Детектор заряженных частиц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПАТЕНТУ ЬЭ О Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(7) Военная академия имфЭДзержинского(73) Радаев Николай Николаевич(54) ДЕТЕКТОР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ(57) Изобретение относится к ядерному приборостроению, в чааности к приборам для регистрациизаряженных частиц, и позволяет повысить точностьзадания энергетических порогов чувствительностиза счет повькиения точности ориентации относительно мононаправленного источника излучения.Сущность изобретения: детектор содержит блокдетектирования. Размещенный в корпусе с апертурным окном и включающий детектирующие эле 09) Ю 1 ц 2 Ж 1412 ),1(51) менть расположенные параптепьно друг другу и чередующиеся со слоями поглотитепа 8 детектор введены двухстепенный подвес соединенный с двумя следящюи приводами в коором жестко закреплен корпус, система ориентации, выктхочающая датчик ориентации, размещенные в блоют детектирования выходы которых соединены через усилительно-преобразующее устройство с управляющими входами двух следящих приводов, механически связанных с соответствующими осями двухстепенного подвеса Датчики ориентации выполнен в виде двух двумерных попупроводниковых координатно-чувствительных детекторов, расположенных в блоке детектирования параллельно слоям поглотителя, 1 зл ф-пц 3 иа5 1 О 15 20 Изобретение относится к ядерному приборостроению, в частности, к приборам для детектирования ионизирующих излучений, и может быть использовано для измерения плотности потока заряженных частиц.Известен детектор заряженных частиц, содержащий блок детектирования (БД), включающий комбинацию и детектирующих элементов (ДЭ) и и поглотителей, вводимых на пути прохождения частиц через ДЭ для задания необходимых энергетических порогов чувствительности этих элементов, Недостатком детектора является низкая точность регистрации угловых распределений потоков заряженных частиц,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является детектор заряженных частиц, содержащий БД, включающий комбинацию и и ДЭ и и слоев поглотителя, размещенный в корпусе, выполняющем функции защиты от фоновых излучений, с апертурным окном,Недостатком прототипа является низ.кая точность задания энергетических поро. гов чувствительности ДЭ из-за большой погрешности в ориентации БД относительно мононаправленного источник 3 излучения, если последняя априори неизвестна либо изменяется во времени,Цевью изобретения является повышение точности задания энергетических порогов чувствительности ДЭ эа счет повышения точности ориентации БД относительно мононапраеленного источника излучения путем адаптивного сканирования БД.Укаэанная цель достигается тем, что в известном детекторе заряженных частиц, содержащем БД, размещенный в корпусе с апертурным окном, и включающий комбинацию и ДЭ и и слоев поглотителя, введены двухстепенной подвес, в котором жестко закреплен корпус, и система ориентации относительно источника излучения, включающая систему датчиков ориентации, электрически соединенную через усилительно-преобразующее устройство (УПУ) с управляющими входами первого и второго следящих приводов (СП), механически связанных с соответствующими осями двухстепенного подвеса, система датчиков ориентации включает первый и второй двумерные координатно-чувствительные детекторы ДКЧД, размещенные е блоке детектирования параллельно слоям поглотителя, выходы которых электрически соединены с соответствующими входами УПУ,На фиг. 1 изображена функциональнаясхема детектора; на фиг. 2 - кинематическая 25 30 35 40 45 50 55 схема детектора; на фиг. 3 - схема взаимного расположения БД и источника излучения.Детектор содержит (см. фиг, 1) корпус 1с апертурным окном 2. БД 3, включающий и детектирующих элементов 4 и и слоев поглотителя 5, систему датчиков ориентации, включающую первый 6 и второй 7 ДКЧД, чувствительные поверхности которых размещены параллельно слоям поглотителя, УПУ 8, первый 9 и второй 10 СП, двухстепенной подвес 11 (см, фиг. 2). В качестве СП 9 и 10 могут быть использованы следящие электропроводы с шаговыми двигателями. В качестве ДКЧД 6 и 7 могут быть использованы двумерные полупроводниковые координатно-чувстеительные детекторы. Расстояние между первым 6 и вторым 7 ДКЧД выбирается из условия обеспечения заданной точности ориентации. Расчетные соотношения приведены, ниже. В качестве УПУ может быть использована аналоговая вычислительная машина.Детектор работает следующим образом.Перед началом работы проводится первоначальная грубая ориентация БД 3 относительно предлагаемого местоположения источника излучения, обеспечивающая точность ориентации на уровне прототипа. При правильной ориентации заряженные частицы через апертурное окно 2 попадают в БД и пересекают чувствительные поверхности обоих ДКЧД 6 и 7 (см, фиг, 3). После этого дальнейший процесс ориентации проходит е автоматическом режиме до достижения требуемой точности.Для описания этого процесса ведем систему координат оку (см. фиг, 3), связанную с блоком детектирования 3 таким образом, что чувствительные поверхности детектирующих элементов, ДКЧД и слоев поглотителя параллельны плоскости хоу, оси ох и оу совпадают с осями подееса 11. а ось ог - с продольной осью БД 3, Тогда максимальная точность достигается в том случае, когда плоскость хоу перпендикулярна направлению на источник излучения, а ось ол совпадает с ним.Направление на источник излучения определяется радиус вектором г, ориентация которого относительно системы координат охуг, связанный с блоком детектирования, определяется направляющими косинусами.Для решаемой задачи достаточно определения двух направляющих косинусовХ 2 х 1соэ а -дсов /3 = -ф - "-.д2001417 е а-а а,а - расстояние между ДКЧД,В процессе ориентации первыйрой 7 ДКЧД измеряют координатпадения заряженных частиц, инфоркоторых поступает нв УПУ 8. УПУ 8 изует полученные данные и выдает вмута 9 и СП угла места 10 сир рц ональные углам а = -ы а и ф характериз би вто- .ы точек 5мация ореобрааэиалы, - а,и уют отльной оси БД отения на источниа соответствующт ычисляютс диус.векизлучения 15 е коордио очевидиив иям: 2 - х ссо 2 Удвеличины и полярноУ 8 сигналов первыйбатывают управляю ф = -- агссоз2В зависимости о сти поступающих с У 9 и второй 10 СП выр Л.С. Хазанов осмосе. М щеиные в блоке детектирования. выходы которых соединены через усилительнопреобраэуащее устройство с управляющими входами двух следящих приводов, механически связанных с соответствующими осями двухстепенного подвеса.2. Деекжр но п,1, отличающийся тем, что двтчики ориентации выполнены в виде двух двумерных, полупроводниковых координаяо.чувствительных детекторов, распеложенимх в блоке детектированияпараллельно слоям поглотителя. Формула изобретения 1. детектор здряженных чдстиц, содержащий блок детектирования, размещенный в корпусе с апертурным окном и включающий детектирующие элементы, расположенные параллельно друг другу и чередующиеся со слоями поглотителя, отличающийся тем, что в него введены двухстепенной подвес, соединенный с двумя следящими приводами, в котором жестко закреплен корпус, система ориентации, включающая датчики ориентации, размегр = - " -ф. Угл2клонение продотора г направлв проекциях ннатные плоскосным соотношенЛа = -- а2 щие моменты М и Мт относительно координатных осей ах и оу, прикладываемые к соответствующим осям двухстепенного подвеса 11. Оси поворачиваются, измеряя ориентацию закрепленного в подвесе 11 корпуса 1 совместно с БД 3 относительно источникз излучения таким оь,"вэом, чтобы ф .+ 0 и а .+О соответственно, При нормальном падении частиц на плоскость хоу аи Р О, а ось ог совмещается с направлением на источник излучения. Выдача управляющих сигналов на СП 9 и 10 прекращается. БД 3 из меряет характеристикьгполя заряженных частиц с максимальной точностью,Таким образом, точность задания нергетических порОгов чувствительности лагодаря использованию заявляемого тех. ического решения повышается на 30.2001417 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Редактор Н,СеменоваЗаказ 3127 Составитель Т.ГорчаковаТехред М.Моргентал Корректор С,Шекмар Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035. Москва. Ж. Раушская наб 4/5