Способ спектрометрии импульсного рентгеновского излучения

 

СПОСОБ СПЕКТРОМЕТРИИ ИМПУЛЬСНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключакяцийся в облучении закрытьпс . различными фильтрами термолюминесцентных детекторов, отличающийся тем, что, с целью измерения спектра за время, меньшее длительности импульса рентгеновского излучения, детекторы облучают импульсом света с энергией кванта меньше ширины запрещенной зоны, интенсивностью, превьтшющей интенсивность рентгеновского излучения более чем на два порядка, и имеющим i длительность, меньшую длительности импульса рентгеновского излучения, (Л и синхронизованным с его началом. ;о ел 4 00

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (I9) ()I) (5!) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 324 1722/18-25 (22) 29.01.81 (46) 15.09.85. Бюп. В 34 (72) С.А.Зверев и В.К.Ляпидевский (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно- физический институт (53) 621.387.424 (088.8) (56) 1.джонсон Д. Система .регистрации спектров импульсов испускаемого плазмой рентгеновского излучения длительностью порядка наносекунд.

Приборы для научных исследований, 1974, т. 45, Ф 2, с. 47-52.

2.Зверев С.А. и др. Определение параметров спектров импульсного рентгеновского излучения по кривой ослабления. Тезисы докладов )(ХЧIII совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра

Хпма-Ата-Л., "Наука", 1978, с.559561 (прототип). (54) (57) СПОСОБ СПЕКТРОМЕТРИИ

ИМПУЛЬСНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, 1 заключающийся в облучении закрыться, различными фильтрами термолюминесцентных детекторов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью измерения спектра за время, меньшее длительности импульса рентгеновского излучения, детекторы облучают импульсом света с энергией кванта меньше ширины запрещенной зоны, интенсивностью, превышающей интен. сивность рентгеновского излучения более чем на два порядка, и имеющим длительность, меньшую длительности щ пульса рентгеновского излучения, и синхронизованным с его началом.

1 9500

Изобретение относится к области экспериментальных методов ядерной физики и может быть использовано для осуществления временного анализа потоков ядерных излучений, в 5 частности гамма-квантов.

Известен способ спектрометрии

rm:ульсного рентгеновского излучения, в котором спектр исследуемого излучения измеряют с помощью про- !О странственно разделенных детекторов, причем каждый детектор чувствителен к определенному спектральному ,диапазону, отличному от диапазонов чувствительности других детекторов (1). 15

Наиболее близким к изобретению является способ спектрометрии импульсного рентгеновского излучения, заключающийся в облучении закрытых различными фильтрами термолюминес- 20 центных детекторов f2) .

Детекторы с разными спектральными характеристиками получают с помощью набора фильтров различной толщины.

B пределах телесного угла, в котором

25 исследуемое излучение изотропно, помещают несколько детекторов полного поглощения, каждый из которых закрывают фильтром. В результате облучения получают зависимость показаний детекторов от толщины фильтра — кривую ослабления исследуемого излучения в веществе, иэ которого изготовлены фильтры. В дальнейшем по этой кривой . восстанавливают спектр излучения или 35 определяют отличие реального спектра излучения от модельного. Если длительность рентгеновского импульса меньше, чем временное разрешение детекторов, то способ позволяет измерить только ий" 40 тегральный за время импульса спектр, что значительно ограничивает возможности способа и является существенным недостатком. Например, длительность рентгеновского импульса лазер- 5 ,ной плазмы не превьппает величины

10 с, однако детекторов рентгенов-1в ского излучения с разрешением 10—

10 с не существует.

Целью изобретения является улуч- 50 шение временного разрешения при измерении спектров импульсного рентгеновского излучения, т.е. измерение спектра за время, меньшее длительности импульса рентгеновского излу- 55 чения.

Цель достигается тем, что по способу спектрометрии импульсного рентгеновского излучения, заключающемуся в облучении закрытых различными фильтрами термолюминесцентных детекторов, детекторы облучают импульсом света с энергией кванта меньше ширины запрещенной зоны, интенсивностью, превышающей интенсивность рентгеновского излучения более чем на два порядка (что достаточно для полной ионизации центров захвата), и имеющими длительность, меньшую длительности рентгеновского импульса излучения,. и синхронизованным с его началом.

Способ осуществляется следующим образом. Обычно при измерении кривой ослабления используют несколько фильтров различной толщины и столько же детекторов, измеряющих поток энергии излучения за фильтрами, т.е. эа одним фильтром располагают один детектор. В предлагаемом способе за каждым фильтром располагается не менее двух термолюминесцентных детекторов, т.е. фактически имеется два или более одинаковых спектрометра. Рассмотрим, как достигается цель изобретения на простом примере двух спектО рометров.

Все детекторы одного спектрометра ,синхронно с началом рентгеновского импульса длительностью 3 - начинают. облучать светом, который освобождает носители, локализующиеся на центрах захвата при облучении рентгеновским излучением, препятствуя тем самым запасанию светосуммы, и прекращают облучать через время дГ о /2. Второй спектрометр облучают только рентгеновским излучением, т. е. детекторы второго спектрометра запасают светосумму в течение времени ь, а детекторы первого — в течение времени

АС .Рассмотрим детекторы, расположенные за фильтром какой-нибудь опре.— деленной толщины..Показание детектора первого спектрометра пропорционально среднему потоку рентгеновского излучения за этим фильтром за время — Ь, а разность показ,".ний детекторов второго и первого спектрометров — среднему потоку излучения за время д . Это справедливо для любого фильтра, т.е. по кривой ослабления, измеренной первым спектрометром, можно определить спектр йзлучениК; усредненный за время — д,, а по разности кривых ослабления второго и первого спектрометров — спектр> усред950048

Корректор А. 3имок ос ов

Заказ 6397/2 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

3 ненный эа время ьь . Получим два спектра импульсного рентгеновского излучения, усредненные по двум следующим один за другим временным интервалам. Применяя не два,,а п одинаковых спектрометров, аналогично получим и спектров излучения, соответствующих и следующих друг за другом временных интервалов.

Предлагаемый способ дает возмож- 10 ность определить спектр излучения с временным разрешением д О = С /и, При этом используются такие положительные качества ТЛД, как возможность надежньх абсолютных измерений, широ кий динамический диапазон по дозе, хорошая воспроизводимость результатов, и существенно расширяются воз.можности исследования характеристик импульсного рентгеновского излучения. 20

Способ осуществляют с помощью спектрометра, который позволяет измерять кривую ослабления рентгеновского излучения лазерной плазмы в берил- ZS пии в девятнадцати точках. За каждым

Фильтром помещают пять ТЛД из алюмофосфатного стекла. В качестве светового излучения, препятствующего запасанию светосуммы, используют излучение лазера с длиной волны 0,69 мкм (будем называть этот лазер подсвечивающим). Источником рентгеновского излучения является лазерная плазма, получаемая при облучении плоской алюминиевой мишени лазером на неодииовом стекле. Плотность потока излучения лазера на мишени достигает

10 Вт/см, а длительность рентге14 новсцщго импульса составляет около п 40 ь = 2 10 с.Из пучка лазера подсветки формируют четыре импульса длительностью

Ф = 4 ° 10 с, ° = 8 ° 10 с, э =

1,2, 10Г с и ь, = 1,6 10 с.

Редактор О.Юркова Техред А.Кикемезей

За каждым фильтром, как уже упоминалось, помещается пять ТЛЛ диаметром 8 мм и толщиной 1 мм. Четыре иэ низ синхронно с началсм рентгеновского импульса (начало рентгеновского импульса совпадает с началом импульса лазера, создающего плазму, поэтому импульс подсветки синхронизуется с началом лазерного импульса) начинают облучать лазером подсветки, причем интенсивность подсветки выбирают такой, что ТЛЛ заметно не нагреваются, но в то же время не происходит эапасания свето" суммы. Первый из детекторов чувствителен к рентгеновскому излучению в течение времени С = 2 10 с, втол рой — в течение времени — +

= 0,4 -10 с, третий — в течение <, — 4z = 0,8 ° 10 з с, четвертый — в течение, — < = 1 2 10 с и пятый в течение "о — <1 = 1,6 10 с. Снятие показаний с. ТЛЯ производится на установке термовысвечивания фирмы

"Харшоу".

Разность показаний первого и второго детекторов за каждым фильтром пропорциональна средней энерги рентгеновского излучения за этим фильтром на интервале 0 — Г<, разность показаний второго и третьегона интервале о, —,, третьего и четвертого — на участке С

z четвертого и пятого — на участке

П п и показание пятого — на участке о — ь . В одном эксперименте получено пять кривых ослабления, соответствующих пяти временным интервалам. Далее по этим кривым восстанавливают спектры излучения.

Таким образом, предлагаемьвЪ способ позволяет измерять спектр рентгеновского излучения за время, меньшее длительности импульса.