Устройство для формирования спектрометрического импульса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА по авТо сво № 272445,,о тличающее с я тем, что, с целью повышения точности в условиях непостоянства дозы облучения и температуры окружающей среды, в него введены последовательно соединенные элемент задержки , дополнительный электронный ключ, интегратор и генератор тока, причем вход элемента задержки и выход генератора тока подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, а управляющий вход дополнительного электронного ключа соединен с вторым выходом блока управления ,

СО)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВ Е Н Н О Е ПАТЕ НТН О Е

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (61) 272445 (21) 3468464/25 (22) 99.07„82 (46) 23„02,93„ Бюл„ t 7 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском .политехническом институте им. С.M.Кирова (72) Н.И.Башкиров и Г.П,Цапко (56) Авторское свидетельство СССР

V 272445, кл. Н 01 Л 49/00, 1968. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СПЕКТРОМЕТРИчЕСКОГО ИМПУЛЪСА по авт.

Изобретение относится к экспериментальной ядерной Физике и радиоизотопному приборостроению и может быть использовано при сцинтилляционном методе регистрации гамма- и рентгеновского излучения.

В основном изобретении по авт. св, Г 272445 описано устройство для формирования спектрометрического импульса, содержащее сцинтиллятор и

Фотоэлектронный умножитель, к аноду которого подсоединен электронный ключ, управляемый сигналом от управляемой схемы, соединенной с последним диодом Фотоэлектронного умножителя.

Недостатком известного устройства является невысокая точность Формирования спектрометрического импульса, обусловленная сдвигом нулево". го уровня вследствие ненулевого зна" чения порога срабатывания схемы уп» . Ж, 1067976 А2 (si>s Н О1 .! 49/00; Г О1 Т 1/36 св. Р 272445,,о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности в условиях непостоянства дозы облучения и температуры окружающей среды, в него введены последовательно соединенные элемент задержки, дополнительный электронный ключ, интегратор и генератор тока,. причем вход элемента задержки и вы.ход генератора тока подключены к аноду Фотоэлектронного умножителя, а управляющий вход дополнительного электронного ключа соединен с вторым выходом блока управления. равления, а также изменением уровня светозапасания и величины постоянных времени медленных компонентов вы-, = свечивания сцинтиллятора, зависящих от мощности дозы облучения, продолжительности облучения и температуры окружающей среды. (Целью дополнительного изобретения является повышение точности Формирования спектрометрического импульса, 4 в условиях непостоянства дозы облу- 0 чения и температуры окружающей среды, Поставленная цель достигается тем, что в устройство.для Формиро- . Ю вания спектрометрического импульса, содержащее сцинтиллятор и Фотоэлектронный умножитель, .к аноду которого подсоединен электронный ключ, управляемый сигналом от блока управления, соединенного . входом с последним диодом Фотоэлектронного умножителя, 1 О67076.г. л ны последовательно соединенные э т; "- т задержки, дополнительный

"->локтронный ключ, интегратор и геплтор тока, причем вход элемента задержки и выход генератора тока подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, а управляющий вход дополнительного электронного ключа соединен с вторым входом блока упрлвления, Нл ертеже дэна схема предложенного устройства.

Устройство для формирования спектрометрического импульса содержит 15 сцинтиллятор 1, оптически соединенный с фотоэлектронным умножителем 2, выход которого соединен с RC-нагрузкой 3, с входами нормально открытого основного электронного ключа 4, 2О блока управления > и элемента задержки 6, подключенного выходом через последовательно соединенные дополнительный электронный ключ интегратор 8 и генератор тока 9 к вы- 5 ходу фстоэлектронного умножителя 2„

Устройство работает следующим образом,.

R результате взаимодействия гамма- Зо кванта со сцинтилляционным кристаллом сцинтиллятора 1 на выходе фотоэлектронного умножителя 2 появляется импульс тока экспоненциальной формы, который преобразуется на RC-нагрузке 3 B импульс напряжения„ Если амплитуда импульса напряжения превышает порог срабатывания блока управления 5, то c его первого выхода выдается сигнал, под действием которого электронный ключ 7 запирается, Через промежуток времени с момента запирания электронного ключа 7 с второго выхода блока управления 5 выдается сигнал, под действием которого отпирается электронный ключ 4. Это приводит к разряду через малое внутреннее сопротивление электронного ключа 4 емкости RCнагрузки 3, Через промежуток времени t, равный интервалу времени от

1 момента отпирания электронного ключа

4 до полного разряда емкости RC-нагрузки 3, сигналами с первого и второго выходов блока управления 5, электронный ключ 7 отпирается, а электронный ключ 4 запирается. На этом цикл формирования спектрометрического импульса заканчивается.

Однако, кроме импульсов тока, вызь>ваемых быстрыми компонентами высвечивания сцинтиллятора, на выходе фо.тоэлектронного умножителя 2 могут присутствовать составляющие выходного тока от медленных компонентов высвечивания сцинтиллятора 1, а также составляющие, вызванные светозапасанием (термостимулированной люминесценцией) сцинтиллятора, Так, например, для кристаллов NaI(T1) при постоянной времени быстрой составляюц<ей порядка 250.нс, постоянная времени медленных компонентов может изменяться от несколько миллисекунд до единиц минут, а постоянная времени светозапасания может достигать насколько десятков часов, Паразитный ток может вызывать сдвиг нулевого уровня сигнала va RCнагрузке 3 и приводить к погрешности формирования спектрометрического импульса. Кроме того, сигналы, амплитуда которых не превышает порога срабатывания блока управления 5, при повышенных скоростях счета могут также приводить к сдвигу Нуля и, соответственно, к погрешности устройства„

Уменьшает данную погрешность цепь коррекции, состоящая из последовательно соединенных элемента задержки

6, нормально открытого электронного ключа 7, интегратора 8 и генератора тока 9, В то время когда на выходе сцинтиллятора 1 отсутствуют импульсы тока быстрой компоненты, превышающие порог срабатывания блока управления 5, паразитный ток с выхода фотоэлектронного умно>кителя 2 через элемент задержки 6 и нормально открытый электронный ключ 7 поступает на интегратор 8. Выходной сигнал интегратора 8 преобразуется генератором тока 9 в ток, равный по величине и противоположный по направлению паразитному току сцинтиллятора 1, и компенсирует его.

При появлении íà RC-нагрузке 3 импульса напряжения от быстрой компоненты высвечивания сцинтиллятора с амплитудой, достаточной для срабатывания блока управления 5, электронный ключ 7 запирается и отклю> чает вход интегратора 8 от элемента за" держки 6. Время задержки элемента задержки 6 выбирается равным или несколько

Постоянные составляющие компонент паразитного тока значительно превышают постоянную времени высвечивания быстрой компоненты, поэтому за время формирования спектрометрического

Составитель

Редактор Л.Письман Техред М.Моргентал

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1098 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5,Производственно-издательский комбинат "Патент", г„ Ужгород, ул, Гагарина, 101

5 10679 большим суммарному времени от момента появления импульса тока быстрой компоненты до момента запирания электронного ключа 7, что предотвращает попадание тока быстрой компоненты на интегратор 8.

Интегратор 8 после запирания электронного ключа 7 переходит в режим хранения накопленного заряда, а генератор тока 9 в момент формирования спектрометрического импульса вычитает из тока, протекающего в анодной цепи умножителя 2, ток, равный паразитному току, протекавшему в цепи 15 его анода до момента появления тока быстрой компоненты.

7 б импульса величина компенсирующего тока генератора тока 9 практически равна паразитному току, протекающему в момент формирования спектрометрического импульса, Этим обеспечивается компенсация сдвига нулевого уровня и уменьшение погрешности формирования спектрометрического импульса, вызываемой сдвигом нулевого уровня..

Использование изобретения обеспечивает снижение на 50-603 погрешнос, ти формирования спектрометрического импульса в условиях непостоянства дозы облучения и колебаний температуры окружающей среды в диапазоне от -50 до -50 С. Кроме того, отпадает необходимость вмешательства оператора с целью периодической калибровки устройства при непостоянстве дозы облучения и температуры окружающей среды.