Сцинтилляционный спектрометр фотонов

)4001 Т 1 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТЗОБРЕ%НИЯМ И ОТНЯТИЯМ 111 НТ ССОф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й 34 ЭЮОМИИИЕййй- защитный ый в виде коньвку и, по крайронных умножис а кристаллами большихноас проводить нэмередостаточно боаъвих изаряженных частиц.(56) Кудрявцев И. И, Анкин О. Б., Иелиоранский А. С. и др. Спектрометр для исследоваеж вспышек солнечного гамма-излучения в диапазоне энергий 0,.03"0,3 ИэВа: Гебмагкетизм и аэрономия, 973, т ХИ, В 3, с. 406.Гурьян В, А, и др. Гамма-телескоп искусственного, ефутвнка Земли фКосмос", ПТЭ, 197, В 4,.с. 35-37. (54)(57) 1.:СЦИНЪЩЗЙЯЦИОННЦЙ ОЖКТРОИЕТР 1 КВОНОВ содержащий основной в эащитвцй блоки детектнровавия и пассивнузэ защиту, причем основной блок ссщержит неорганический кристалл в свето- и влагозащнтщиа корпусе и ФютоПредлагаемое изобретение относится к обпасти измерения ядервьюс излучений, и может быть использовано, в частно сти,. для измерения характеристик Фотонов в космическом пространстве.В настоящее время дпя увеличения чувствитеамюетв, точности н уменьшения времеви юиерений н гаюм-астроноюв вовЖаслй необходимость создания сцнатйлащвиаых спектрометров Фотоновразмеров, способния при.наличии .отоков Фоновьвс умножитель, а защитныйсцннтвллятор, выполненыаейнера, имеющего крвей мере, два фотоэлекттеля, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, блоки детектирования установлены на общем основании, а внутри защитного сцинтиллятора установлен указаниьй неорганический кристалл таким образом что оптический контакт его со своим Фотоэлектронным умвозглтелем происходи только через крышку контейнера, а остальная часть указанного контейнера вязана оптически с Фотоэлектронным умножнтелем защитного блока.2. Снектрометр по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что крьвка э,ащнтвого сцивтнллятора механически соединена герметично с указанным корпусом и оптически с самим кристаллом. Известен сцинтилляционвый спектро" метр для исследования вспышек гамма-. излучения в космическом пространстваИзвестный спектрометр конструктивно выполнен из двух блоков; блока детектирования и блока электроники. Детектирование Фотонов ва Фоне заряженвьщ частиц осуществляется основньвк кристаллом диаметром 39 мм и толщиной 8 ;и, помещенным в контейнер из защитного пластмассового сцинтвллятора, и оптически связанного с ним. Конструкция известного сцинтвллятора позволяет получить небольшие размерыустройства и производить регистрацию световых вспышек с основного и защитного сцинтиллятора одним ФЗУ.Однако применение такой конструкции для детектирования фотонов имеет и ряд недостатков:сложность создания надежного оптического контроля между поверхностями основного и защитного сцинтилляторов при больших размерах основного кристалла;в связи с тем, что защитный и основной сцинтилляторы имеют разные температурные коэффициенты расширения возникают температурные напряжения и деформации в сцинтилляторах, которые могут привести к их повреждению. Наличие тепловых зазоров между осиовиыми защитным сцинтиллятором.не обеспечивает стойкости конструкции к воздействию вибрационных и ударных нагрузок; 51015 20 ослабление сцинтилляций в защитном сцинтилляторе с верхней и боковой по верхностей;уменьшение эффективности детектирования из-за регистрации быстрой компоненты сигнала.Наиболее близким к изобретению является спектрометр, содержащий основной и защитный блоки детектирования и пассивную защиту, причем основной блок детектирования содержит неорга" нический кристалл в свето- и влагозащитном корпусе и фотоумножитель, Оп 35тический контакт кристалла с ФЗУ происходит через окно корпуса упаковки, закрытое стеклом. Основной блок детектирования полностью размещен вну" три защитного сцинтиллятора, Защитный блок детектирования содержит защитный сцинтиллятор, выполненный в виде контейнера, имеющего крышку и, по крайней мере, два фотоэлектронных умножителя, Детектирование фотонов при таком конструктивном выполнении спектрометра осуществляется основным блоком детектирования, детектирование фоновых заряженных частиц осуществляется защитным блоком детектирования. Известный спектрометр позволя" ет избавиться от недостатков, присущих конструкции вышеописанного спектрометра. Однако применение известной конструкции с использованием неорганического кристалла больших размеров ведет к конструктивному усложнению спектрометра. Так, например, при применении кристалла Сз 1 (Т 1) с габаритными размерами 160 х 100 мм с ФЭУгабаритные размеры защитного сцинтиллятора составляют 450 х 250 х 220 мм. Изготовление замкнутого сцинтилляционного контейнера (например, цилиндрической формы250 мм, н = 450 мм) .связано с применением сложных и дорогих технологических процессов по обеспечению однородной прозрачной среды, Кроме того, механическое крепление основного блока детектирования внутри защитного сцинтиллятора с учетом обеспечения виброустойчивости и удароустойчивости конструкции представляет большую сложность и требует увеличения массы конструкции. Изготовление замкнутого сцинтилляционного контейнера из отдельных сцинтиллирующих пластин также связано с применением сложных технологических процессов по обеспечению отражающих поверхностей, механическому соединению как отдельных пластин между собой, .так и основного блока детектирования, Светосбор с защитного сцинтиллятора в данном устройстве необходимо производить с каждой пластины отдельно одним или двумя ФЭУ.Таким образом, применение известной конструкции связанос йрименением сЛожной и дорогой технологии изготов- ления, увеличением массы спектрометра и количества охранных ФЗУ, сложностью создания вибро-ударостойкой конструк-. ции спектрометра.Цель изобретения - упрощение конструкции спектрометра.Цель достигается тем, что в сцинтилляционном спектрометре фотонов, содержащем основной и защитный блоки детектирования и пассивную защиту, причем основной блок содержит неорганический кристалн в свето- и влагоэа" щищенном корпусе и фотоумножитель, а защитный - защитный сцинтиллятор, выполненный в виде замкнутого контейнера, имеющего крышку, и, по крайней мере, два фотоэлектрониьц умножителя, блоки детектирования установлены и закреплены на общем основании, а внутри защитного сцинтиллятора установлен указанный неорганический кристалл таким образом, что оптический контакт его со своим фотоэлектронным умножителем происходит только через крышку контейнера, а остальная часть укаэанного контейнера связана оптически с5897016фотоэлектронным умножителем защитного цев 5, 6 и шпилек 7. Верхняя частьблока. Кроме того, крышка защитного 8 защитного сциитиллятора окружаетсцинтиллятора механически соединена (.защищает) основной сцинтиллятор 1герметично с .Указанным корпусом и рп-. с остальных направлений и оптическитически с самим кристаллом, связана толико с ФЭУ 9,защитного блока. Механическое крепление верхнейПредлагаемый сцинтилляционный спек- части 8 защитного сцинтиллятора к острометр фотонов позволяет проводить нованию осущованию осуществлено через прокладкудетектирование фотонов в телесном уг 10 пассивной й 11,лу, близком к 4 М, при этом ослабле- , щите механичещите механически закреплены ФЭУ 9 зание света от основного сцинтиллятора щитного сцинщитного сцинтиллятора. К нижней частине пРоисходит из-за лУчшего оптичес- основани 4основания крепится пассивная защитакого контакта между основным сцинтил С внутренн йвнутренне стороны защитноголятором, нижней частью защитного сцинтиллятора 8 расположена световаясцинтиллятора и основным ФЭУ, что защита 13 Электрические соединенияпозволяет повысить эффективность Ре- ФЭу с электроин йс электронно частью схемы 4 осугиетрации фотонного излучения, ществлены гибкиществлены ги кими кабелями.Механическое соединение элементов На фиг. 2 основной кристалл 1 опосновного и защитного блоков детекти тически соединен с крышкой 2 эащитнорования, размещение только основногого блока и заключен в упаковку, кокристалла в. защитном сцинтнлляторе в торая содержит основание 15, фланецпредлагаемом устройстве позволяет уп и дно 7. Прокладки 18 и 19 слу"ростить конструкцию, технологию изго- жат для герметизации, 20 - слой отратовления, уменьшить габариты, массу, 25 жающего вещества.стоимость изготовления и обеспечить Крепление кристалла к основанию 4светосбор,с защитного сцинтиллятора происходит через основание 15, креплеменьшим количеством ФЭУ. ние верхней части защитного сцинтилляТак, например, при применении из- тора 8 - с помощью пассивной защиты 11.вестной конструкции спектрометра фото-З 0 Использование предлагаемого устройнов, имеющего основной кристалл с га" ства обеспечивает по сравнению с пробаритными размерами 60 х 100 мм и ФЭУ- тотипом значительное упрощение его49 светосбо с за тногр ащитного сцинтилля- конструкции, технологию изготовления,тора осуществлен восемью ФЭУ, В пред- уменьшение габаритов и массы и сокралагаемом устройстве светосбор с защит" щение количества защ тных ФЭУ35и по сравного сцинтиллятора осуществлен двумя нению с известными конструкциям Ти, ак,например, в изготовленном спектрометреНа фиг.схематически пРедставлен фотонов с кристаллом Сз 1 (Т 1) 160 хпредлагаемый сцинтилляционный спектро- х 100 мм и ФЭУмасса уменьшается наметр фотонов; на фиг. 2 " то же, ва 40-50 Ж. а количество защитных ФЭУ - вриант выполиеиия. 4 раза,Устройство содержит основной неор- Выполнение детектора предложеннымганический кристалл 1 в стандартной образом позволяет, помимо упрощениясвето" и влагоэащищениой упаковке, конструкции, улучшить светосбор и сопомещеннцй в замкнутый защитный сцин ответственно эффективность детектора,тиллятор. Защитный сциитиллятор кон- поскольку отпадает необходимость заструктивно состоит из двух цилиндри- крывать окно корпуса кристалла стекческих частей, входящих одна в другую, лом.Нижн яя часть (крышкау 2,установлена Кроме того, улучшаются его техномежду основкым кристалломк фотока О логические характеристики, что удешевтодом основного ФЗУ 3, и оптически ляет его изготовление, так как детексвяэана с мими. Механическое крепле- тор является самостоятельным блоком иние к исталеа .1 к ьр алл ., крьвки 2, защитного может быть собран просто с использова сцинтиллятора и основного ФЗУ 3 к ос- вием стандартных сциитиллем стандартных сциитилляторов в упанованию 4 осуществлено с помощью флаи- ковке55,