Устройство формирования спектрометрического импульса

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 481867

Ф

= 1„,/Г (61) Дополнительное к авт, свид-вуф 272445 (22) Заявлено I4.09.73 (21) I959533/26-25 (51) М. Кл. G OIt I/36

С. OIt 7/00 с присоединением заявки

Государственный коиитет

Совета Министров СССР ао делан изобретений и открытиИ (23) Приоритет (43) Опубликовано25,08,75. Бюллетень №3 (45) Дата опуоликования описания ЗЛЯ.>о (53) УДК 62I.384.2(008.8) Б. С. Новисов, П. А. Пулин, А, С. Максименко и А. И. Коссе, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С M. Кирова (54) устро ство ФогщигоВАния спкктго атрищского ияпульсА

Изобретение относится к эксперимен-- тально11 ядерной физике.

Известно устройство формирования спектрометрического импульса по авт. св, )й 272445, содержащее сцинтиллятор и фото множитель (ФЭУ), в котором-к аноду ФЭУ подсоединен электронный ключ, управляемый сигналом от управляющей схемы, соединенной с последним динодом

ФЭУ.

1О

Известное устройство обладает большим быстродействием однако она ограничивается быстродействием сцинтилляционного датчика и в случае применения кристалла N a g (Tl) не может превышать

15 (I-2) ХО имп/сек. При загрузке выше

IO имп/сек на выходе ФЭУ наблюдается. ухудшение амплитудного разрешения за счет наложения световых вспышек, comветствующих зареГистрировант1ыу части ® в самом сцинтилляторе. Амплитудное разрешение незначительно ухудшается, если при формировании спектрометрического сигнала напряжения на аноде ФЭУ интегрировать не весь ток, а его часть.

Цель изобретения - повысить загрузочную способность устройства (I0 имп/сек); при регистрации гамма5 ! квантов в энергетическом диапазоне от зо

250 до 2500 кв ю помощью " медленного" сцинтиллятора. а g (Tg), Это достигается тем, что устройство содержит последовательйо соединенные блок выделения заднего фронта спектрометрического импульса, формирователь компенсирующего сигнала и разрядный блок, состоящий из двух включенных

Рй вход одного из которых соединен с выходом формирователя компенсирующего сигнала, а выходы подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, с которым сое; динен вход блока выделейия заднего фронта спектрометрического импульса.

На фиг. I. представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2,3— льсы тока и напряженйя на аноде ФЭУ, состав устройства входят сцинтилляционный датчик I электронный ключ 2 управляющая схема 3, анод 4 ФЭУ, блок 5 выделения заднего фронта спектрометрического сигнала, формирователь компенсирующего сигнала 6, разрядный блок 7, состоящий из двух генераторов тока 8, 9, Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В результате поглощения гамма-кванта в сцинтилляционном датчике I на аноде и диноде ФЭУ появляются тонкие сигналы.

1В исходном состоянии электронный ключ

48)8б7 находится в замкнутом состоянии (внутреннее активное сопротивление мало, составляет десятки ом). Под действйем сигнала схемы управле йя, которая запускается передним фронтом ймпульса тока, снимаемого с динода, электронный ключ переводится в высокоомюе состояние на время, равное длительности сигнала схемы управления. В течение этого времени происходит интеграция выходного тока на айоде 4 ФЭУ цепью с постоянной времени Х = К С, где — внутреннее сопротивление ключа зак в закрытом состоянии (сотни ком), а

С вЂ” суммарная емкость анодной цепи вых

ФЭУ. После окончания длительности сигнала управления электронный ключ переходит в исходное состояние в малым внутренним сопротивлением (8 >, и я0 суммарная емкость С разряжается с постоянной времени 7 =Я С .- « Длительность сформированного я5 а а спектрометрического сигнала определяет . ся длительпастью сигнала управления (T) и равна ей. Для обеспечения загрузки

IHa выходе ФЭУ ХО имп/сек величина Т выбирается меньше длительности импульса тока на аноде ФЭУ (т. е. для формирования спектрометрического сигнала используется часть заряда (тока) на выходе ФЭУ, чтобы обеспечить допустимый про.- цент наложениИ спектрометрических сигналов на выходе ФЭУ. При Т=Х50 нсек чис; ло наложенных спектрометрических импульсов напряжения на аноде ФЭУ будет порядка

Х5-20ф от общего числа сигналов. В слу-, чае появления второго токового сигнала в момент времени k ä (смефиг.,,б), если не производить компейсапию "остаточного тока от первого сигнала (И 6) спектро45 метрический импульс напряжения на аноде ФЭУ от второго токового сигнала будет сформирован по амплитуде с ошибкой а, в результате чего в спектре амплитуд сигналов наблюдают частотно-зависи- о мые искажения, которые при загрузке IO имп/сек нд аноде ФЭУ весьма значительны. Для устранения указанных искажений необходимо при формировании второго спектрометрического импульса исключить заряд О,„, который создает ошибку ..л в амплитуде сигнала, Q при свекр ) ° Это кости вых гается вычитанием равного заряда 4 за время формирования спектрометричесКОГО сигнала (<2 — I)противоположно- 65 уо по знаку заряду Оп . Компенсация заряда 0„ осуществляетсй с помощью блока 5 выделения заднего гюнта спектрометрического .сигнала, щор7щрователя 1 70 компенсирчашего сигнала 6 и разрядног@ блока 7, Спектрометрический сигнал, следуя йа амплитудный анализ, одновременно подается на вход блока 5, которыи состоит из дифференцирующего звена и дискриминатора сигналов отрицательной полярности. На выходе блока 5 появляется короткий мщ льс положительной полярности, амплитуда которого равна аиплитуде спектроиетрикеского сигнала (см.фиг.З), и подается на вход (формирователя 6. Формирователь 6 содер- жит емкость, которая заряжается до амплитуды входйого сигнала,,и разряжается с йостоянной времени Г . Пос-

:кольку в первом приближении йорма све-, тового импульса в сцинтилляторе описывается выражением:Ф() -ср ехр (- — ), где — постоянная времейи высвечивания сцинтиллятора а форма импульса тока в

:влепи анбда аЭУ повторяет форму светового сигнала сцинтиллятора, то при

Г = Т форма импульса напряжения на емкости памяти в формирователе соответствует форме токового сигнала на аноде ФЭУ. Амплитуда этого сигнала ре гулируется при заряде емкости памяти и подбирается так, чтобы на аноде ФЭУ происходила полная компенсация заряда

3п. Сигнал с выхода формирователя по3 ается на уйравляющий вход разрядного лока, который состоит из двух генераторов 8 и 9 тока, подключенных к аноду ФЭУ, через которые протекают одинаковые токи. Причем генератор 8 имеет

° ° ° правляющий вход, соединенный с выходом ормирователя. Под действием сигнала ормирователя ток генератора изменяется, и разность роков двух генераторов стайовится отличной от нуля. Этот разностный ток протекает в направлении, противоположном анодному току ФЭУ, йричем форма разностного тока соответствует форме сигнала управления, снимаемого с выхрда формирователя 6 (см.фиг. З,б

m 2,à), в результате чего происходит ком-, пенсацйя заряда с „ разностным током ге нераторовв разрядного устройства.

Предмет изобретения, Устройство формирования спектромет рического импульса по авт.св. X 272445, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения загрузочной способности, оно содержит последовательно соединенные блок выделения заднего фронта спекч рометрического импульса, формирователь компенсирующего сигнала и разрядный блок, состоящии из двух включенных встречно генераторов тока, управляющий вход одйого из которых соединен: с выходом формирователя компенсирующего сигнал, а выходы подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, с которым соединен вход блока выделения заднего фронта спектро иетрического импульса. 1 /а РЯУ

7 ф

1 ац !

1

On

Л

C аик.

Uà

U„

Фиг.2

Составитель 3.ЧeaHo

Редактор ОГтени м Техред Я./Ймвlигы коКорректор 4. ДЗесов

4а ка - :ЗЙ 1 "3è. % 9ЪЬ Тираж 6/9 Подписное

Ц11И1111И Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

ППГ1 „Г!атент" Москва, Г-59, Бережковская наб., 24