Газовый сцинтилляционный счетчик мягкого рентгеновского излучения

Авторы патента:

БАРОН САРРА ХОНОВНА

СОТНИКОВ ВИКТОР АЛЕКСЕЕВИЧ

G01T1/205 - газовых

О П И С А Н И Е (ii) 446009

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сою Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 11.07.72 (21) 1807870/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.10.74. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 06.03.75 (51) М. Кл. G 01t 1/205

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 539.1.074.3 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

С. Х. Барон и В. А. Сотников

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт

«Цветметавтоматика» (54) ГАЗОВЫЙ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ СЧЕТЧИК МЯГКОГО

РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Для регистрации рентгеновского излучения обычно используются газоразрядник и сцинтилляционные счетчики. Счетчики имеют следующие недостатки;

1) пропорциональные счетчики, выходной сигнал которых равен 1 вЂ” 10 мв, необходимо подсоединять к усилительной аппаратуре;

2) счетчики Гейгера вЂ” Мюллера имеют плохое временное разрешение;

3) сцинтилляционные счетчики на основе монокристаллов Na J (Tl) сложны в изготовлении и обычно имеют малую апертуру из-за трудности выполнения тонких монокристаллов

Ка1 (Tl) большого диаметра.

Для регистрации мягкого рентгеновского излучения применяют также газовые сцинтилляционные счетчики на основе ксенона, которые позволяют значительно увеличить световой выход путем введения сцинтиллирующего газа в электростатическое поле.

Газовый счетчик состоит из фотоэлектронного умножителя и газового сцинтиллятора, камера которого выполнена в виде низкого стеклянного цилиндра. Перпендикулярно оси цилиндра натянута анодная нить; катод составляют основание цилиндра, изготовленное из алюминия, и стальная сетка, натянутая перед другим основанием, стеклянным, являющимся входным окном сцинтиллятора. Выходное окно покрыто тонким слоем органического светопреобразователя (р-кватерфенила) для согласования спектра излучения газа, основная часть которого лежит в области далекого ультрафиолета, с областью спектральной чувствительности фотоэлектронного умножителя.

Основной недостаток описанного счетчикавЂ” быстрое уменьшение светового выхода со временем, вызванное загрязнением рабочего газа

10 парами и продуктами распада органического светопреобразователя, а также газами, выделяющимися из стенок камеры. Стабильность работы счетчика обеспечивается непрерывной циркуляцией сцинтиллирующего газа через

15 установку, в которой он очищается от вредных примесей. Сложность и значительные габариты таких установок исключают использование газовых сцинтилляционных счетчиков в ряде областей науки и техники. Кроме того, 20 конструктивное решение описанного счетчика не позволяет полностью реализовать такие преимущества газовых сцинтилляционных счетчиков, как быстродействие и относительно большая величина выходного сигнала.

25 Цель изобретения вЂ” улучшение амплитудного и временного разрешения счетчика. Цель достигается благодаря тому, что в качестве светопреобразователя использован вольфрамат кальция, а плоскопараллельные электро30 ды образованы торцовыми окнами сцинтилля446009

Составитель В. Прорвич

Редактор Т. Орловская Техред В. Рыбакова Корректор Н. Лебедева

Заказ 441)6 Изд, Pfo 307

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, 3(,-35, Раушская

Тираж 708 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ционной камеры, одно из которых изготовлено из материала, прозрачного для мягкого рентгеновского излучения, а другое вЂ” из материала, прозрачного для света, регистрируемого фотоэлектронным умножителем.

Использование в предложенном счетчике вольфрамата кальция вместо органических веществ позволяет подвергать колбы газовых сцинтилляторов обычной вакуумной обработке с обезгаживанием при высокой температуре и создавать долговечные отпаянные приборы, не нуждающиеся в непрерывной циркуляции газа через очистительное устройство.

Применение вольфраматных светопреобразователей увеличивает световой выход газовых сцинтилляторов, так как по конверсионной эффективности вольфраматы приближаются к NaJ(TI) и значительно превосходят органические светопреобразователи. Время высвечивания вольфраматов порядка 10 вЂ” сек, что вполне удовлетворяет условия обычного света (наблюдаемая при возбуждении к-частицами и высокоэнергетическими гамма- и рентгеновскими квантами фосфоресценция вольфрамата кальция со временем высвечивания порядка 10 вЂ” сек отсутствует при возбуждении ультрафиолетовым излучением).

Применение плоскопараллельной системы электродов с однородным электростатическим полем позволяет повысить быстродействие счетчика по сравнению со счетчиком с центральной анодной нитью на порядок, а вынесение электродов из внутреннего объема камеры существенно улучшает условия светосбора.

По сравнению с газовым счетчиком Поликарпо предложенный счетчик имеет такие очевидные преимущества, как технологичность конструкции, хорошие условия светосбора, высокое временное разрешение, возможность из готовления в виде отпаянного прибора, что расширяет область его применения в рентгеноспектральных анализаторах состава вещества и в других устройствах, связанных с детектированием мягкого рентгеновского излучения, наряду со сцинтилляционными счетчиками на основе монокристаллов NBJ(TI), от которых он выгодно отличается простотой изготовления и возможностью получения детекторов прак1о тически любых размеров и формы.

Лабораторные исследования показали, что предложенные счетчики с ксеноновым наполнением при давлении 750 торр сохранили свою работоспособность в течение полутора лет, причем в области энергий 8 вЂ” 12 кэв они

IHp. уступают сцинтилляционным счетчикам на основе NaJ(TI) по световому выходу и эффективности регистрации.

Z0 Предмет изобретения

Газовый сцинтилляицонный счетчик мягкого рентгеновского излучения, состоящий из фотоэлектронного умножителя и находящейся в оптическом контакте с ним камеры, наполненной газом, снабженной системой плоскопараллельных электродов, входным окном из материала, прозрачного для мягкого рентгеновского излучения, и выходным окном, внутренняя поверхность которого покрыта тонкой пленкой светопреобразователя для согласования спектра излучения газового разряда с областью спектральной чувствительности фотоэлектронного умножителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения амплитудного и временного разрешения, электроды совмещены с входным и выходным окнами, а в качестве светопреобразователя использовано вольфраматное соединение, например воль40 фрамат кальция.

Газовый сцинтилляционный счетчик мягкого рентгеновского излучения

Изобретение относится к области рентгеновского и ядерного приборостроения и может быть использовано при регистрации ионизирующего излучения по световому излучению газа в таких детекторах, как электролюминесцентный детектор, газовый пропорциональный сцинтилляционный счетчик и т.п

Газовый координатный электролюминесцентный детектор // 2145096

Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к газоразрядным детекторам ионизирующего излучения, обеспечивающим регистрацию энергии и координат ионизирующего излучения

Устройство и способ дистанционного обнаружения источника - излучения // 2188437

Изобретение относится к устройству и способу дистанционного обнаружения и отображения источников -частиц, то есть частиц, энергия которых обычно меньше чем 10 мэВ

Детектор рентгенорадиометрического анализатора // 814079

Газовый сцинтилляционный счетчик электронов // 1144506

Газовый электролюминесцентный детектор ионов и способ идентификации ионов // 2617124

Изобретение относится к детекторам ионов на космических аппаратах и в области ускорительной атомной масс-спектрометрии - с улучшенными характеристиками по степени идентификации ионов. Предложен детектор, работающий в условиях вакуума, состоящий из корпуса, заполненного благородным газом (Ar, Kr, Xe, Ne или He) при низком (около 0.01-0.5 атм) давлении, входного окна для пропуска ионов внутрь детектора, дрейфового объема, сформированного катодом из проводящей сетки и полеформирующими электродами, электролюминесцентного зазора (ЭЛ зазора), сформированного двумя проводящими параллельными сетками, фотоприемниками для регистрации пропорциональной электролюминесценции в ЭЛ зазоре, согласно изобретению фотоприемником является многоканальная сборка гейгеровских лавинных фотодиодов (ГЛФД) в виде матрицы, чувствительных в видимой и ближней инфракрасной (ИК) области спектра или в области вакуумного ультрафиолета (ВУФ), а плоскость ЭЛ зазора расположена либо перпендикулярно плоскости входного окна, т.е. вдоль трека иона и с поперечным дрейфом электронов первичной ионизации по отношению к треку, либо параллельно плоскости входного окна, т.е. поперек трека иона и с продольным дрейфом электронов первичной ионизации по отношению к треку. Детектор способен эффективно регистрировать отдельные ионы, т.е. работать в режиме счета ионов при их полной остановке в детекторе, и идентифицировать ионы путем измерения одновременно их полной энергии, а также ионизационных потерь (dE/dx) вдоль трека путем его сегментации на сектора измерения как с достаточно высоким пространственным разрешением вдоль трека (Δx<1 см), так и с высоким энергетическим разрешением для каждого из сегментов трека (σ/Е<2%). Заявляемая совокупность признаков позволяет регистрировать и идентифицировать ионы с энергией выше порядка 1 МэВ, причем с достаточно высоким пространственным (<1 см) и энергетическим (<2%) разрешением, что позволит повысить способность к идентификации ионов по сравнению с другими детекторами ионов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.