ДЕТЕКТОР Российский патент 2009 года по МПК G01T3/06 

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов.

Известен твердый сцинтилляционный детектор для измерения α-активности среды, содержащий секционированный сцинтилляционный датчик с металлическим отражателем и светоизолятором, оптически соединенный световодами с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ), в котором сцинтилляционный датчик выполнен в виде блока параллельных с зазором установленных призматических или цилиндрических стержней-световодов из оптически прозрачного нелюминесцентного материала, покрытых по образующей поверхности слоем сцинтиллятора цинка сернистого серебра ZnS(Ag) толщиной 30-50 мкм, поверх которого последовательно нанесены слой светоизолятора-отражателя из алюминия и слои защитных покрытий. Стержни-световоды сцинтилляционного датчика выполнены из органического, или из силикатного, или из кварцевого стекла, или из лейкосапфира. (Патент Российской Федерации №2059264, МПК: G01T 1/178, 1996.)

Недостатком данного детектора является низкая эффективность сцинтилляционного детектора.

Известен детектор годоскопа, содержащий блок из водородосодержащих сцинтиллирующих оптических элементов, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и фотоприемники, в котором сцинтиллирующие оптические элементы выполнены в виде покрытых светоотражающей оболочкой стержней с прямоугольным сечением a·b, стержни скомпонованы в пакет размерами k·b - по высоте, n·а - по ширине и длиной m·а, где а - ширина стержня пакета, b - высота стержня пакета, k - количество стержней по высоте пакета, n - количество стержней по ширине пакета, m - количество стержней по длине пакета, по крайней мере, на одной из граней каждого стержня пакета выполнены пазы, в пазах размещены сцинтиллирующие волокна, на торцах волокон расположены фотодиоды, по крайней мере, одна грань пакета последовательно покрыта двумя парами пластин для регистрации тепловых нейтронов и для регистрации гамма-квантов, каждая пара разделена дополнительными пластинами из веществ, ослабляющих соответствующие виды излучений, фотодиоды и пары пластин для регистрации тепловых нейтронов и для регистрации гамма-квантов обеспечены выводами для соединения со схемами регистрации сцинтилляционных вспышек. (Патент Российской Федерации №2308742, МПК: G01T 3/06, G01T 1/20, 2006. Прототип.)

Недостатком детектора, в котором сцинтиллирующие оптические элементы выполнены в виде покрытых светоотражающей оболочкой стержней, также является низкая эффективность одиночного детектора.

В общем случае спектральная чувствительность фотоприемника не согласована со спектром излучения сцинтиллятора. Это уменьшает количество фотоэлектронов, образующихся в фотоприемнике, и приводит к уменьшению эффективности сцинтилляционного детектора.

Данное изобретение устраняет недостатки и аналога, и прототипа.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение эффективности одиночного детектора, уменьшение потерь света в детекторе, увеличение эффективности сбора света на фотоприемник.

Технический результат достигается тем, что в детекторе, содержащем сцинтиллирующий оптический элемент, выполненный в виде покрытого светоотражающей оболочкой стержня, и фотоприемник, по крайней мере, с одного торца сцинтиллирующего оптического элемента перед фотоприемником установлен светофильтр, покрытый спектросмещающей пластиной.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где 1 - сцинтиллятор, 2 - светофильтр, 3 - спектросмещающая пластина, 4 - фотоприемник. Детектор работает следующим образом.

Фотоны, образовавшиеся в сцинтилляторе 1 под воздействием ионизирующей частицы, попадают на фотоприемник 4, где они преобразуются в фотоэлектроны. Фотоэлектронный сигнал усиливается, приводя к появлению электронного сигнала на выходе фотоприемника 4.

Для увеличения эффективности сцинтилляционного детектора путем согласования спектральной чувствительности фотоприемника 4 со спектром излучения сцинтиллятора 1 между ними установлена тонкая (около 1 мм) спектросмещающая пластина 3 из материала, исполняющего роль сместителя спектра. Спектросмещающая пластина 3 захватывает попавший в нее свет от сцинтилляционной вспышки и переизлучает его в длинноволновую часть оптического спектра, отвечающую спектральной чувствительности фотоприемника 4. Переизлученный свет распространяется во все стороны, в том числе и обратно в сцинтиллятор 1. Эта часть света теряется безвозвратно.

Для увеличения эффективности детектора путем согласования спектральной чувствительности фотоприемника 4 со спектром излучения сцинтиллятора 1, уменьшения потерь света в детекторе, увеличения эффективности сбора света на фотоприемник 1 между сцинтиллятором 1 и фотоприемником 4 установлена спектросмещающая пластина 3 из спектросмещающего материала, а на сцинтиллятор 1 нанесен светофильтр 2, который пропускает свет, возникший в сцинтилляторе 1, в спектросмещающую пластину 3 и отражает возникший переизлученный свет обратно в спектросмещающую пластину 3.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение эффективности одиночного детектора. Технический результат достигается тем, что в детекторе, содержащем сцинтиллирующий оптический элемент, выполненный в виде покрытого светоотражающей оболочкой стержня, и фотоприемник, с одного торца сцинтиллирующего оптического элемента перед фотоприемником установлен светофильтр, покрытый спектросмещающей пластиной. 1 ил.

Детектор, содержащий сцинтиллирующие оптические элементы, выполненные в виде покрытых светоотражающей оболочкой стержней, и фотоприемник, отличающийся тем, что с одного торца сцинтиллятора перед фотоприемником установлен светофильтр, покрытый спектросмещающей пластиной.