Способ стабилизации энергетической шкалы спектрометра ионизирующих излучений полевого типа и устройство для его осуществления

 

Использование: в области ядерного приборостроения в ядерных геофизических приборах для анализа вещества в полевых условиях. Сущность изобретения: используют реперный источник низкой активности для измерения сигнала, при помощи которого управляют коэффициентом преобразования спектрометра, разделяют по времени режима стабилизации и измерения, и при переходе от режима стабилизации к режиму измерения изменяют коэффициент преобразования спектрометра. В режиме стабилизации , задаваемом блоков 15, ключи 7 и 10 замкнуты, а ключи 8 и 1,1 разомкнуты; Электрические импульсы От: рёперного McV точника с нагрузкойi R| Г1 е йлйтёйя накапливаютея в $iioi&:w Gtfto cuitiaije коррекции коэффициента преобразования 12, кртбрШ прй Изменяет Коэффициент усиЛи ля 94 Ьод ержиёа об щйй коэффицйенг 11| 6|эаэ6ваййй сцийтиллятор - фЭУ,. pfaenb ti &si4&boi(ii .2 c::;iii :i :tin. 00 о а: СА) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК

„„5U„„1807438 А1 (si)s G 01 V 5/00, 6 01 Т 1/40

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ. СССР) @я ;4:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4876372/25 (57) Использование: в области ядерного (22) 17.09,90 . приборостроения в ядерных геофизических (46) 07.04;93, Бюл.N 13 приборах для анализа вещества в полевых (71) Союзный научно-исследовательский ин- условиях. Сущность изобретения: используститут.приборостроения . . ют реперный источник низкой активности (72) С,А.Балдин для измерения сигнала, при помощи которо(56) Аншаков А.М. и др. Стабилизация сцин- ro управляют коэффициентом преобразоватилляционного спектрометра рассеянного ния спектрометра. разделяют по времени излучения ниэкоэнергетического гамма-из- режима стабилизации и измерения, и при лучения ПТЭ, 1982, N 6, с.77, . переходе от режима стабилизации к режиму

BIack I.L etc Методика автоматической измерения изменяют коэффициент преобстабилизации усиления сцинтилляционных раэования спектрометра. В режиме стабиспектров NIM, 1964, ч.31, N. 2, с,325. лизации, задаваемом блоков 15, ключи 7 и

Заявка Франции %2077483, 10 замкнуты, а ключи 8 и 11 разомкнуты, кл, G 01 У 5/00, 1971. Электрические импульсы от. реперного йс-. З

Патент США N. 4433240, точника снагрузкой,,.й1+.R2 предусилителя кл. G 01 Y 5/00. 1984,: накапливаются. в блоке выработки сйгйада коррекции козффициента преобразования С (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИ- " .12, который при . неИбхофимостй изМемяет

ЧЕСКОЙ ШКАЛЫ СПЕКТРОМЕТРА ИОНИ- " коэффициент усилителя 9; поддерживая обЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ПОЛЕВОГО:: щйй коЭффициейт-йрЕОбраЗОааНИя СцИн"

ТИПА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТ-:- тиллятор - ФЭУ - усилитель е неизмбййоМ

ВЛЕНИЯ . ; ..-. :., . виде . 2 с.цф-аы, 1 йл .

Ю с, где Естаэ. — энергия излучения гамма-репера;

3 . 1807438 4

Изобретение относится к области ядер- сле выполнения стабилизации спектрометр ного приборостроения и может быть ис- . переключают в режим измерения, одноврепользовано в ядерных геофизических менно уменьшая коэффициент преобразоприборах полевого назначения для анализа вания, например, коэффициент усиления, в состава вещества, - 5 45 раз, Это означает, что пик распределения

Цель изобретения — повышение надеж- реперного источника оказывается вне рабоности .стабилизации в условиях работы чего диапазона, т,е. ниже 0,1 МэВ, à исслеспектрометра на нерадиоактивных средах. дуемое излучение регйстрируется .на

Способ осуществляется следующим об- стабилизированной энергетической шкале в разом. -: . - 10 диапазоне 0,1-3,0 МэВ, После выключения

В режиме стабилизации спектрометра режима измерения процесс стабилизации блок детектирования постоянно облучают повторяется. йзлучением реперного источника, имеюще- . Для реализации способа предложейо го энергию, например, тамма-квантов мень-» устройство, позволяющее улучшить эксплу: uie. нижней гранйцй. рабочего диапазона "5 атационные характеристики спектрометра, спектрометра. Коэффициент преобраэова- В устройство .стабилизации, содержания спектрометрического тракта выбирают " щее реперный источник ионйзирующего изтакой величины; чтобы пик амплитудного .. лучения,детекторизлучения,регулируемый распределения от репера находился вблизи усилитель, блок коррекции коэффициента

- верхней границы рабочего диапазона, что 20 преобразования,анализаторймйульсов,до: необходимо для осуществления стабилиза- полнительно введены резистор, образуюции.. В результате энергетическая шкала щий при последовательном соединении с спектрометра фиксируется в требуемом . выходным резистором делитель напряжемасштабе. При переключении из режйма . ййя, входные и выходные ключи, пороговое стабилизации S режим измерения исследу- 25 устройство, блок включения — вйключения емого спектра уменьшают коэффициент... режимовстабилизации и измерений. преобразованйя таким образом, чтобы пик . На чертеже показано предлагаемое ус- амйлйтудйого расйределения от реперного тройство, - источника оказался ниже нижней границы Устройство содержит реперный источрабочего диапазона; .. -::: : . -: 30. ник излучения 1, детектор излучения 2, ФЭУ

Амплитудный спектр исследуемого из- . 3, предусилитель 4 с последовательно лучения измеряют e рабочем диапазоне включенными резисторами нагрузки Rj 5 и спектрометра, в границах которого уже не . Rz 6, входные ключи 7 и 8, соединенные

-- содержится мешающее амплитудное pac- - с входом усилителя 9 с регулируемым пределение от рейерного источника, 35 коэффициентом усиления, и вйходные

Последующее выключение режима иэ- ключи 10 и,11, подключенные к выходу мерения одновременно включает режим усилителя 9, блок 12 корреляции коэффи" стабилизации, при котором коэффициент циента преобразования; через который преобразования спектрометра возвращает- ключ 10 соединен с вторым входом усилитеся к исходной величине, и вновь происходит 40 ля 9, пороговое устройство 13, через котостабилизация энергетической шкалы, рое ключ 11 соединен с анализатором 14, и

Таким образом, .предлагаемый способ блок 15 включения — выключения режимов позволяет. применить для стабилизации измерения и стабилизации, с выходами ко: ризкоэйергетический.реперный источник, торого попарно соединены управляющие что приводит к уменьшению весогабарит- 45 выходы ключей 7 и 10,8 и 11. ных характеристик спектрометра и упроще- Устройство работает следующим обранию его применения в полевых условиях. зом.:

Пример. Необходимо стабилизиро- Гамма-кванты реперного источника 1, вать гамма-спектрометр с рабочим диапа- регистрируемые детектором 2, ФЭУ 3 презоном 0,1-3,0 МэВ. Выбираем в качестве 50 образуют в электрические сигналы пропорреперного источника америций-241 с циональной амплитуды, которые через энергией гамма-квантов 0,06 МэВ, т;е. ни- предусилитель 4 подаются на омическую неже нижней границы рабочего диапазона. грузкуотрезистора5и6, причем

Устанавливаем коэффициент преобразования спектрометра равным 45, Это означает, 55 R2 Е„-„б.

) что излучение 0,06 МэВ на шкале спект- R1+ R2 Еспектр. рометра в режиме стабилизации будет располагаться в точке, соответствующей энергии 0,06x45=2,7 МэВ, что и требуется для эффективной стабилизации шкалы. По1807438

Ecnex p. — верхняя граница рабочего ди- диационная безопасность обслуживающего апазона спектрометра или энергия в иссле- персонала. дуемом спектре, относительно которой Формула изобретения осуществляется стабилизация. 1, Способ стабилизации энергетичеВ режиме стабилизации, задаваемом 5 ской шкалы спектрометра ионизирующих блоком 15, ключи 7 и 10; а ключи излучений полевого типа, включающий из8 и 11 — разомкнуты. Электрические им- мерение исследуемого спектра с заданным пульсы, возникающие от гамма-квантов коэффициентов преобразования, регистреперного источника, с нагрузки R1 + И2 рацию в режиме стабилизации излучения предусилителя, через ключ 7, усилитель 9, 10 реперного источника с энергией, не превыключ 10, накапливаются в блоке 12 коррек- шающей энергию нижней границы рабочего ции коэффициента преобразования, кото- энергетического диапазона спектрометра, рый при возникновении изменения этого выработкусигнала рассогласования, в сооткоэффициента (например, при изменении ветствии с которым осуществляют управлетемпературы окружающей среды}изменяет 15 ние коэффициентом преобразования коэффициент усиления усилителя 9, поддер- снектрометрического тракта, о т л и ч а юживая,таким образом,общий коэффициент шийся тем, что, с целью повышения преобразования — сцинтиллятор — ФЭУ вЂ” надежности стабилизации в условиях рабоусилитель — в неизменном виде. ты спектрометра на нерадиоактивных среПри переключении блока 15 в режим 20 дах, осуществляют временное разделение измерения исследуемого спектра ключи 7 и режимов стабилизации и измерения, при

10 размыкаются, а 8 и 11 — замыкаются, При этом при переходе к режиму стабилизации этом, импульсы с предусилителя 4 поступа- устанавливают величину коэффициента ют на усилитель 9 не полной йагрузкой преобразования из условия трансформации

Rq+Rz,асделителя,образованногой1ий2, 25. пика амплитудного распределения от реуменьшенные по ампли де е Rz à парного источниха е область аерхнеи граниRz+Rz раа цы рабочего диапааона энергий т.е., именно во столько раз, чтобы амплиту- спектрометра, а при возврате в режим измеда импульсов реперного источника стала рения вновьизменяюткоэффициентпреобменьше нижней границы рабочего диапазо- Э0 разования, : на, а йсследуемое измерение уложилось 2.Устройстводлястабилизацииэнерполностью в этот диапазон. Тем самым гетической шкалы спектрометра ионизиэлектрические импульсы исследуемого из- рующих излучений полевого типа, . лучения, снимаемые с резистора нагрузки содержащего, реперный источник ионизиR2 6 через ключ 8, усилитель 9, ключ 11, 5 рующего излучения, соединенные последопороговое устройство 13, задающее ниж- . вательно детектор излучения с выходным нкпо границу рабочего диапазона, поступа-. резистором, регулируемый усилитель и блок . ют на анализатор 14, где HGKBAnutâàtoòcÿ и коррекциикоэффициента преобразования с обрабатываютсятребуемымобразом, . обратной связью на регулируемый усилиПосле набора искомого спектра блок 15 40 тель, а также содержащее анализатор имвыключает режим измерения,одновремен- . пульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что но включая режим стабилизации, и процесс последовательно с выходным резистором повторяется. .. детектора введен дополнительный резисТ0р,.âToð0é вывод которого заземлен, приТаким образом, изменение коэффици-,45 чем величины сопротивлений выходного и ентапреобразованияприпереходеотрежи- дополнительногорезисторовустановленыиз ма стабилизации к режиму измерения условия обеспечения отношения величины исследуемого спектра, использование ре- сопротивления дополнительного резистора перного источника низкой энергии и peanut- . к сумме величин сопротивлений выходного зации способа стабилизации путем 50 и дополнительного резисторов равным или введения в электрическую схему делителя превышающим отношение энергии излуче-, Rt, Rz и ряда ключей обеспечивает более ния реперного источника излучения к энерпростой и надежный способ стабилизации гии верхней границы рабочего диапазона спектрометров ионизирующего излучения, энергий спектрометра, первый вывод выособенно в случае их полевого применения, 55 ходного резистора и объединенные выводы приэтомзначительноснижаются весогаба- выходного и дополнительного резисторов ритные характеристики прибора, не вносит- через первый и второй линейные ключи сося искажений в исследуемый спектр ответственно соединены с информацион-: реперным излучением, обеспечивается ра- ным входом управляемого усилителя, выход последнего через третий линейный ключ со1807438

J. !

Составитель Л. Торопова

Техред М,Мор1ентал Корректор Л. Филь

Редактор Т. Федотов

Заказ 1378 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 единен с входом блока коррекции коэффициента преобразования, а через четвертый линейный ключ и пороговое устройство со единен с анализатором импульсов, управляющие входы первого и второго, третьего и четвертого линейных ключей попарно соединен с блоком включения-выключения режимов стабилизации и измерения.