Устройство формирования спектрометрического импульса

Союз Советских Социалистических РеспубликОП КСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУс присоединением заявки Государственный коиитет Совета Министров СССР ао делан изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания ЗЛЯ,1 о(71) Заявитель Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С Ы, Кирова(54) уСТР 0 у 1 СТВ 0 ФОРЫИР 0 ВАНИН СПЕКТР 011 ЕТРИтПСКОГО ИМПуЛБСА Изобретение относится к экспериментально 11 ядерной физике.Известно устройство формирования спектрометрического импульса по авт. св, )й 223445, содержащее сцинтиллятор и фотоумножитель (ФЭУ), в котором к аноду ФЭУ подсоединен электронный ключ, управляемый сигналом от управляющей схемы, соединенной с последним динодомФЭУ.1 ОИзвестное устройство обладает большим быстродействием однако она ограничивается быстродействием сцинтилляционного датчика и в случае применения кристалла Р 1 а(Т 1) не может превышать515 (1-2) 10 имп/сек. При загрузке выше 10 имп/сек на выходе ФЭУ наблюдается ухудшение ам 1 цптудного разрешения за счет наложения световых вспышек, соответствующих зарегистрированньпк частицам.в самом сцинтилляторе, Амплитудное разрешение незначительно ухудшается, еслипри формировании спектрометрическогосигнала напряжения на аноде ФЭУ интегрировать не весь ток, а его часть.Цель изобретения - повысить загрузочную способность устройства(10 имп/сек); при регистрации гамма 51 квантов в энергетическом диапазоне от зо 2 250 до 2500, кв с помощью ф медленногоф, сцинтвлятора. Ма 3 (ТЦЭто достигается тем, что устройство содержит последовательйо соединенные блок выделения заднего фронта спектрометрического импульса, формирователь компенсирующего сигнала и разрядный блок, состоящий из двух включенныхтр рт,р рш т, рррррррр вход одного из которых соединен с выходом формирователя компенсирующего сигнала, а выходы подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, с которым сое; динен вход блока выделейия заднего фронта спектрометрического импульса,На фиг. 1. представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2,3 - льсы тока и напряженйя на аноде ФЭУ,состав устройства входят сцинтилляционный датчик 1 электронный ключ 2 управляющая схема 3, анод 4 ФЭУ, блок 5 выделения заднего фронта спектрометрического сигнала, формирователь компенсирующего сигнала 6, разрядный блок 7, состоящий из двух генераторов тока 8, 9,Предлагаемое устройство работает следующим образом,В результате поглощения гамма-квантав сцинтилляционном датчике 1 на аноде и диноде ФЭУ появляются тонкие сигналы, В исходном состоянии электронный ключнаходится в замкнутом состоянии (внутреннее активное сопротивление мало,составляет десятки ом). Под действиемсигнала схемы управле йя, которая запускается передним фронтом ймпульса тока,снимаемого с динода, электронный ключпереводится в высокоомюе состояние навремя, равное длительности сигнала схемы управления. В течение этого временипроисходит интеграция выходного токана аноде 4"ФЭУ цепью с постояннойРемени а 1 "зак С вых гд- внутреннее сопротивление ключазакв закрытом состоянии (сотни ком), аС - суммарная емкость анодной цепивыхФЭУ. После окончания длительности сигнала управления электронный ключ переходит в исходное состояние в макапавнутренним сопротивлением Ж , и20суммарная емкость С разряжаетсяспостоянной времени 7 2 =Яот С7Длительность сформированного 5ат аспектрометрического сигнала определяет;ся длительпастью сигнала управления (Т)и равна ей. Для обеспечения загрузки1 на выходе ФЭУ 10 имп/сек величина Твыбирается меньше длительности импульса тока на аноде ФЭУ (т. е. для формирования спектрометрического сигнала используется часть заряда (тока) на выходе ФЭУе чтобы обеспечить допустимый про.-цент наложений спектрометрических сигналов на выходе ФЭУ. При Т:150 нсек чис;ло наложенных спектрометрических импульсов напряжения на аноде ФЭУ будет порядка15-20 Ф. от общего числа сигналов. В слу- ,чае появления второго токового сигналав момент времениЗ (см.фиг.бУ,если не производить компейсацию "остаточноготока от первого сигнала( Й 6) спектро 45метрический импульс напряжения на аноде ФЭУ от второго токового сигнала будет сформирован по амплитуде с ошибкой, в результате чего в спектре амплитуд сигналов наблюдают частотно-зависи- а1 мые искажения, кото ые при загрузке 106инп/оен нд аноде ФЭУ веоьна еначитеиьны. Для устранения указанных искаженийнеобходимо при формировании второгоспектрометрического импульса исключитьзаряд О который создает ошибку .дв амплитуде сигнала,О( а =-н- нРи Виан ). ото дооти- еогается вычитанием равного заряда ч завремя формирования спектрометричесКОГО сигнала2 -1) противоположното. по знаку заряду Оп . Компенсациязаряда Оп осуществляется с помощьюблока 5 выделения заднего йюнта спектрометрического сигнала, формирователя7 о 1 компенсируюшего сигнала б и разрядного 1 блока 7, Спектрометрический сигнал, следуя йа амплитудный анализ, одновременно подается на вход блока 5, которы состоит из дифференцирующего звена и дискриминатора сигналов отрицательной полярности, На выходе блока 5 появляется короткий мщльс положительной полярности, амплитуда которого равна амплитуде снектрометрического сигнала (см,фиг.З), и подается на вход 1 формирователя 6. Формирователь 6 содер-жит емкость, которая заряжается до амплитуды входйого сигналаи разряжается с йостоянной времени Г; Пос- кольку в первом приближении корма св - , тового импульса в сцинтилляторе писывается выражением:Ф -р ехр (- в . ), где- постоянная времейи высвечивания сцинтиллятора а форма импульса тока ввлепи анбда аЭУ повторяет форму светового сигнала сцинтиллятора, то при Г = Тформа импульса напряжения на емкости памяти в формирователе соответствует форме токового сигнала на аноде ФЭУ. Амплитуда этого сигнала ре 1 гулируется при заряде емкости памяти и подбирается так, чтобы на аноде ФЭУ происходила полная компенсация заряда. Сигнал с выхода формирователя попается на уйравляющий вход разрядноголака, который состоит из двух генераторов 8 и 9 тока, подключенных к аноду ФЭУ, через которые протекают одинаковые токи. Причем генератор 8 имеетправляющий вход, соединенный с выходомормирователя. Под действием сигналаормирователя ток генератора изменяется, и Разность токов двух генераторов стайовится отличной от нуля. Этот разностный ток протекает в направлении, противоположном анодному току ФЭУ, причем форма разностного тока соответствует форме сигнала управления, снимаемого с выхода формирователя 6 (см.фиг. З,б и 2,а), в результате чего происходит ком-, пенсацйя зарядамиразностным током ге 1 нераторов разрядного устройства.Предмет изобретения,Устройство формирования спектромет- рического импульса по авт.св, У. 272445, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения загрузочной способности, оно содержит последовательно соединенные блок выделения заднего фронта спект- рометрического импульса, формирователь компенсирующего сигнала и разрядный блок, состоящии из двух включенных встречно генераторов тока, управляющий вход одйого из которых соединен: с выходом формирователя компенсирующего сигнал 4, а выходы подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, с которым соединен вход блока выделения заднего фронта спектро 1 метрического импульса, 1в г. Составитель 3. ЧелРедактор ОСтенивд Техред Я./йм Дзг ис 1 осударственного комитета Сов ров ССС ио делам изобретений и от Москва, ЖРаушская наб,ППГ 1 Гатент" Москва, Г, Бережковская наб 24 Заказ 3 Я.8 11 зд. М ЦЯз . 11 Г 11111 И 0 п Сйк, икоКоррект6 аТираж /Д ета Министкрытий д, 45