Сцинтилляционный детектор
Полезная модель относится к области детектирования источников нейтронного и гамма-излучения, особо источников нейтронов на фоне гамма-излучения, и предназначено для дозиметрической и таможенной практики, для систем радиационного мониторинга территорий и акваторий, для обнаружения и идентификации делящихся материалов, для обнаружения и идентификации радиологических источников.
Техническим результатом полезной модели является, упрощение конструкции, уменьшение количества используемых фотоприемников.
Технический результат достигается тем, что сцинтилляционный детектор содержит не менее двух сцинтилляторов различного типа с различными спектрами излучения, установленных последовательно, по крайней мере, на одном из торцов составного сцинтиллятора установлено такое же количество фотоприемников со спектральными чувствительностями или светофильтрами, согласованными с каждым типом сцинтиллятора, причем для регистрации быстрых нейтронов использован пластиковый сцинтиллятор, для регистрации тепловых нейтронов сцинтиллятор изготовлен из кристалла 6LiF, а для регистрации рентгеновских и гамма квантов сцинтиллятор изготовлен из кристалла NaI(Tl).
Полезная модель относится к области детектирования источников нейтронного и гамма-излучения, особо источников нейтронов на фоне гамма-излучения, и предназначено для дозиметрической и таможенной практики, для систем радиационного мониторинга территорий и акваторий, для обнаружения и идентификации делящихся материалов, для обнаружения и идентификации радиологических источников.
Известен детектор проникающих излучений, содержащий люминесцентный модуль и оптическую систему регистрации выходящего из него излучения, фотоприемники, отличающийся тем, что люминесцентный модуль выполнен в виде люминесцентного оптически прозрачного экрана-преобразователя, протяженного вдоль распространения излучения, в форме пластины, на поверхности которой расположен конденсор, а оптическая система регистрации излучения содержит отклоняющее зеркало и последовательно расположенные входной проекционный объектив, усилитель изображения, масштабирующий объектив и фотоприемники, выполненные в виде ПЗС-матрицы. Сцинтиллятор детектора выполнены виде пластины из люминесцирующего полистирола, из материала, чувствительного к рентгеновскому и гамма-излучениям или из люминесцирующего полистирола с добавкой бора. Патент Российской Федерации №2290664, МПК: G01T 1/20, 2006.
Известен сцинтилляционный детектор нейтронов, содержащий датчик-сцинтиблок, включающий в себя пластиковый сцинтиллятор для регистрации быстрых нейтронов, стеклянный сцинтиллятор на основе активированного церием 6Li-силикатного стекла для регистрации тепловых нейтронов, светоотражающее зеркало и фотоприемное устройство в виде фотодиодного регистратора или многоканального фотоумножителя и блок
электронной обработки сигналов, в котором пластиковый сцинтиллятор выполнен в виде призмы или цилиндра со светоотражающим покрытием по всей внешней боковой поверхности, а сцинтиллятор из 6Li-силикатного стекла с церием выполнен в виде стекловолокон, размещенных в продольных внутренних каналах пластикового сцинтиллятора. Патент Российской Федерации №2300782, МПК: G01T 23/22, 2007. Прототип.
И аналоги, и прототип достаточно громоздки и сложны в изготовлении.
Техническим результатом полезной модели является, упрощение конструкции, уменьшение количества используемых фотоприемников.
Технический результат достигается тем, что в сцинтилляционном детекторе со сцинтилляторами различного типа с различными спектрами излучения и фотоприемниками, сцинтиллятор выполнен составным и содержит не менее двух составных элементов различного типа с различными спектрами излучения, установленных последовательно, на одном из торцов составного сцинтиллятора установлено такое же количество фотоприемников со спектральными чувствительностями или светофильтрами, согласованными с соответствующим типом составного элемента сцинтиллятора, причем для регистрации быстрых нейтронов использован пластиковый сцинтиллятор, для регистрации тепловых нейтронов сцинтиллятор изготовлен из кристалла 6LiF, а для регистрации рентгеновских и гамма квантов сцинтиллятор изготовлен из кристалла NaI(Tl).
На чертеже представлен сцинтилляционный детектор, где: 1 и 2 - сцинтилляторы различного типа с различными спектрами излучения, 3 - световод, 4 - фотоприемники.
Устройство работает следующим образом. Фотоны, образовавшиеся в сцинтилляторе 1 или 2 под воздействием ионизирующей частицы,
попадают на фотоприемник 4, где они преобразуются в фотоэлектроны. Далее фотоэлектронный сигнал усиливается, приводя к появлению электронного сигнала на выходе фотоприемника 4. Для обеспечения одинакового светосбора фотоприемники 4 удалены от сцинтилляторов с помощью световода 3. При регистрации сцинтилляционных вспышек, возникающих в сцинтилляторах 1 и 2, с помощью двух или более фотоприемников 4, установленных с разных сторон гетерогенного сцинтилляционного детектора, разделение невозможно из-за того, что фотоприемники 3 находятся в различных положениях относительно сцинтилляционной вспышки, а количество фотонов, приходящих на фотоприемники 4, зависит от энергии частиц, эффективности преобразования поглощенной энергии в свет, количества фотонов, дошедших до фотоприемника.
Для разделения сигналов, поступающих с различных сцинтилляторов 1 и 2, уменьшения количества используемых фотоприемников 4 применены сцинтилляторы, с разным спектром излучения, и соответствующее количество фотоприемников 4 со спектральными чувствительностями или светофильтрами, согласованными с соответствующим сцинтиллятором 1 или 2. Фотоприемники (фотодиоды) 4 установлены с одной стороны гетерогенного сцинтиллятора и использованы для идентификации сцинтиллятора 1 или 2, в котором произошло регистрируемое событие, по отношению амплитуд импульсов, возникающих на выходе фотоприемников 4. Количество фотонов, приходящих на фотоприемники 4 в этом случае одинаково и не зависит в каком сцинтилляторе 1 или 2 произошла сцинтилляционная вспышка. Число образовавшихся фотоэлектронов и выходной сигнал фотоприемника 4 зависит от степени согласования спектра излучения со спектральной чувствительностью фотоприемника 4. В фотоприемнике 4 с согласованным спектром это количество и амплитуда будут выше, чем в
фотоприемнике с рассогласованным спектром. Отношение амплитуд сигналов, единовременно поступающих с фотоприемников 4, зависит от того, в каком сцинтилляторе 1 или 2 произошло регистрируемое событие. При регистрации комбинации различных излучений для регистрации быстрых нейтронов можно использовать пластмассовый сцинтиллятор, спектр излучения которого легко изменить с помощью красителей от синей области до желтой. Для регистрации тепловых нейтронов можно использовать 6 LiI со спектром излучения в области 470-485 нм, а для регистрации рентгеновского и гамма излучений можно использовать NaI(Tl) с длиной волны излучения вблизи 410 нм.
Сцинтилляционный детектор со сцинтилляторами различного типа с различными спектрами излучения и фотоприемниками, отличающийся тем, что сцинтиллятор выполнен составным и содержит не менее двух составных элементов различного типа с различными спектрами излучения, установленных последовательно, на одном из торцов составного сцинтиллятора установлено такое же количество фотоприемников со спектральными чувствительностями или светофильтрами, согласованными с соответствующим типом составного элемента сцинтиллятора, причем для регистрации быстрых нейтронов использован пластиковый сцинтиллятор, для регистрации тепловых нейтронов сцинтиллятор изготовлен из кристалла 6LiF, а для регистрации рентгеновских и гамма квантов сцинтиллятор изготовлен из кристалла NaI(Tl).
