Способ настройки сцинтилляционного счетчика
Использование: в экспериментальной физике, касается способа настройки сцинтилляционных счетчиков на любой экспериментальной установке. Сущность изобретения: на фотоэлектронный умножитель с помощью светодиода через прозрачное стекловолокно подается световой сигнал, эквивалентный количеству фотоэлектронов от дальнего конца сцинтиллятора при прохождении через него минимально ионизирующей частицы, что определяется по числу нулевых отсчетов. 1 ил.
Изобретение относится к экспериментальной физике, в частности к способу настройки сцинтилляционных счетчиков на любой экспериментальной установке.
Известен способ настройки сцинтилляционных счетчиков [1] по которому измеряется число зарегистрированных импульсов в единицу времени от напряжения на фотоэлектронном умножителе (ФЭУ) при неизменном числе фотонов, падающих на фотокатод. Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ настройки сцинтилляционных счетчиков [2] заключающийся в сравнении тройных совпадений с двойными. Принцип этого способа состоит в том, что перед и после настраиваемого счетчика устанавливаются сцинтилляционные счетчики. Сигналы с них после формирователей поступают на две схемы совпадений и после этого на пересчетки. По отношению счетов устанавливается требуемая эффективность регистрации счетчиком. Сущность заявляемого способа заключается в том, что на ФЭУ с помощью светодиода через прозрачное световолокно подается световой сигнал, эквивалентный количеству фотоэлектронов от дальнего конца сцинтиллятора при прохождении через него минимально ионизирующей частицы, что определяется по числу нулевых отсчетов. На чертеже представлена схема для реализации заявленного способа. Сцинтиллятор 1 просматривается ФЭУ 2 со светодиодом и прикрепленным к нему световолокном. Напряжение на ФЭУ изменяется при помощи источника 3 напряжения (ИН). Сигналы с генератора 4 импульсов (ГИ) поступают на светодиод и пересчетки 5, сигналы с ФЭУ на усилитель-формирователь (УФ) 6 или на низкопороговый формирователь (НФ) 7, затем на схемы 8 двойных совпадений (СС) и на пересчетки 5. Предлагаемый способ настройки сцинтилляционного счетчика реализован следующим образом. Сцинтилляционный счетчик должен регистрировать прохождение через него частицы с максимальной эффективностью. Эффективность регистрации зависит от двух факторов: первый количество фотонов, достигающих фотокатода ФЭУ, и второй формировка НФ сигнала с ФЭУ. Количество фотоэлектронов, достигающих ФЭУ, зависит от качества сцинтиллятора, его толщины и расстояния от места прохождения частицы через сцинтиллятор до ФЭУ. После выбора сцинтиллятора и его размеров экспериментатор не может влиять на количество фотонов, достигающих ФЭУ, с дальнего конца. Эта характеристика была определена с помощью анализатора спектра. В нашем случае среднее число фотонов, регистрируемых ФЭУ, равнялось пяти. Это значит, что с учетом логарифмического затухания света в сцинтилляторе при прохождении частицы ФЭУ регистрирует от пяти фотонов и выше. Так как этот процесс подчиняется нормальному распределению, это означает, что ФЭУ регистрирует прохождение частицы с эффективностью не ниже
(1 e-n) х 100% где n среднее число регистрируемых фотонов, т. е. не ниже 99,33% Сигналы с ФЭУ, подчиняясь нормальному распределению образуют спектр, который поступает на НФ с порогом обычно 10 мВ. Таким образом, для достижения указанной эффективности регистрации необходимо, чтобы порог формирователя не обрезал низкоамплитудную часть спектра, теряя при этом эффективность. Это достигается увеличением коэффициента усиления ФЭУ при повышении напряжения. Следовательно, задача сводится к тому, чтобы, подавая на ФЭУ с помощью светодиода количество света, эквивалентное приходящему от дальнего конца сцинтиллятора, увеличивать напряжение на ФЭУ до тех пор, пока НФ не начнет формировать 99,33% этих сигналов. Сигнал с ГИ 4 с подстраиваемой амплитудой поступает на светодиод, изолированный экраном во избежание электромагнитных наводок на ФЭУ. Свет от светодиода через прозрачное световолокно попадает на фотокатод ФЭУ. Сигнал с ФЭУ поступает на УФ 6 с порогом значительно ниже НФ, в нашем случае порог равнялся 0,3 мВ, после чего следует на СС 8 с сигналом от ГИ 4 и затем на пересчетку. Так как процесс подчиняется нормальному закону распределения, число просчетов (незарегистрированных импульсов) для необходимых пяти фотоэлектронов должно равняться Ne-n х 100% т.е. 67 на 10000 запусков ГИ. Получив эту величину изменением амплитуды ГИ, знают, что ФЭУ регистрирует пять фотонов. Подают сигнал с ФЭУ на НФ, после на СС с сигналом от ГИ и на пересчетку. Увеличивая напряжение на ФЭУ, добиваются регистрации импульсов с эффективностью 99,33% Использование предлагаемого способа настройки сцинтилляционного счетчика обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества. Значительно упрощается процедура. Минимален набор дополнительных средств (ГИ и УФ) на любое количество настраиваемых счетчиков (обычно на физических установках работают десятки сцинтилляционных счетчиков). Время настройки занимает минуты. В случае работы сцинтилляционных счетчиков как мюонных идентификаторов, которые, как правило, расположены между многометровой защитой, нет возможности вывести их в рабочий режим другими способами. Высока точность настройки. Работа с ГИ позволяет за секунды набирать большую статистику, соответственно уменьшая ошибку. Так как способ не требует присутствия около счетчиков, появляется возможность их контроля во время работы установки, что очень желательно с учетом температурных и других изменений. На крупных современных физических установках, насчитывающих сотни сцинтилляционных счетчиков, возможна полная автоматизация процесса настройки и контроля.Формула изобретения
СПОСОБ НАСТРОЙКИ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГО СЧЕТЧИКА, заключающийся в измерении эффективности счетчика при изменении напряжения на фотоэлектронном умножителе, отличающийся тем, что предварительно на фотоэлектронный умножитель с помощью светодиода через прозрачное световолокно подают световой сигнал, эквивалентный количеству фотоэлектронов от дальнего конца сцинтиллятора при прохождении через него минимально ионизирующей частицы, которое определяют по числу нулевых отсчетов.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Скважинный гамма-спектрометр // 1759150
Изобретение относится к ядерной геофизике, а именно к гамма-спектрометрам, работающим на каротажном кабеле и предназначенным для исследования нефтяных, угольных и рудных скважин
Устройство с позиционно-чувствительными детекторами для определения координаты электронной лавины // 1711108
Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для работы с коллектором, осуществляющим пропорциональное координате электрическое или неэлектрическое деления заряда поступающей на .него электронной лавины, и может использоваться в координатно-чувствительных детекторах на микроканальных пластинах
Изобретение относится к ядерной электронике и предназначено для временной привязки к моменту попадания заряженной частицы в сцинтилляци.онный счетчик ионизирующего излучения
Изобретение относится к ядерной электронике и может быть использовано при исследовании материалов с помощью оптических средств, в частности для диагностики плазмы по томсоновскому рассеянию
Электронный плотномер // 911971
Изобретение относится к области измерения ионизирующего излучения, в частности к сцинтилляционным детекторам, и предназначено для обнаружения и выделения наложения световых импульсов
Устройство для обнаружения контрабанды // 2161299
Изобретение относится к области обнаружения контрабанды и может быть использовано в контрольно-пропускных пунктах, авто- и железнодорожных станциях, аэропортах, таможенных службах и т.д
Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и радиационному приборостроению и может быть использовано в радиометрической и спектрометрической аппаратуре, а также в радиационных приборах контроля различных технологических параметров с применением сцинтилляционных счетных и спектрометрических блоков детектирования
Изобретение относится к детектору, предназначенному для измерения ионизирующего излучения, предпочтительно -излучения и рентгеновского излучения, содержащий сцинтиллятор и детектор света, детектор света стабилизирован благодаря использованию предварительно заданного источника света, предпочтительно светодиода (СД), где длительность и/или форма световых импульсов источника света отличаются от длительности и/или формы световых импульсов, излучаемых сцинтиллятором
Способ калибровки сцинтилляционного детектора высоких энергий и устройство для его реализации // 2647515
Группа изобретений относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов, конкретнее к способу калибровки сцинтилляционного детектора в диапазоне энергий от нескольких МэВ до сотен МэВ. Сущность изобретений заключается в том, что калибровка детектора осуществляется в два этапа. На первом этапе проводится линейная калибровка шкалы детектора по спектру гамма-линий в области низких энергий от 1 до 10 МэВ, а на втором этапе для перехода к нелинейному отклику детектора используется светодиодная калибровка. Устройство калибровки сцинтилляционного детектора высоких энергий состоит из двух каналов генератора импульсов тока для светодиодов, имеющих длину волны излучения, соответствующую максимуму спектра излучения сцинтилляционного кристалла, и расположенных в интегрирующей полусфере, которая с помощью оптического кабеля соединена с детектором. Технический результат - абсолютная калибровка энергетической шкалы сцинтилляционного детектора высоких энергий по всей энергетической шкале прибора. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.
