Детектор излучения для визуализации изображения

 

ДЕТЕКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ВИ- ЗУАЛИЗАЦИИ ИЗОБРАМ(ЕНИЯ, выполненньй в виде камеры с газоразрядным промежутком , заполненной рабочей смесью на основе инертных газов, включающий два электрода; прозрачный и непрозрачньй , при этом прозрачный электрод со стороны газоразрядного промежутка имеет слой люминофора, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения долговечности и надежности детектора путем устранения разрушения слоя люминофора, в камеру введена микроканальная пластина с отверстиями из материала с высокой проводимостью , имеющая внешний омический контакт с прозрачным электродом, одной плоскостью непосредственно примыкающая к слою люминофора,, а другой ограничивающая газоразрядный промежуток , причем диаметр отверстий пластины на порядок меньше величины газоразрядного промежутка и толщины микроканальной пластины. 12Itttttt

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„884475

g(5g Н 01 J 47 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7„:

H Т0р н0 м cevpaxMscxev

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2947979/18-25 (22) 30,06.80 (46) 15. 12. 84. Бюл. и - 46 (72) В.Н. Ланшаков, В.И. Выстропов, В,Д. Дель и В.К. Кулешов (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском политехническом институте (53) 621.387.424(088.8) (56) 1. Патент США Р 3461293, кл. 250-836, опублик. 1969.

2. Патент ФРГ Р 1539704, кл. Н 01 J 18/01, опублик. 1971 (прототип) (54)(57) ДЕТЕКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, выполненный в виде камеры с газоразрядным промежутком, заполненной рабочей смесью на основе инертных газов, включающий два электрода; прозрачный и непрозрачный, при этом прозрачный электрод со стороны газоразрядного промежутка имеет слой люминофора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьш ения долговечности и надежности детектора путем устранения разрушения слоя люминофора, в камеру введе на микроканальная пластина с отверстиями из материала с высокой проводимостью, имеющая внешний омический контакт с прозрачным электродом, одной плоскостью непосредственно примыкающая к слою люминофора,. а другой ограничивающая газоразрядный промежуток, причем диаметр отверстий пластины на порядок меньше величины газоразрядного промежутка и толщины микроканальной пластины.

1 8844

Изобретение относится к устройствам для исследования внутренней структуры объектов и может быть при-I менено в радиационной интроскопии.

Известны газоразрядные детекторы, 5 имеющие высокую дозовую чувствительность и применяемые в преобразователях и усилителях изображения (1 g.

Детекторы выполнены на основе плоской герметичной газоразрядной камеры и содержит два электрода, один из которых прозрачный и служит для наблюдения и фотографирования светящегося изображения, и газовую среду, способную установить под действием импульсного электрического поля разряд из первичной ионизации, вызванной радиационным излучением.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является детектор излучения для визуализации изображения, выполненный в виде камеры с газоразрядным промежутком, заполненной рабочей смесью на основе инертных газов, включающий два электрода; прозрачный и непрозрачный, при этом прозрачный электрод со стороны газоразрядного промежутка имеет слой люминофора (2 ). В устройство для увеличения яркости светящегося изображения на электроды со стороны га30 зоразрядного объема нанесены люминесцентные слои. Электроны, ионы и ультрафиолетовое излучение газового разряда, достиг я слоев, вызывают их люминесценцию. Слой люминофора со стороны наблюдения выполнен в достаточной степени прозрачным для собственного излучения и видимого излучения газового разряда, что позволяет увеличить общую яркость формируемого изображения, Непосредственный контакт локализованных газовых разрядов со слоем люминофора приводит К его разрушению. В результате этого происходит, во-первых, загрязнение рабочего газа и, как следствие, изменение параметров детектора в процессе эксплуатации (таких> как пробивное напря- 50 жение, коэффициент ударной ионизации, время памяти, яркость и т.д.), Вовторых, возможен тепловой или электрический пробой диэлектрического люминесцентного слоя. Вместах пробоя SS развиваются более мощные газовые разряды. Изображение становится "пятнистым", что ухудшает его качество, 75 2

Цепью изобретения является повышение долговечности и надежности газоразрядного детектора путем устранения разрушения слоя люминофора.

Поставленная цель достигается тем, что в детекторе излучения для визуализации изрбражения, выполненном в виде камеры с газоразрядным промежутком, заполненной рабочей смесью на основе инертных газов, включающей два электрода; прозрачный и непрозрачный, при этом прозрачный электрод со стороны газоразрядного промежутка имеет слой люминофора, в камеру введена микроканальная пластина с отверстиями из материала с высокой удельной проводимостью, имеющая внешний омический контакт с прозрачным электродом, одной плоскостью непосредственно примыкающая к слою люминофора, а другой — ограничивающая газоразрядный промежуток, причем диаметр отверстий микроканальной пластины выбран на порядок меньше величины газоразрядного промежутка и толщины микроканальной пластины.

На чертеже изображен предлагаемый детектор.

Детектор 1 представляет собой газоразрядную камеру, ограниченную электродом 2 входного окна, прозрачным электродом 3, выполненным нанесением прозрачного проводящего покрытия Sn02 4 на стеклянную подложку 5, и диэлектрической рамкой 6. Электрод

3 отделен от газового промежутка 7 люминесцентным слоем 8, к которому одной плоскостью примыкает микроканальная пластина 9, ограничивающая другой плоскостью газоразрядный промежуток. Микроканальная пластина выполнена из металла с высокой удельной проводимостью и имеет омический контакт с электродом 3 выходного окI на камеры. Питание камеры осуществляется от высоковольтного генератора 10, который запускается блоком запуска

11, синхронизованным с импульсом рентгеновского излучения. Диаметр отверстий микроканальной пластины выбирается из следующих условий.

Для получения однородного поля в газоразрядном промежутке необходимо выполнение cooTHQBIeHHIr С В 2> где 12 — толщина газоразрядного ггромежутка. Для нормальной работы детектора оказывается достаточной однород1 ность:- поля, получаемая rlpH d := — Г . оТ8 1Р 2

Корректор A- Тяско

Редактор С. Титова Техред С.Мигунова

Заказ 9204/2 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 8844 где г обычно 5 — 10 мм. С другой стороны для усиления яркости изображения без пространственных искажений должно выполняться условие с1 с d„ (пиаметр излучающей области газовОго разряда) 0,2-0,5 мм и зависит от конструкции детектора, режима питания и типа газовой среды. Такое же требование предъявляется и к расстоянию между отверстиями. Инертные газы 10 прозрачны, для собственного УФ-излучения газовых разрядов, которое может распространяться на большие расстояния от места возникновения и производит фоновую засветку люминесцент- ного слоя. Это можно устранить путем выбора соответствующей толщины микроканальной пластины. Для обычно используемых толщин газоразрядных промежутков достаточным оказывается усло- 2б вие примерно десятикратного превышения толщины микроканальной пластины днаметра отверстий.

Рентгеновское излучение, пройдя объект контроля 12 и частично ослабившись в нем, попадает через электрод 2 в газоразрядный промежуток 7.

В результате взаимодействия рентгеновского излучения с газом в газоразрядном промежутке образуются области с различной плотностью ионизации, причем распределение плотности ионизации в плоскости преобразователя соответствует распределению потока падающего рентгеновского излучения.

Сразу после окончания импульса излучения генератор 10 запускается блоком 11 и подает на газоразрядную камеру 1 высоковольтные импульсы

40 длительностью (0,5-5) 10 с, которые

75 4 вызывают в газоразрядном промежутке

7 локализованные электрические разряды.

Ультрафиолетовое излучение газовых разрядов через каналы микроканальной пластины 9 попадает на люминесцентный слой, который преобразует его в видимое, при этом УФ-излучение косого падения поглощается стенками каналов. Так как микроканальная пластина имеет омический контакт с электродом 3, а соотношение диаметров каналов и толщины газоразрядного промежутка не приводит к искажению электрического поля, то газовые разряды не проникают в каналы микроканальной пластины. В результате этого не происходит разрушения слоя люминофора.

По сравнению с известным данное устройство имеет микроканальную пластину, ограничивающую газоразрядный . промежуток и препятствующую непосредственному взаимодействию газовых разрядов со слоем люминофора. Тем самым устраняется загрязнение газовой среды.

На основании предварительных экспериментальных исследований установлено, что срок службы данного детектора по сравнению с базовым увеличивается примерно в 6 раз, что дает .экономию только в потребности газового наполнения, технически чистого ксенона. Кроме этого, дополнительно будет иметь место уменьшение затрат времени на вакуумирование, заполнение и замену люминесцентного слоя, что существенно повысит (на 207) производительность труда при работе с детектором.