Детектор ионизирующего излучения

ЕТСКИХТИЧЕСКИ СОЮ СОЦИ 09) 11 А 7 РЕСПУБЛИ 4 С 01 т 1 У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56)Петушков А.А, Полдетекторы ядерных излне и биологии. М,: Мес,58,Дозиметричеекие иприборы. Каталог, М,:с,38-40,бластях народ истрации этих го хозяйств идов излуче ля ре ия, а яженн 9рюков, А,В,Ли такж тронов и за обретения я света, не Целью и ние чувстаст яется расши тельности повыш ние э ого диапазона регис в сторону мягкой об содержит сцинтилляергетиче иэлучени Детекто рации ласти роводниковые енин в медици ицина, 1976,амеру с входным окым в ней фотоприемр и вакуумную к м и расположенн ком. В качестве дного окна игдиометричес НИИАИ, 1985 полненньп оруатера в сцинтилл-стойког польэо из вак ала, Испольачестве интил ван одн тер(54) ДЕТЕКТОР ИОНИЗИРУКР 1 ЕГО ИЗЛУЧЕ (57) Изобретение относится к техни измерения интенсивности и энергии гамма- и рентгеновского излучения может быть использовано в различных ьшить оляет окна поза выходетерн в мя входе сц интил ятора, аасти излчора. 6 э.п. кой такж чения н ф-лы, 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИзобретение относится к технике измерения интенсивности и энергии гамма - и рентгеновского излучения и может быть использовано в различных5 областях народного хозяйства для регистрации этих видов,Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона регистрируемого излучения в сторону мягкой области.Сущность изобретения заключается в том, что в детекторе ионизирующего излучения, содержащем сцинтиллятор и вакуумную камеру с входным ок ном и расположенным в ней фотоприемриале входного окна и в переходахсцинтиллятор - соединяющее веществовходное окно (имеющие место в известном детекторе), что приводит к обеспечению поставленной цели. Выполнениесцинтиллятора из вакуум-стойкого материала позволяет технически реализовать использование сцинтиллятора в 30качестве входного окна. За счет использования в качестве входного окна сцинтиллятора устранены потери излучения на входе и на выходе сцинтиллятора одновременно,При использовании изобретения получают следующие результаты:Повышение чувствительности в направлении входа детектора, что обеспечивается волоконной структурой сцицтиллятора, имеющего при такой конструкции малую чувствительность к потоку излучения, поступающему под углом, относительно направления входа детектора, Уменьшение влияния этого потока приводит к повышению 40 чувствительности к потоку, поступающему в направлении, входа детектора. Вакуум-плотность всего сцинтиллятора обеспечивается заполнением промежутков между волокнами вакуум-стойким50 материалом.Повышение чувствительности, которое достигается тем, что фотокатод расположен на внутренней торцевой поверхности сцинтиллятора. Чувствительность повышается при этом за счет максимального приближения фотокатода к сцинтиллятору. пиком, в качестве входного окна использован сцинтиллятор, выполненный, из вакуум-стойкого материала,Использование сцинтиллятора в ка честве входного окна устраняет потери интенсивности излучения в матеПовышение чувствительности, чтообеспечивается использованием в качестве электронного умножителя не менее одной пластины МКП (микроканальной), Увеличение чувствительности обусловлено повышением полноты сбора фотоэлектронов за счет приближения МКП к сцинтиллятору; более равномерной чувствительностью МКП по всей ее площади (по сравнению с диодной системой известного детектора); использованием сборки МКП при необ; ходимости увеличения коэффициента усиления электронного умножителя.Повышение чувствительности, которое достигается тем, что фотокатод расположен на входной поверхности МКП, имеющей множество входов в микроканалы. В этом случае поверхность фотокатода больше сечения МКП, так как материал фотокатода частично расположен в начальной части каналов. Кроме того, в этом случае возможно использование материала фотокатода, например АВ, непрозрачного к свету и имеющего больший коэффициент преобразования, чем прозрачные, например сурьмяно-цезиевые фотокатоды, которые располагают перед электронным умножителем.Расширение диапазона регистрации излучения вплоть до инфракрасной части спектра и повышение быстродействия. Эта цель обеспечивается тем, что в качестве сцинтиллятора использован ВаГ, который эффективно регистрирует излучение в диапазоне от жесткой гамма-области до ультрафиолетовой части спектра, а также пропускает световое и инфракрасное излучение. Быстродействие увеличивается за счет использования быстрой ультрафиолетовой компоненты ВаГ (со временем высвечивания менее 1 нс), эффективно воздействующей на МКП, имеющей задержку в пикосекундном диапазоне. Быстродействие детектора определяется временем высвечивания ВаГ . Увеличение чувствительности благодаря использованию в качестве сцинтиллятора ВСеО имеющего плотность 7,2.Увеличение эффективной регистрации нейтронов, что обеспечивается за счет использования в качестве сцинтиллятора .Г.Повышение точности регистрации,что достигается благодаря тому, чтосечение сцинтиллятора имеет форму,подобную сечению регистрируемого по 5тока излучения, представляющего собойпрямоугольник, пятиугольник, шестиугольник.На чертеже изображен предложенныйдетектор. 1 ОДетектор содержит сцинтилляторвакуумную камеру 2, фотоприемник 3,состоящий из фотокатода 4, электронного умножителя 5 и узла 6 регистрации электронов, Вакуумная камера необходима для обеспечения условий работы фотоприемника. Герметичностьвакуумной камеры обеспечивается тем,что сцинтиллятор вплотную примыкаетк оболочке вакуумной камеры и имеет 2 Ос ней вакуумное плотное соединение,например, с помощью высокочастотнойили лазерной сварки.Фотоприемник требуется для преобразования света или ультрафиолетового излучения в электроны, их умножения и регистрации. Электронный умножитель может содержать МКП, диноднуюсистему и др.фотокатод может быть расположен на внутренней торцевой поверхности сцинтиллятора на входнойповерхности МКП или между сцинтиллятором и МКП. Узел регистрацииэлектронов может иметь различныеконструкции, обеспечивающие сбор ирегистрацию электронов, поступающихс электронного умножителя.Детектор работает следующим образом,Поток входного излучения или частиц поступает на вход сцинтиллятора,преобразуется в свет, воздействующийна фотокатод. Поток электронов, вылетающих с фотокатода, усиливается спомощью электронного умножителя и 45поступает на узел регистрации электронов. Использование изобретения позволяет увеличить чувствительность детектора примерно в 3,5 раза; расширить диапазон эффективной регистрации в жесткой и мягкой гамма-области, а также света в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях, 55 спектра при использовании в качестве входного окна ВаГ ; в жесткой и мягкой гамма-области, а также в области видимого света при использовании в качестве входного окна В 1,Се,О;нейтронов и видимого света при исп,- тании 1 Г.Широкий диапазон работы детектора допускает одновременную регистрацию излучений различных видов, например жесткого гамма-излучения и света, а также других комбинаций. Быстродействие детектора при использовании МКП и сцинтиллятора из ВаГ повышается примерно в 250 раз (время высвечи.вания ВаГ с 1 нс).Формула изобретения1. Детектор ионизирующего излучения, содержащий сцинтиллятор и вакуумную камеру с входным окном и расположенным в ней фотоприемником, содержащим фотокатод, электронный умножитель и узел регистрации электронов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения энергетического диапазона регистрации излучения в сторону мягкой области, в качестве входного окна использован сцинтиллятор, выполненный иэ вакуум-стойкого материала.2, Детектор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сцинтиллятор выполнен иэ волокон, промежутки между которыми заполнены вакуум-стойким материалом, обеспечивая вакуум-плотность сцинтиллятора.3, Детектор по пп.и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что фотокатод расположен на внутренней торцовой поверхности сцинтиллятора.4. Детектор по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что электронный умножитель содержит не менее одной микроканальной пластины (МКП),5. Детектор по п.4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что фотокатод расположен на входной поверхности МКП.6, Детектор по пп.1-5, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что в качестве сцинтиллятора использованы материалы из группы: ВаГг, В 16 е О,г 1.1,7. Детектор по пп.1-6, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что сечениесцинтиллятора имеет форму, подобную сечению регистрируемого потока иэлу чения, представляющего собой прямоугольник, либо пятиугольник, либо шестиугольник.13 95 Составитель В.ДрыгинТехред Л,Кравчук Корректор И,Муска Редактор В.Данко Заказ 979/49 Тираж 522 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г,ужгород, ул.,Проектная, 4