом.

Рентгеновское излучение в диапазоне энергий от 3 до 300 кэВ пропускают через детектирующую среду, представляющую собой коллоид из гранул размером 3 — 5 мкм, выполненных из олова с содержанием примесей не более 10 — /о, которые равномерно распределены в химически чистом парафине с расстоянием между гранулами — 100 мкм. Детектирующую среду охлаждают до температуры 1,3 К и помещают в постоянное магнитное поле напряженностью 330 Э. Детектирующую среду выполняют в виде тонкого слоя глубиной порядка 1 мм с поперечным размером, большим чем поперечны размеры исследуемого пучка рентгеновского излучения.

Поверхность детектирующего слоя облучают электромагнитными волнами с длиной волны — 0,5 мм и регистрируют изменения коэффициента отражения этих волн от участков, соответствующих гранулам, находящимся в сверхпроводящем состоянии, и участков, соответствующих гранулам, перешедшим в нормальное состояние под воздействием рентгеновского излучения. Пространственная разрешающая способность составляет 0,5 мм. Максимальное быстродействие способа определяется временем перехода гранул из сверхпроводящего состояния в нормальное под воздействием рентгеновского излучения и составляет — 10-" с. Реальное быстродействие определяется быстродействием систем регистрации.

Предлагаемый способ детектирования рентгеновского излучения найдет широкое применение в физике частиц высоких энергий, в частности в детекторах рентгеновского переходного излучения, в которых коллоид со сверхпроводящими гранулами одновременно служит и детектором и радиатором рентгеновского излучения, а также в качестве ливневого детектора, где при

50 энергиях электронов в несколько ГэВ его разрешающая способность по энергии сравнима с Na, но позволяет исследовать более широкие ливни с лучшим пространственным разрешением. Преимуществом предлагаемого способа является возможность бесконтактного съема информации о пространственных характеристиках рентгеновского излучения, что особенно важно в тех случаях, когда требуется детектирование больших площадей с высоким пространственным разрешением, например, в медицине при рентгеновской томографии.

1. Способ детектирования рентгеновского излучения, заключающийся в пропускании его через среду, состоящую из металлических гранул, погруженных в аморфный диэлектрик, охлажденных до сверхпроводящего состояния и помещенных в постоянное магнитное поле такой величины, что часть гранул оказывается в перегретом сверхпроводящем состоянии, а часть — в нормальном состоянии, и регистрации гранул перешедших под воздействием рентгеновского излучения из сверхпроводящего состояния в нормальное, отличающийся тем, что, с целью улучшения пространственного разрешения при сохранении высокой чувствительности и высокого быстродействия, сверхпроводящие гранулы облучают электромагнитными волнами миллиметрового и субмиллиметрового диапазона и измеряют величину отраженной мощности излучения.

2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью достижения максимального пространственного разрешения, длину волны облучения выбирают предельно близкой к пороговой, при которой для данного сверхпроводника коэффициенты отражения от сверхпроводящих и нормальных гранул еще различаются.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Bernas Н. et al. Destruction of Superconduction metastable states by P-irradiation.

Phus detlers, 24А, 721 (1967).

2. Патент Франции М 2333353, кл. G 01Т

1/lб, опубЛик. 1977 (прототип).