Устройство для поиска фотонных источников с угловым разрешением

 

Использование: в ядерном приборостроении при мобильном радиационном мониторинге. Устройство для поиска фотонных источников, содержащее последовательно соединенный контроллер, накопитель и детектирующий блок, включающий сборку m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, снабжено матрицей детекторов, расположенной внутри защитного экрана, выполненного в виде полого цилиндра с отверстием. Технический результат: увеличение угловой разрешающей способности устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при мобильном радиационном мониторинге для поиска скоплений фотонных источников и определения их угловых координат.

Известно устройство [1] , работающее по принципу камеры-обскуры. В нем матрица детекторов размещена внутри полой защиты с отверстием. Размеры отверстия в основном равны размерам детектора. Излучение, проходя через отверстия, формирует гамма-изображение на сцинтилляционных детекторах матрицы, которое усиливается ЭОП и регистрируется телекамерой. Достоинством устройства является хорошее угловое разрешение, определяемое апертурой отдельного детектора матрицы; недостатками - малая апертура и низкая светосила. Это не позволяет использовать устройство в качестве средства для поиска фотонных источников.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [2], содержащее последовательно соединенные контроллер, накопитель и детектирующий блок, включающий цилиндрический защитный экран, сборку m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, соединенный с выходами детекторов и входом накопителя. Сигналы с выходов детекторов накапливаются, считываются контроллером и их распределение сравнивается со значениями нормированных угловых характеристик каждого счетчика, содержащихся в памяти контроллера. По их разбалансу определяется направление повышенного излучения.

Недостатком устройства является низкая угловая разрешающая способность, т. е. скопление источников пеленгуется как один, без определения угловых координат отдельных источников. Это ограничивает сферу применения устройства и не позволяет использовать его, например, в процессе утилизации источников.

Целью изобретения является увеличение угловой разрешающей способности устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для поиска фотонных источников, содержащее последовательно соединенные контроллер, накопитель и детектирующий блок, включающий цилиндрический защитный экран, сборку m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана и электронный преобразователь, соединенный с выходами детекторов и входом накопителя, дополнительно снабжено матрицей k•1 детекторов, размещенной внутри защитного экрана, выполненного в виде полого цилиндра с отверстием, выходы детекторов матрицы последовательно соединены с другими входами преобразователя, накопителя и контроллера.

На фиг.1 показана схема устройства.

На фиг. 2 приведен вид диаграмм направленности детекторов матрицы 5 для к= 7 и i= 1, 2, 3, k, 2ϕ - азимутальное поле зрения матрицы, ϕ_i - угловые координаты максимума чувствительности i-го детектора.

Устройство содержит детектирующий блок 1, включающий защитный экран 2, выполненный в виде полого цилиндра с отверстием 3, сборку 4 m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана, матрицу 5 k•1 детекторов, размещенную внутри экрана, и последовательно соединенные с соответствующими выходами детекторов сборки 4 и матрицы 5, преобразователь 6, накопитель 7 и контроллер 8.

Устройство работает следующим образом.

В процессе поиска сигналы с m выходов детекторов сборки 4 в виде последовательностей электрических импульсов, сформированных по амплитуде и длительности в преобразователе 6, поступают на вход блока 7, в котором осуществляется накопление отсчетов для каждого детектора. По запросу контроллера 8 с выхода блока 7 поступает сигнал о достаточности (готовности) накопленной информации и данные для обработки. По этим данным и запрограммированному в контроллере 8 алгоритму (например, такому как в прототипе) определяется направление повышенного гамма-излучения. По мере продвижения в этом направлении интенсивность излучения в точке детектирования возрастает и становится достаточной для начала работы детекторов матрицы 5. Как и в вышеизложенном случае, сигналы с выходов k•1 детекторов матрицы 5 поступают на другой вход преобразователя 6 и далее на соответствующие входы накопителя 7 и контроллера 8. Угловое разрешение устройства будет определятся апертурой отдельного детектора, зависящей от размеров детектора матрицы, размера отверстия и расстояния детектор - отверстие. Результаты измерений передаются в ЭВМ верхнего уровня или на отображающее устройство.

При конкретном выполнении матрицы 5 можно использовать подходящий для решаемой задачи двухкоординатный позиционно-чувствительный детектор [3]. Остальные блоки устройства аналогичны использованным в прототипе.

Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства относительно прототипа является расширение диапазона измерений по мощности экспозиционной дозы (МЭД). Эта возможность реализуется, например, при использовании счетчиков Гейгера в сборке 4 с диапазоном измерения (МЭД) - от естественного фона до единиц Р/ч и пар сцинтиллятор - фотодиод в матрице 5 с диапазоном измерения МЭД - от долей до 1000 Р/ч и более.

Литература 1. Волков В.Г., Волкович А.Г., Лексонов В.И. и др. Прибор для поиска и идентификации источников гамма-излучения и получения гамма-изображения (гамма-визор). Атомная энергия, 1991, т. 71, вып. 6, с. 578-580.

2. Патент 2012016.

3. Горн Л. С., Хазанов Б.И. Позиционно-чувствительные детекторы. - М.: Энергоатомиздат, 1982 г.

Формула изобретения

Устройство для поиска фотонных источников с угловым разрешением, содержащее последовательно соединенные контроллер, накопитель и детектирующий блок, включающий цилиндрический защитный экран, сборку m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, соединенный с выходами детекторов и входом накопителя, отличающееся тем, что оно снабжено матрицей kx1 детекторов, размещенной внутри защитного экрана, выполненного в виде полого цилиндра с отверстием, выходы детекторов матрицы последовательно соединены с другими входами преобразователя, накопителя и контроллера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2