Монитор

Авторы патента:

G01T1/18 - с помощью разрядных приборов, например счетчиков Гейгера (разрядные приборы H01J 47/00)

Владельцы патента RU 2640957:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ (RU)

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике. Монитор для измерения интенсивности пучка заряженных частиц, состоящий из сцинтилляционного счетчика, отличающийся тем, что сигнал с анода фотоумножителя через гальваническую связь поступает на электронную схему, состоящую из операционного усилителя, усиливающего и раздваивающего сигнал, при этом один сигнал посылается на формирователь импульсов, а другой на усилитель, с выхода которого подается на конденсатор, на котором суммируется заряд в течение цикла измерения интенсивности, затем конденсатор разряжается на преобразователь напряжение-частота, цуг импульсов с которого поступает на формирователь импульсов, а затем с формирователей импульсов сигналы поступают на счетчики импульсов. Технический результат – увеличение диапазона измеряемых интенсивностей и самокалибровка детектора. 1 ил.

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике.

Известна ионизационная камера для измерения интенсивности пучков заряженных частиц, состоящая из двух электродов, между которыми находится газ, установленных перпендикулярно пучку падающих частиц [Д. Ритсон. Экспериментальные методы в физике высоких энергий. Издательство "Наука", 1964, с. 500]. Между электродами подается напряжение, под влиянием которого электроны ионизации, образованные проходящим пучком, собираются на сигнальном электроде и регистрируются электронными схемами. Если сигнальный электрод сплошной, то регистрируемый сигнал пропорционален интенсивности падающего пучка.

Прототипом заявляемого изобретения является устройство, которое состоит из сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя (ф.э.у.) [А.И. Абрамов и др. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат, 1977]. Анод ф.э.у. соединен с формирователем импульсов, выход которого соединен со счетчиком импульсов. При прохождении через сцинтиллятор заряженной частицы в ф.э.у. возникает электрический импульс, он поступает на формирователь, а затем на счетчик импульсов. Это устройство, установленное на пучке заряженных частиц, регистрирует число частиц за цикл и определяет интенсивность. При длительности импульса с формирователя около 10^-8 с количество просчетов при интенсивности 10⁷ частиц/с будет 10% при статистически распределенных во времени частиц в пучке. Если пучок имеет нестатистическую равномерность, что типично для ускорителей, то число просчетов возрастает неконтролируемым образом. Поэтому такие мониторы интенсивности пучка надежно работают до интенсивностей около 10⁶ частиц/с. Основным недостатком таких детекторов являются просчеты при интенсивностях выше 10⁶ частиц/с (наложение импульсов).

У таких устройств имеется недостаток: ионизационные камеры являются относительными приборами, требуется отдельный детектор и отдельные измерения для калибровки.

Задача изобретения: расширение диапазона измеряемых интенсивностей и абсолютная калибровка монитора без привлечения дополнительных детекторов.

Технический результат - увеличение диапазона изменяемых интенсивностей и самокалибровка детектора.

Технический результат обеспечивается тем, что в устройстве содержатся две части: счетная и интегрирующая, позволяющая измерять интенсивность пучка.

На фигуре 1 изображено заявляемое устройство. Оно включает сцинтиллятор 1, ф.э.у. 2, анодное сопротивление 3, операционные усилители 4 и 5, конденсатор 6, преобразователь напряжения-частота 7, формирователи импульсов 8 и 9.

Монитор работает следующим образом. Заряженные частицы пучка, проходящие через сцинтиллятор 1, создают в ф.э.у. 2 электрические импульсы тока на сопротивлении 3. Соединенная через гальваническую связь электронная схема, состоящая из операционного усилителя 4, усиливает и раздваивает сигнал, посылая один сигнал на формирователь 8, а другой - на усилитель 5, с выхода которого сигнал подается на конденсатор 6, на котором суммируется заряд в течение цикла измерения интенсивности. Этот конденсатор затем разряжается на преобразователь напряжение-частота 7. Цуг импульсов с этого преобразователя поступает на формирователь 9. Выходы с обоих формирователей 8, 9 поступают на счетчики импульсов.

При интенсивности пучка 10⁴-10⁶ частиц/с просчетами сцинтилляционного счетчика можно пренебречь, и соотношение между числом отсчетов с него и числом отсчетов с преобразователя 7 является абсолютной калибровкой монитора. При интенсивности пучка выше 10⁶ частиц/с просчетами нельзя пренебречь, а канал измерения заряда будет оставаться линеен до величины, определяемой линейностью ф.э.у., что соответствует интенсивностям практически на порядок величины выше, чем у счетного канала.

Преимущества:

- линейность детектора в широком диапазоне интенсивностей;

- для абсолютной калибровки монитора не требуется привлечения дополнительных детекторов;

- возможность использования стандартного сцинтилляционного счетчика без дополнительных переделок.

Монитор для измерения интенсивности пучка заряженных частиц, состоящий из сцинтилляционного счетчика, отличающийся тем, что сигнал с анода фотоумножителя через гальваническую связь поступает на электронную схему, состоящую из операционного усилителя, усиливающего и раздваивающего сигнал, при этом один сигнал посылается на формирователь импульсов, а другой на усилитель, с выхода которого подается на конденсатор, на котором суммируется заряд в течение цикла измерения интенсивности, затем конденсатор разряжается на преобразователь напряжение-частота, цуг импульсов с которого поступает на формирователь импульсов, а затем с формирователей импульсов сигналы поступают на счетчики импульсов.

Изобретение относится в целом к узлам обнаружения излучения, в частности к узлу обнаружения излучения, поддерживаемому по меньшей мере одной опорной конструкцией. Узел радиационного обнаружения содержит ионизационную камеру для обнаружения излучения.

Пучковый монитор // 2616930

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике. Пучковый монитор для измерения интенсивности пучка частиц и его пространственного распределения представляет набор из сигнальных и высоковольтных электродов, расположенных перпендикулярно падающим частицам, при этом сигнальные электроды с фиксирующими опорными колонками отделены газовым зазором около 100 мкм при атмосферном давлении; между электродами подается напряжение, под влиянием которого электроны ионизации собираются на сигнальном электроде.

Детектор излучения // 2616775

Изобретение относится к области обнаружения ионизирующего излучения. Сущность изобретения заключается в том, что детектор излучения содержит по меньшей мере одно оптическое волокно, подходящее для распределенного волоконно-оптического акустического/вибрационного измерения рядом с по меньшей мере первым электродом, разнесенным со вторым электродом, с газом между первым и вторым электродами.

Способ измерения высоких уровней мощности дозы гамма-излучения и устройство для его осуществления // 2581391

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений, а именно гамма-излучения с применением газоразрядных счетчиков. Способ измерения высоких уровней мощности дозы гамма-излучения заключается в том, что измерения проводят с применением газоразрядного счетчика, питающегося от источника линейно изменяющегося высокого напряжения, при этом сформированные на счетчике импульсы при регистрации гамма-кванта поступают на пересчетную схему после амплитудной дискриминации, осуществляемой двухуровневой пороговой схемой. .

Способ изготовления сенсора ионизирующего излучения // 2575939

Использование: для преобразования воздействия ионизирующего излучения в электрический сигнал. Сущность изобретения заключается в том, что на полированной пластине, вырезанной из слитка сверхчистого кремния n-типа проводимости формируется сенсор, для чего последовательно производятся первая химическая отмывка пластины в растворе поверхностно активных веществ, содержащих комплексоны, формирование слоя окисла кремния термическим окислением в атмосфере сухого кислорода с добавлением хлорсодержащих компонентов, имплантация ионов примеси р-типа проводимости в рабочую сторону пластины и ионов примеси n-типа проводимости в нерабочую сторону пластины при температуре не менее 50°С с энергией имплантации не более 200 кэВ и с дозой имплантации не более 1000 мкКл/см2, повторная химическая отмывка пластины в растворе поверхностно активных веществ, содержащих комплексоны, формирование слоя окисла кремния термическим окислением в атмосфере сухого кислорода с добавлением хлорсодержащих компонентов, повторная имплантация ионов примеси р-типа проводимости в рабочую сторону пластин и ионов примеси n-типа проводимости в нерабочую сторону пластин при температуре не более 25°С с энергией имплантации не более 200 кэВ, нанесение слоя алюминия на обе стороны пластин, формирование омического контакта путем вжигания алюминия и осаждение пассивирующего покрытия на рабочую сторону пластин, а затем проведение двухстадийного постимлантационного отжига.

Матричный сенсор ионизирующего излучения // 2551257

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования ионизирующего излучения в электрический сигнал. Сущность изобретения заключается в том, что матричный сенсор (чувствительный элемент) ионизирующего излучения представляет собой p-i-n структуру, выполненную по планарной технологии.

Эмиссионный калориметр // 2549611

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике. Эмиссионный калориметр для измерения энергии частиц представляет собой сандвич из поглотителя и активных элементов, расположенных перпендикулярно падающим частицам, при этом активные элементы состоят из двух электродов, разделенных газовым зазором около 100 мкм при атмосферном давлении, один из электродов подключен к источнику напряжения порядка 50 кВ/см, а другой электрод подключен к блоку амплитудного анализа.

Сенсор ионизирующего излучения // 2545502

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования ионизирующего излучения в электрический сигнал, измерение которого позволяет определить уровень радиации и набранную дозу гамма-, протонных, электронных и альфа-излучений.

Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка) // 2540066

Изобретение относится к космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата содержит приемник ионов, установленный на расстоянии от контролируемой поверхности космического аппарата, спутниковый модем, устройство формирования сигнала, при этом спутниковый модем, устройство формирования сигналов и приемников ионов заключены в одном защитном корпусе, вход приемника ионов соединен с устройством формирования сигнала, выход которого соединен со входом спутникового модема, соединенного с антенной, фокусирующую сетку, прикрепленную к защитному корпусу, устройство ионизации потока газовых частиц, прикрепленное со стороны фокусирующей сетки к защитному корпусу, в защитном корпусе установлен фотоэлектронный умножитель, а на контролируемой поверхности космического аппарата установлен пьезодатчик, соединенный с помощью усилителя с устройством формирования сигнала, при этом на поверхности космического аппарата установлены измерительные антенны не менее трех штук, которые дополнительно снабжены антенными усилителями, соединенными с устройством формирования сигнала.

Способ регистрации частиц детекторами на основе дрейфовых трубок // 2530436

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может быть использовано в установках физики элементарных частиц и в исследованиях, проводимых ядерно-физическими методами в потоках заряженных частиц или рентгеновского излучения.

Устройство ограничения давления в корпусе, связанное с конструкцией корпуса // 2643786

Изобретение относится к области радиационного контроля окружающей среды. Узел радиационного обнаружения содержит ионизационную камеру для обнаружения излучения. Ионизационная камера содержит объем со сжатым газом. Наружный корпус вмещает ионизационную камеру в своем внутреннем объеме и содержит разрушаемую часть. Ограничительный узел ограничивает путь потока газа от ионизационной камеры к разрушаемой части наружного корпуса, которая сбрасывает давление внутри ионизационной камеры, когда давление сжатого газа в ионизационной камере превышает заданное давление, так что по меньшей мере часть сжатого газа протекает через ограничительный узел и через разрушаемую часть наружного корпуса. Сжатый газ затем выпускают на наружной стороне наружного корпуса. Также описан способ уменьшения давления в узле радиационного обнаружения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.