Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан



Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан
Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан
Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан
Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан
Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан

Владельцы патента RU 2579799:

Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) (RU)

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве носимого средства поиска источника гамма-излучения. Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан содержит видеокамеру, корпус, защитный экран, детекторную сборку из четырех сцинтилляционных счетчиков, преобразователь высоковольтный, контроллер, дисплей, модуль согласования и блок аккумуляторный. Выходы четырехканального преобразователя высоковольтного, обеспечивающего электропитание сцинтилляционных счетчиков, подключены к четырем входам детекторной сборки. Четыре выхода детекторной сборки подключены к аналоговым входам четырехканального контроллера. Четыре аналоговых выхода контроллера подключены к входам преобразователя высоковольтного для установки его выходных напряжений. Выход контроллера подключен к входу модуля согласования для передачи накопленной счетчиками информации. Модуль согласования подключен к входу дисплея и выходу видеокамеры и управляет их работой. Питание устройства осуществляется от блока аккумуляторного, выходы которого подключены к входу модуля согласования и входу преобразователя высоковольтного. Все компоненты устройства размещены в одном корпусе. Технический результат - увеличение диапазона измерения направления на источник излучения по двум координатам до телесного угла 2π стерадиан (вся передняя полусфера) и уменьшение веса устройства. 5 ил.

 

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве средства поиска и определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам (азимутальному и полярному углу) в телесном угле 2π стерадиан.

Известно «Устройство для поиска и измерения двух угловых координат фотонных источников» [1]. Устройство содержит детектирующий блок, включающий защитный экран в виде сферы с ортогональными пазами, в которых размещены многоэлементные детекторы, соединенные с блоком электроники. Ортогональное расположение многоэлементных детекторов позволяет определять две угловые координаты источника излучения. Недостатками устройства являются относительно низкая обнаружительная способность, связанная с малой площадью пазов по сравнению с площадью всей сферы, а также ограниченная зона зрения по каждой угловой координате за счет использования коллимации.

Известно устройство «Gamma ray incident direction detector (детектор для определения направления падения гамма-излучения)» [2]. Устройство содержит детектирующий блок, включающий защитный экран в виде сферы с отверстиями в ее поверхности (25 отверстий), в которых размещены детекторы, соединенные со схемой обработки. Колоколообразные диаграммы направленности, формирующиеся экраном для каждого детектора, позволяют определять направление на источник излучения в телесном угле 4π стерадиан. Недостатками устройства являются низкая обнаружительная способность, связанная с малой площадью отверстий, в которых располагаются детекторы, по сравнению с общей площадью поверхности сферы, а также невысокая интегральная чувствительность устройства за счет заглубления детекторов в защитном экране.

Известно «Устройство для поиска фотонных источников» [3]. Устройство содержит детектирующий блок, включающий защитный экран в форме цилиндра, многоэлементный детектор, расположенный на боковой поверхности экрана, и схему обработки, соединенную с детекторами. Полученное с элементов детектора распределение сигналов, зависящее от углового положения источника и чувствительного элемента, сравнивается со значениями нормированных угловых характеристик каждого элемента. По результатам сравнения делается вывод о положении источника в азимутальной плоскости. Недостатком устройства является определение направления на источник излучения только по одной угловой координате - азимутальной.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является «Устройство для определения местоположения источника гамма-излучения» [4]. Устройство содержит два идентичных сцинтилляционных детектора с предварительно выровненными счетными эффективностями регистрации, разделенных защитным экраном в виде параллелепипеда, обеспечивающим эффективное поглощение гамма-излучения в выбранном энергетическом диапазоне, форма и размеры которого, а также расстояние между детекторами выбраны исходя из заданной диаграммы направленности регистрации устройства. Устройство снабжено измерителем разности скоростей счета сцинтилляционных детекторов. Информация о местоположении источника гамма-излучения выделяется по разности скоростей счета двух детекторов, которая чувствительна к взаимной ориентации оси устройства и направления на источник.

В рабочем положении устройства детекторы ориентированы боковой поверхностью на источник гамма-излучения, открытые торцы сцинтилляторов - вниз, торцы сцинтилляторов, оптически связанные с фотоэлектронными умножителями (ФЭУ), - вверх. В этом положении устройство обладает диаграммой направленности регистрации, позволяющей определять направление (азимут) на источник. Дополнительные возможности устройства связаны с наличием диаграмм направленности регистрации по полярному углу, т.е. в плоскости, проходящей через ось устройства и перпендикулярной земной поверхности. В этой плоскости поток гамма-излучения падает на боковую поверхность и на открытый торец первого сцинтиллятора и на открытый торец второго сцинтиллятора, который расположен за экраном.

Недостатком устройства является ограниченная зона обзора по полярному углу, включающая только нижнюю полуплоскость, так как в этом случае работает лишь нижняя торцевая поверхность детектора, в то время как верхняя торцевая поверхность закрыта фотоэлектронным умножителем.

Общим недостатком данного устройства и устройств, перечисленных выше, является использование материала с большим атомным номером в качестве защитного экрана для формирования диаграммы направленности. Это затрудняет использование таких устройств в качестве портативных носимых приборов при радиационном мониторинге вследствие большого веса.

Целью изобретения является увеличение диапазона измерения направления на источник излучения по двум координатам до телесного угла 2π стерадиан (вся передняя полусфера) и уменьшение веса устройства.

Предложено устройство для определения направления на источник гамма-излучения (1) по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан, схема которого представлена на фиг. 1.

Устройство содержит видеокамеру (2), корпус (3), защитный экран (4), преобразователь высоковольтный (5), детекторную сборку (6), контроллер (7), дисплей (8), модуль согласования (9) и блок аккумуляторный (10).

Выходы четырехканального преобразователя высоковольтного, обеспечивающего электропитание сцинтилляционных счетчиков, подключены к четырем входам детекторной сборки. Четыре выхода детекторной сборки подключены к аналоговым входам четырехканального контроллера. Четыре аналоговых выхода контроллера подключены к входам преобразователя высоковольтного для установки его выходных напряжений. Выход контроллера подключен к входу модуля согласования для передачи накопленной счетчиками информации. Модуль согласования подключен к входу дисплея и выходу видеокамеры и управляет их работой. Питание устройства осуществляется от блока аккумуляторного, выходы которого подключены к входу модуля согласования и входу преобразователя высоковольтного. Все компоненты устройства размещены в одном корпусе.

Размещение детекторной сборки относительно защитного экрана представлено на фиг. 2. Детекторная сборка состоит из четырех однотипных счетчиков сцинтилляционных, представляющих собой четыре сцинтилляционных кристалла цилиндрической формы (11) и четыре фотоэлектронных умножителя (12). Защитный экран состоит из перекрещивающихся прямоугольных пластин (13), между которыми установлены сцинтилляционные кристаллы боковыми поверхностями к пластинам, и фронтальной квадратной пластины (14), расположенной со стороны торцевой поверхности кристаллов, обращенных к источнику излучения. К противоположной торцевой поверхности кристаллов присоединены четыре фотоэлектронных умножителя.

Отличием от прототипа является расположение сцинтилляционных кристаллов торцевыми поверхностями по направлению к источнику, выполнение защитного экрана в виде сборной конструкции из перекрещенных прямоугольных пластин и фронтальной квадратной пластины, причем фронтальная пластина закрывает половину торцевых площадей сцинтилляционных кристаллов, обращенных к источнику излучения, а также использование для изготовления защитного экрана материала с малым атомным номером (например, железо или титан).

Расчет геометрических размеров защитного экрана, в том числе и выбор материала для его изготовления, а также расположение детекторной сборки относительно экрана проводился в программе имитационного трехмерного моделирования систем детектирования и регистрации ионизирующего излучения МСС 3D (Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2008615088 от 22.10.2008, свидетельство о метрологической аттестации программы №С-2101-001 от 27.11.07 в ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»). В данной программе была создана модель устройства, представленная на фиг. 3. В качестве сцинтилляторов были выбраны кристаллы NaI(T1), которые состыковывались с фотоэлектронными умножителями, выводы которых подключались к блоку электроники.

В программе МСС 3D для указанной модели были произведены расчеты функции отклика устройства на локальный источник гамма-излучения. Функция отклика устройства представляет собой отношение разности сигналов двух противоположных сцинтилляционных счетчиков к их сумме в зависимости от угла падения гамма-излучения и используется для вычисления угловых координат источника излучения в азимутальной и полярной плоскости. В данном случае под сигналом со счетчика имеется в виду количество зарегистрированных гамма-квантов за единицу времени. Очевидно, что для обеспечения зоны измерения устройства, равной 2π стерадиан, функция отклика должна быть гладкой и монотонной в диапазоне измеряемых углов от минус 90° до плюс 90° в обеих плоскостях и каждому значению угла должно соответствовать только одно значение функции отклика.

Целью моделирования функции отклика было определение оптимального размера кристаллов, защитного экрана и их взаимного расположения, а также выбор материала исполнения защитного экрана. Совокупность перечисленных параметров должна обеспечивать однозначное определение направления на источник излучения по двум координатам в зоне измерения устройства, равной 2π стерадиан.

Измерение азимутального и полярного угла производилось по двум отдельным идентичным угломерным парам, схематично представленным на фиг. 2, вид «сзади». Направление на источник в азимутальной плоскости определяется углом φ, который вычисляется по значению скоростей счета со счетчиков №2 и №4 как отношение разности сигналов счетчиков к их сумме (n2-n4)/(n2+n4). Направление на источник в вертикальной плоскости определяется углом θ, который вычисляется по значению скоростей счета со счетчиков №1 и №3 как отношение разности сигналов счетчиков к их сумме (n1-n3)/(n1+n3).

Диаметр сцинтилляционного кристалла был принят равным 25 мм, варьировалась его длина (от 25 до 31 мм). Варьировалось также расстояние от фронтальной пластины до сцинтиллятора (от 5 до 10 мм), размеры и толщина квадратной фронтальной пластины и прямоугольных перекрещивающихся пластин (от 5 до 10 мм), материал защитных экранов (вольфрамовый сплав, железо, титан) и энергия источника гамма-излучения. Использовались источники Ba-133 (Eγ=350 кэВ), Cs-137 (Eγ=661 кэВ), Co-60 (Eγ=1,95 МэВ).

В результате моделирования в программе МСС 3D были получены оптимальные параметры конструкции устройства. Расчеты показали, что для определения направления на источник излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан для изготовления защитного экрана необходимо использовать материал с относительно малым атомным числом и удельным весом (железо, титан), в отличие от используемых в прототипе и других детекторных устройствах материалов с большим атомным номером (вольфрам, свинец).

На фиг. 4 показаны зависимости функции отклика устройства от угла падения гамма-излучения в зависимости от энергии источника гамма-излучения, полученные в результате расчетов по математической модели устройства детектирования в программной среде МСС 3D. В качестве материала для защитного экрана и фронтальной пластины использовался титан. На оси абсцисс отложены значения азимутального угла φ в диапазоне от минус 90° до плюс 90°, на оси ординат - функция отклика устройства, представляющая собой отношение разностного сигнала счетчиков сцинтилляционных к их сумме. Из представленных зависимостей следует, что данное отношение представляет собой гладкую монотонную функцию, где каждому значению угла соответствует одно значение функции отклика. Это позволяет говорить о том, что в диапазоне углов от минус 90° до плюс 90°, вычислив отношение разностного сигнала счетчиков к их сумме, мы получим значение, однозначно связанное с азимутальным углом φ (или, в силу симметрии конструкции, с полярным углом θ в другой плоскости).

Также из представленных зависимостей видно, что функция отклика имеет различный вид для разных энергий гамма-квантов. Следовательно, перед вычислением значения угла необходимо провести процедуру идентификации источника излучения и использовать соответствующую ему функцию отклика.

Для сравнения на фиг. 5 приведены графики зависимости отношения разностного сигнала счетчиков к их сумме, когда в качестве материала для защитных экранов применялся вольфрам. Для всех энергий гамма-излучения в диапазоне углов больше 60° на представленных зависимостях наблюдается неоднозначность, когда одно значение функции отклика попадает в целый диапазон азимутальных углов φ вследствие «загиба» функции. Причина такой неоднозначности в том, что изготовление экрана из тяжелого материала с большим атомным номером (вольфрам, свинец или уран) приводит к потере полезной информации при углах падения больше гамма-излучения более 60° вследствие практически полного экранирования сцинтиллятора от гамма-излучения материалом защиты. Уменьшение толщины защиты не решает данной проблемы, так как приводит к сильному искажению функции отклика, при этом по-прежнему сохраняется непрозрачность экрана для низких энергий гамма-излучения. Применение защиты из более легких материалов в представленном устройстве позволяет части гамма-излучения проникать через экран и формировать функцию отклика таким образом, чтобы каждому значению функции соответствовало одно значение угла. В данном случае не происходит потери информации о положении источника при углах падения излучения более 60° по причине экранирования излучения материалом защиты, что позволяет однозначно определять угловую координату источника по функции отклика.

Расположение счетчиков сцинтилляционных торцевой поверхностью к источнику, выполнение защитного экрана в виде сборной конструкции из перекрещивающихся прямоугольных пластин и фронтальной пластины, а также изготовление защитного экрана из материала с малым атомным номером (железо или титан) позволяет не только обеспечить зону измерения в 2π стерадиан, но и снизить вес устройства по сравнению с аналогами и прототипом, где применяется защитный экран, изготовленный из тяжелых материалов с большим атомным номером.

Из приведенного описания можно сделать вывод, что совокупность отличительных признаков устройства является необходимым и достаточным условием для выполнения поставленной задачи.

Устройство работает следующим образом.

Гамма-кванты от источника излучения могут взаимодействовать как с материалом защитного экрана, при этом теряя свою энергию или полностью поглощаясь в нем, так и напрямую попадать в сцинтилляционный кристалл. Попадание гамма-квантов в кристалл вызывает в нем световые вспышки. Световые вспышки фотоэлектронным умножителем преобразовываются в импульсы тока, которые поступают на вход контроллера, где производится их подсчет. Питание фотоэлектронных умножителей обеспечивается преобразователем высоковольтным, который преобразовывает входное напряжение от аккумуляторов в напряжение, необходимое для питания ФЭУ. Контроллер имеет возможность варьировать величину напряжения электропитания фотоэлектронных умножителей для стабилизации шкалы энергетического преобразования. Информация о количестве зарегистрированных гамма-квантов каждым сцинтилляционным счетчиком из детекторной сборки передается в модуль согласования. В модуле согласования определяется величина отношения разностного сигнала противоположных счетчиков к их сумме и определяется угловая координата источника гамма-излучения согласно функции отклика, приведенной на фиг.4, как в азимутальной, так и в полярной плоскости.

Одновременно с регистрацией гамма-излучения и вычисления координат источника в модуль согласования с видеокамеры поступает видеоизображение исследуемого участка местности, на которое накладывается вычисленное положение источника гамма-излучения в координатах устройства в виде метки. Совмещенное изображение от модуля согласования передается для отображения на дисплей, расположенный на корпусе устройства. Управление работой устройства осуществляется при помощи сенсорного экрана дисплея, подключенного к модулю согласования. Питание устройства осуществляется от блока аккумуляторов через модуль согласования для питания контроллера, видеокамеры и дисплея, а также через преобразователь высоковольтный для питания сцинтилляционных детекторов.

Устройство может дополнительно содержать модуль Wi-Fi для беспроводной передачи данных на удаленный пульт управления.

Дополнительным преимуществом применения сцинтилляторов является возможность реализации спектрометрического режима для подсчета зарегистрированных гамма-квантов не по всему спектру гамма-излучения, а только в энергетическом окне, соответствующем пику полного поглощения. Кроме решения задачи идентификации источника повышается его вероятность обнаружения, так как скорость счета от фонового излучения в таких энергетических окнах минимальна.

Источники информации

1. Патент на изобретение №2192656 РФ, МПК G01T 1/29. Устройство для поиска и измерения двух угловых координат фотонных источников / Володина В.Л., Демченков В.П., Ольков М.С. и др.; Заявитель и патентообладатель - Федеральное автономное научное учреждение «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики», №2001102994/28, заявл. 31.01.2001; опубл. 10.11.2002.

2. Патент на изобретение JP №2004170116, Япония, МПК G01T 1/20, G01T 1/24, G01T 1/29. Gamma ray incident direction detector / Fujimoto Kenzo; Заявитель и патентообладатель - NAT INST RADIOLOG, JP №20020333474, заявл. 18.11.2002, опубл. 17.06.2004.

3. Патент на изобретение №2012016 РФ, МПК G01T 1/16. Устройство для поиска фотонных источников / Володина В.Л., Демченков В.П., Клочко P.C. и др.; Заявитель и патентообладатель - Володина В.Л., Демченков В.П., Клочко P.C. и др., №4949437/25, заявл. 17.06.1991, опубл. 30.04.1994.

4. Патент на изобретение №2068184 РФ, МПК G01T 1/29. Устройство для определения местоположения источника гамма-излучения / Волков Д.Α., Левон А.И.; Заявитель и патентообладатель - Институт ядерных исследований АН Украины, №4929838/25, заявл. 19.04.1991, опубл. 20.10.1996.

Устройство для определения направления на источник гамма-излучения по двум координатам в телесном угле 2π стерадиан, содержащее два идентичных сцинтилляционных счетчика, разделенные защитным экраном, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя идентичными сцинтилляционными счетчиками, которые совместно с первыми двумя счетчиками разделены защитным экраном, сцинтилляционные счетчики расположены торцевыми поверхностями к источнику гамма-излучения, защитный экран изготовлен из материала с малым атомным номером и выполнен в виде сборной конструкции из перекрещенных прямоугольных пластин и фронтальной квадратной пластины, причем фронтальная пластина закрывает половину торцевых площадей сцинтилляционных кристаллов, обращенных к источнику, а размеры пластин экрана, размеры счетчиков, расстояние между пластинами и счетчиками были выбраны исходя из диаграммы направленности устройства, обеспечивающей определение двух угловых координат источника в телесном угле 2π стерадиан, питание сцинтилляционных счетчиков осуществляется от блока аккумуляторного через преобразователь высоковольтный, выходы четырех сцинтилляционных счетчиков подключены к аналоговым входам четырехканального контроллера, четыре аналоговых выхода контроллера подключены к входам преобразователя высоковольтного, другой выход контроллера подключен к входу модуля согласования, модуль согласования связан с входом сенсорного дисплея и выходом видеокамеры, питание модуля согласования осуществляется от блока аккумуляторного, причем все компоненты устройства размещены в одном корпусе.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в медицине и технике при изготовлении рентгеновских устройств с энергией излучения более 20 кэВ для диагностики и дефектоскопии.

Изобретение относится к области детектирования частиц ионизирующего излучения. Сцинтилляционный радиационно-стойкий детектор представляет собой рабочий объем с зеркально или диффузно отражающими стенками, внутри которого плотно к стенкам размещен полистирольный сцинтиллятор в виде пластины с канавками на фронтальной поверхности или отверстиями в пластине, через которые проходят спектросмещающие волокна, один или оба торца которых пристыкованы к фоточувствительным поверхностям фотоприемников, расположенных внутри или вне рабочего объема, при этом сцинтиллятор и спектросмещающие волокна, размещенные в рабочем объеме детектора, содержат соответственно сцинтилляционные и спектросмещающие добавки, высвечивающие в области длин волн более 550 нм.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано при создании радиационных детекторов, применяемых в геофизической аппаратуре нейтрон-гамма и гамма-гамма каротажа.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений. Спектрометрический позиционно-чувствительный детектор содержит сцинтиллятор, состоящий из трех вложенных друг в друга наборов сцинтиллирующих элементов, расположенных параллельно оси устройства, внешний и средний наборы образованы сцинтиллирующими волокнами из материала, обеспечивающего регистрацию тепловых нейтронов, а сцинтиллирующие элементы внутреннего набора образуют цилиндр и выполнены в форме одинаковых по размеру угловых секторов и обеспечивают регистрацию гамма-излучения, количество угловых секторов составляет два и более, каждый угловой сектор снабжен спектросмещающим волокном, проходящим через центр углового сектора параллельно оси устройства, сцинтиллирующие элементы среднего набора помещены внутрь нейтронного замедлителя трубчатой формы, заполняющего пространство между внешним и внутренним наборами, на внешней поверхности нейтронного замедлителя расположен экран, поглощающий тепловые нейтроны, сцинтиллирующие элементы всех наборов и спектросмещающие волокна внутреннего набора снабжены светоотражающими оболочками, на поверхность сцинтиллирующих элементов нанесено светонепроницаемое покрытие, противоположные торцы каждого сцинтиллирующего элемента внешнего и среднего наборов, а также противоположные торцы каждого спектросмещающего волокна внутреннего набора соединены посредством оптических соединителей с двумя волоконными световодами, находящимися с противоположной стороны в оптическом контакте с двумя матричными фотоприемниками, число фоточувствительных элементов в каждом из которых равно или больше числа сцинтиллирующих элементов.

Изобретение относится к пикселированному детектору. Пикселированное детекторное устройство содержит матрицу детекторов, имеющую множество детекторных пикселей; и матрицу кристаллов, имеющую множество сцинтилляторных кристаллов и расположенную в геометрическом соответствии с матрицей детекторов; при этом упомянутые детекторные пиксели и упомянутые сцинтилляторные кристаллы сдвинуты в по меньшей мере одном измерении по отношению друг к другу на, по существу, половину размера сцинтилляторных кристаллов.

Способ по изобретению заключается в создании прочных тонких, механических поддерживающих структур для электромагнитного калориметра. Такими структурами являются ячеистые структуры из пропитанной эпоксидным связующим ткани из углеродного волокна. Техническим результатом, достигаемым при использовании способа по изобретению, является возможность изготовления механической структуры из углеродного волокна с высокой прочностью и точностью по толщине тонких стенок 20 мкм и плоскостности.

Изобретение относится к детектирующему устройству для фотонов или ионизирующих частиц. Детектирующее устройство для фотонов или ионизирующих частиц содержит детектирующую систему с несколькими детектирующими блоками, каждый из которых включает сцинтиллятор, соединенный со считывающей поверхностью считывателя электрического заряда, при этом сцинтиллятор выполнен с возможностью генерации ячейковых зарядов на считывающей поверхности при улавливании фотонов или ионизирующих частиц; коллиматор, присоединенный к сцинтиллятору напротив считывателя электрического заряда, выполненный с возможностью пропускания фотонов или ионизирующих частиц, имеющих направление движения, совпадающее с продольной осью коллиматора, и остановки фотонов или ионизирующих частиц (Р'), имеющих направление движения, отличающееся от направления продольной оси коллиматора; и несколько детектирующих систем, равномерно отстоящих друг от друга вокруг центральной оси детектирующей сборки, при этом детектирующее устройство сформировано в виде стопки из нескольких детектирующих сборок, каждая из которых повернута на угол вокруг центральной оси детектирующей сборки относительно соседней детектирующей сборки или соседних детектирующих сборок.

Изобретение может быть использовано в детекторах ионизирующего излучения в виде электромагнитных волн низких энергий, гамма-, рентгеновского излучения, космических лучей и частиц.

Изобретение относится к детекторам рентгеновского излучения. Сущность изобретения заключается в том, что детектор (1) рентгеновского излучения содержит: устройство (3) обнаружения света для обнаружения света (R), падающего на его поверхность (12) обнаружения; сцинтилляционный слой (5) для преобразования падающих рентгеновских лучей (Х) в свет; отражательный слой (9) для отражения света (В), формируемого в пределах сцинтилляционного слоя, по направлению к устройству обнаружения света; светоизлучающий слой (7), заключенный между сцинтилляционным слоем и отражательным слоем, причем расстояние (d) между сцинтилляционным слоем и отражательным слоем меньше 50 мкм, и при этом светоизлучающий слой содержит ОСИД (8).

Изобретение относится к системам формирования изображения на основе излученной энергии. Система детектирования для детектирования электромагнитного излучения содержит корпус двухэкранного детектора, имеющий три смежные боковые стенки, которые образуют область передней стороны, область второй стороны и область третьей стороны, стенки трех сторон соединены одна с другой под углом, так что заключают в себе объем, имеющий форму треугольной призмы, и каждая боковая стенка имеет внутреннюю поверхность; подложку, расположенную на каждой из упомянутых внутренних поверхностей первой и второй боковых стенок, причем каждая подложка дополнительно содержит активную область для приема и преобразования электромагнитного излучения в свет, образуя тем самым экраны детектора; и фотодетектор, расположенный в непосредственной близости к третьей боковой стороне, при этом упомянутый фотодетектор имеет чувствительную к свету активную область.

Изобретение относится к детектору излучения для детектирования фотонов высокой энергии. Детектор излучения для детектирования излучения высокой энергии содержит: сцинтилляторную группу с двумя сцинтилляторными элементами для преобразования первичных фотонов падающего излучения во вторичные фотоны согласно характеристическому спектру испускания, причем верхний из сцинтилляторных элементов расположен наверху, а нижний из сцинтилляторных элементов расположен внизу детектора излучения; два органических фотодетектора для преобразования упомянутых вторичных фотонов в электрические сигналы, причем упомянутые фотодетекторы обладают различными спектрами поглощения без перекрытия и могут быть считаны по отдельности, при этом упомянутые фотодетекторы расположены под верхним сцинтилляторным элементом и над нижним сцинтилляторным элементом соответственно. Технический результат - повышение пространственного разрешения детектора излучения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области детекторов заряженных частиц на основе твердотельных органических сцинтилляторов. Детектор заряженных частиц с тонким сцинтиллятором в виде пластины содержит полупроводниковый фотосенсор в качестве преобразователя инициированных заряженными частицами световых вспышек в электрические импульсы, при этом сколь угодно тонкая полностью отполированная пластина сцинтиллятора выполнена в виде равностороннего многоугольника с числом углов не менее четырех оптически и механически соединена с прозрачной для сцинтилляций полностью отполированной подложкой, имеющей форму и коэффициент преломления света такие же, как у сцинтиллятора, а суммарная толщина сэндвича, образованного из сцинтиллятора и подложки, равна поперечнику чувствительной поверхности полупроводникового фотосенсора, оптически и механически присоединенного к сэндвичу в одном из его углов, который выполнен сточенным и отполированным для получения контактной площадки с размерами чувствительной области полупроводникового фотосенсора, при этом все поверхности сэндвича, кроме тыльной и с прикрепленным полупроводниковым фотосенсором, покрыты зеркальным отражателем, а тыльная поверхность покрыта диффузным отражателем. Технический результат - повышение эффективности сбора света на чувствительной поверхности фотосенсора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к формированию спектрального изображения. Способ изготовления устройства формирования изображений содержит этапы, на которых осуществляют получение подложки фотодатчиков, имеющей две противоположные основные поверхности, при этом одна из двух противоположных основных поверхностей, которая перпендикулярна поступающему излучению, включает в себя множество рядов фотодатчиков из множества фоточувствительных элементов, причем электронные схемы обработки данных смонтированы на подложку фотодатчиков и полученная подложка фотодатчиков имеет толщину, равную или большую чем сто микрон; оптическое соединение матрицы сцинтилляторов с подложкой фотодатчиков, причем матрица сцинтилляторов включает в себя множество дополнительных рядов сцинтилляторов из множества дополнительных сцинтилляционных элементов, и каждый дополнительный ряд сцинтилляторов оптически соединен с одним из рядов фотодатчиков, и, по меньшей мере, один дополнительный сцинтилляционный элемент оптически соединен с одним из фоточувствительных элементов, при этом матрица сцинтилляторов включает в себя первую поверхность с углублением и вторую поверхность в углублении для электронных схем обработки данных и уменьшение толщины подложки фотодатчиков, которая оптически соединена со сцинтиллятором, производя уменьшенную по толщине подложку фотодатчиков, которая оптически соединена со сцинтиллятором и которая имеет толщину порядка менее ста микрон. Технический результат - повышение разрешающей способности устройства формирования изображений. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к устройству для обнаружения рентгеновского излучения. Аппарат для обнаружения излучения содержит принимающий излучение блок, включающий в себя: первый сцинтиллятор для генерации первого света сцинтилляции в зависимости от излучения, где первый свет сцинтилляции имеет первый характер поведения во времени, второй сцинтиллятор для генерации второго света сцинтилляции в зависимости от излучения, где второй свет сцинтилляции имеет второй характер поведения во времени, который отличается от первого характера поведения во времени, блок обнаружения света сцинтилляции для обнаружения первого света сцинтилляции и второго света сцинтилляции и для генерации общего сигнала обнаружения света, который указывает первый свет сцинтилляции и второй свет сцинтилляции, блок определения обнаруживаемых значений для определения первого обнаруживаемого значения и второго обнаруживаемого значения, причем блок определения обнаруживаемых значений выполнен с возможностью: определения первого обнаруживаемого значения посредством применения первого процесса определения к общему сигналу обнаружения света, причем первый процесс определения включает в себя частотную фильтрацию общего сигнала обнаружения света посредством использования первого частотного фильтра, тем самым генерируя первый фильтрованный общий сигнал обнаружения света, и определения первого обнаруживаемого значения в зависимости от первого фильтрованного общего сигнала обнаружения света, определения второго обнаруживаемого значения посредством применения второго процесса определения к общему сигналу обнаружения света, причем второй процесс определения отличается от первого процесса определения. Технический результат - упрощение конструкции устройства. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сцинтиллятору для использования в радиационном детекторе. Сцинтиллятор для высокотемпературных условий содержит кристалл типа кольквириита формулы LiM1M2X6, где M1 выбирают из щелочноземельных элементов Mg, Ca, Sr и Ba; M2 выбирают из Al, Ga и Sc; X - галоген. Примером кристалла является кольквириит типа LiCaAlF6. Кристалл может содержать элемент из группы лантаноидов, такой как Ce или Eu. Описываются также радиационный детектор, содержащий указанный сцинтиллятор и фотодетектор, и способ обнаружения излучения с его использованием. Изобретение обеспечивает сцинтиллятор с хорошими фотоэмиссионными характеристиками в высокотемпературных условиях, позволяющими его использовать для обнаружения нейтронов и измерения излучения в высокотемпературных условиях. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 пр.

Изобретение относится к сцинтиллятору для использования в радиационном детекторе. Сцинтиллятор для высокотемпературных условий содержит кристалл типа кольквириита формулы LiM1M2X6, где M1 выбирают из щелочноземельных элементов Mg, Ca, Sr и Ba; M2 выбирают из Al, Ga и Sc; X - галоген. Примером кристалла является кольквириит типа LiCaAlF6. Кристалл может содержать элемент из группы лантаноидов, такой как Ce или Eu. Описываются также радиационный детектор, содержащий указанный сцинтиллятор и фотодетектор, и способ обнаружения излучения с его использованием. Изобретение обеспечивает сцинтиллятор с хорошими фотоэмиссионными характеристиками в высокотемпературных условиях, позволяющими его использовать для обнаружения нейтронов и измерения излучения в высокотемпературных условиях. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области детектирования слабых радиационных сигналов с помощью сцинтилляционных счетчиков и может быть преимущественно использовано в детекторах обнаружения бета-загрязнений. Тонкий сцинтилляционный счетчик для обнаружения бета загрязнений содержит протяженную сцинтилляционную пластину с пристыкованным к ее торцу фотоумножителем с протяженным фотокатодом, при этом фотоумножитель состоит из протяженной цилиндрической стеклянной колбы, фотокатода, сформированного на внутренней поверхности цилиндрической колбы, расположенных внутри колбы протяженной динодной системы, состоящей из ряда протяженных динодов, и анода, причем отношение длины фотокатода к ширине динодной системы превышает 10. Технический результат - повышение эффективности регистрации частиц. 2 з.п ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к детектору излучения, используемому в устройствах визуализации медицинской радиологии. Детектор излучения включает в себя трехмерный многослойный сцинтиллятор, который включает в себя множество блоков сцинтиллятора, упорядоченных в матрицу трехмерным образом так, чтобы сформировать призму, в которой вложенные слои, имеющие показатель преломления, отличный от показателя преломления блоков сцинтиллятора, и/или имеющие характеристику поглощения или рассеяния света, излученного блоками сцинтиллятора, расположены на граничных поверхностях между множеством блоков сцинтиллятора, причем эти граничные поверхности проходят в направлении, перпендикулярном направлению высоты призмы, и светоизолирующие слои, которые изолируют передачу света, излученного сцинтиллятором, расположены на, по меньшей мере, некоторых граничных поверхностях, проходящих в направлении, параллельном направлению высоты призмы, и блок определения позиции, который определяет позицию излучения света в направлении высоты призмы на основе отношения величин энергии света, падающего на упомянутые два элемента приема света, образующих пару. Технический результат - повышение позиционного разрешения детектора излучения в направлении глубины сцинтиллятора. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 15 ил.

Изобретение относится к области компьютерной томографии (КТ). Система визуализации содержит источник излучения и матрицу чувствительных к излучению детекторов, включающую в себя матрицу сцинтилляторов и матрицу фотодатчиков, оптически связанную с матрицей сцинтилляторов, причем матрица сцинтилляторов включает в себя Gd2O2S:Pr,Tb,Се, причем количество Tb3+ равно или меньше, чем пятьдесят мольных частей на миллион. Технический результат - повышение световыхода сцинтиллятора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сцинтилляторному блоку, который может быть использован в рентгеновской детекторной матрице для компьютерной томографии (СТ). Сцинтилляторный блок содержит матрицу пикселей сцинтиллятора, причем каждый из пикселей сцинтиллятора имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковые поверхности и причем пиксели сцинтиллятора размещены так, что боковые поверхности соседних пикселей сцинтиллятора обращены друг к другу, и поглощающую рентгеновские лучи оболочку, содержащую электрически изолирующий, сильно поглощающий рентгеновские лучи материал, причем сильно поглощающий рентгеновские лучи материал имеет атомное число больше чем 50; причем поглощающая рентгеновские лучи оболочка размещена на нижней поверхности пикселей сцинтиллятора; поглощающая рентгеновские лучи оболочка содержит частицы сильно поглощающего рентгеновские лучи материала, причем частицы включены в связующий материал; 90% частиц имеют размер между 1 и 50 мкм; и поглощающая рентгеновские лучи оболочка покрывает по меньшей мере 80% нижней поверхности каждого из пикселей сцинтиллятора. Технический результат - повышение помехозащищенности электронной схемы сцинтилляторного блока. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-04-10 2016-04-11T10:56:51
Наверх