СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК ТОРМОЗНОГО ИЛИ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК G01T1/167 

Предлагаемое изобретение относится к области ядерной и радиационной физики и может быть использовано для регистрации гамма- или тормозного излучения (ТИ) мощных импульсных источников, например типа линейного индукционного ускорителя ЛИУ-30 [1. Пунин В.Т., Савченко В.А., Завьялов Н.В., Гордеев B.C., Герасимов А.И., Смирнов И.Г., Воинов М.А., Кошелев А.С., Кувшинов М.И. Мощные линейные индукционные ускорители электронов и облучательные комплексы на их основе для радиационных исследований. ВАНТ. Серия ФРВРЭА, №3-4, стр.95-99, 2000 г.] с целью определения характеристик излучения. К характеристикам гамма-излучения или ТИ, в частности, относятся: φ_w(t) - плотность потока энергии, φ(t) - плотность потока квантов; спектрометрические характеристики: φ(E) - энергетическая плотность потока квантов излучения - спектр квантов, средняя энергия квантов , а также интегральные значения приведенных временных зависимостей за импульс излучения. Актуальной задачей является повышение точности определения характеристик ТИ.

Для обозначения проблематики сделаем предварительные пояснения, касающиеся терминологии в характеристиках детекторов, особенностей работы мощных источников типа ЛИУ-30 [1] и определения спектрометрических характеристик излучения:

- детекторы, регистрирующие потоки излучений мощных импульсных источников, имеют, в частности, следующие характеристики. Спектральной характеристикой (СХ) называется зависимость чувствительности детектора от энергии частиц излучения [2. Веретенников А.И., Горбачев В.М., Предеин Б.А. Методы исследования импульсных излучений. М., Энергоатомиздат, 1985 г., стр.9], в данном случае гамма-квантов или квантов ТИ. Амплитудной характеристикой детектора (АХ) называется зависимость тока с детектора от плотности потоков квантов [2, стр. 8]. Реальные АХ детекторов, в том числе так называемых линейных детекторов, не являются идеально-линейными. Другими словами, АХ являются линейными только в пределах некоторых погрешностей, которые чем больше, тем больше амплитудный диапазон работы детекторов и смещение рабочих участков по АХ;

- особенностью функционирования мощных источников типа ускорителя ЛИУ-30 [1] является проведение сложных многократных облучательных экспериментов, требующих различное время для подготовки, а также включение в разных импульсах переменного числа ускорительных блоков, при этом потоки ТИ в разных импульсах отличаются на несколько порядков с некоторым изменением спектра квантов. Из этих особенностей функционирования мощных источников следуют требования к схеме измерения характеристик ТИ: независимость от времени прогрева аппаратуры, работа в динамическом диапазоне потоков в несколько порядков и т.д.;

- при регистрации излучения высокой интенсивности детекторы не различают отдельные кванты, а регистрируют импульс излучения в целом. Спектрометрические характеристики гамма- или тормозного излучения φ(Е), мощных источников могут определяться, в частности, на основе использования набора детекторов с различными СХ. Физические способы получения набора детекторов с различными СХ для спектрометрии квантов могут быть различными. При определении спектрометрических характеристик квантов излучения может использоваться, в частности, интегральное уравнение Фредгольма [2, стр.109], в котором используются СХ произвольного вида. При обработке данных одновременно в комплексе определяются характеристики φ_w(t), φ(t). Спектрометрические характеристики квантов φ(E), определяются на основе относительных откликов с детекторов. Характеристики φ_w(t), φ(t) определяются на основе абсолютных откликов с детекторов. Для определения спектрометрических характеристик квантов следует разрабатывать схемы регистрации, которые обеспечивают наилучшую точность определения относительных откликов с детекторов. В предлагаемом изобретении улучшается точность определения относительных амплитуд откликов с детекторов без изменения показателей точности определения абсолютных амплитуд.

Существует способ и схема (аналоги) регистрации обычным измерительным каналом (ИК) излучений разной природы (с разной чувствительностью) от одного источника смешанного излучения. Таким источником может быть плазменный фокус, импульсный реактор, лазерный термоядерный синтез и т.д. Импульсы от разных излучений разделяются по времени пролета в воздухе. На осциллограмме последовательно регистрируются импульсы от гамма-квантов, ДТ-нейтронов, нейтронов деления [3. P.Cloth, Н.Conrads. Neutronics of a dense-plasma focus-an investigation of a fusion plasma. Nuclear Science and Engineering. 62. 1977, pp.591-600, fig.3]. Данный способ регистрации нескольких импульсов, в том числе от разных видов излучения на одном измерительном канале, является сложением (суммированием) импульсов. Спектрометрия нейтронов возможна методом времени пролета - МВП [2, стр.60]. Недостатком данного способа и схемы сложения является то, что гамма-кванты летят с одинаковой скоростью и их спектрометрию нельзя проводить по времени пролета. Поэтому данный способ не позволяет получать информацию о характеристиках гамма-квантов.

Существует способ и схема (аналоги) регистрации излучений с помощью конверторов, на которых происходит рассеяние излучения или образование вторичного излучения. Способ применяется, в частности, для измерения спектра гамма- или тормозного излучения по вторичным фотонейтронам с применением конвертора из D₂O [4. O"Dell А.А., Sandifer C.W., Knowlen R.B., George W.D. Measurement of absolute thick-target bremsstrahlung spectra // NIM. 6I (1968), p.340-346]. Измерение спектра гамма- или тормозного излучения по вторичным фотонейтронам основано на методе МВП. Недостатком способа спектрометрии гамма- или тормозного излучения по вторичным фотонейтронам и соответствующей схемы является невозможность определения временной зависимости спектра квантов в импульсе, а также невозможность измерения спектра квантов ниже порога реакции. Данный способ не позволяет получать полную информацию о характеристиках гамма- или тормозного излучения.

Известен способ (прототип) регистрации характеристик тормозного или гамма-излучения [2, стр.97], заключающийся в формировании откликов измерительной системы на воздействие излучения при детектировании излучения несколькими детекторами, преобразовании полученных откликов с каждого из детекторов в соответствующие электрические аналоги, суммировании электрических аналогов откликов на один канал регистрации с использованием разделения импульсов во времени.

Существует техническая схема (прототип) сложения или суммирования электрических импульсов с нескольких детекторов на один измерительный канал [2, стр. 97], представляющая собой измерительную систему, преобразующую излучение с помощью детекторов в отклики, отклики в их электрические аналоги с последующим суммированием посредством регистратора электрических аналогов откликов. Импульсы с детекторов разделяются на одном регистраторе по времени за счет наличия дополнительной задержки в кабеле второго и следующих детекторов до места соединения (сложения) кабелей. Время прохождения импульса по линии задержки должно быть, естественно, больше длительности импульса излучения с учетом затягивания в переходных процессах. Описана возможность использования в данной схеме разных типов детекторов и с разными СХ. В случае относительно слабых потоков используются детекторы, имеющие схемы усиления импульсов. Такими детекторами с усилением могут быть сцинтилляционные детекторы на основе фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), например, могут использоваться серийные детекторы на основе импульсных ФЭУ [2, стр. 74; 5. Средства диагностики однократного импульсного излучения. Сб. Трудов НИИИТ. Составители Веретенников А.И., Даниленко К.Н. М., ИздАТ. 1999. 250 с., стр. 36]. Как ФЭУ, так и источники питания требуют прогрева в течение 10 мин [5]. Используемые в настоящее время цифровые регистраторы, например TDS, требуют прогрева в течение 10-20 минут [6. Руководство пользователя Tektronix. Цифровые люминофорные осциллографы серии TDS3000B, стр. А-1].

Недостатком способа-прототипа со сложением электрических импульсов является неидеальная линейность преобразования импульса излучения в импульс тока при детектировании. Это связано как с наличием нестабильностей различных типов детекторов, так и с неидеальностью их АХ при регистрации потоков, изменяющихся на несколько порядков. В этом случае относительные отклики с разных детекторов имеют определенный разброс по амплитудам, что затрудняет определение спектрометрических характеристик излучения.

Недостатком прототипа - аппаратурной схемы регистрации с использованием, в частности, детекторов на основе фотоумножителей является присущая ФЭУ некоторая нестабильность (временная, связанная с питанием и прогревом, температурная) коэффициента усиления и чувствительности, связанная с многокаскадным характером усиления. Существуют также нестабильности других элементов измерительных каналов, но основным фактором нестабильности является ФЭУ.

Другой недостаток технической схемы-прототипа связан с тем, что АХ двух или нескольких детекторов не являются идеально-линейными и идеально совпадающими. Фактор смещения рабочих участков АХ при изменении выхода излучения из источника приводит к погрешности определения относительных откликов с детекторов, особенно если потоки изменяются в диапазоне в несколько порядков. Это является дополнительным источником погрешностей определения спектрометрических характеристик излучения данным методом.

Задача состоит в усовершенствовании способа и устройства регистрации излучения, повышение информативности при регистрации характеристик гамма-квантов или ТИ, в том числе за счет получения спектрометрических характеристик.

Техническим результатом способа и устройства на основе использования принципа суммирования откликов является повышение (без изменения точности определения абсолютных амплитуд) точности измерения относительных амплитуд электрических аналогов откликов, сформированных в результате воздействия на измерительную систему импульсных потоков гамма-квантов или квантов ТИ, в том числе при изменении потоков излучения от импульсного источника в диапазоне нескольких порядков и при долговременной работе со схемой, а также достижение практической независимости точности измерений от времени прогрева аппаратуры и одновременно долгосрочной стабильности схемы измерений.

Технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа регистрации характеристик тормозного или гамма-излучения мощных импульсных источников путем сложения откликов измерительной системы на воздействие излучения с разделением их во времени, включающего формирование откликов измерительной системы на воздействие излучения и регистрацию электрических аналогов откликов, в предлагаемом способе формирование откликов обеспечивают посредством конвертирования излучения с получением вторичных излучений различной физической природы и детектирования передаваемых по разным физическим каналам связи вторичных излучений с образованием откликов с различными спектральными характеристиками, осуществляют сложение полученных откликов до их преобразования в электрические аналоги.

Технический результат в устройстве достигается тем, что в отличие от известного устройства для регистрации импульсного гамма- или тормозного излучения, содержащего измерительную систему, преобразующую излучение в отклики, с регистратором электрических аналогов откликов, в предлагаемом устройстве измерительная система образована, по крайней мере, одним конвертором, содержащим сцинтиллятор, и сцинтилляционным детектором на основе ФЭУ, конвертор и детектор пространственно разнесены и соединены между собой физическими каналами связи с обеспечением суммирования сигналов с них на фотокатоде ФЭУ, при этом физическим каналом связи для передачи с конвертора излучения в виде гамма-квантов служит воздух, физическим каналом связи для передачи с конвертора светового излучения служит соединенный со сцинтиллятором конвертора оптический кабель.

Устройство может отличаться тем, что параметры измерительной системы подобраны, исходя из условия сопоставимости амплитуд электрических аналогов откликов после детектирования.

Устройство может отличаться тем, что в качестве физического канала связи для передачи излучения с конвертора в виде потока электронов может быть использовано магнитное поле соленоида, являющегося в данном случае средством формирования физического канала связи.

Сущность предлагаемого способа заключается в улучшении точности регистрации относительных амплитуд (или зарядов - интегралов импульсов) электрических аналогов нескольких откликов путем их суммирования в форме различных физических видов излучений на один измерительный канал до преобразования в электрические аналоги. В способе при формировании отклика предварительно осуществляется конвертирование гамма- или тормозного излучения с получением нескольких видов вторичных излучений различной физической природы. Вторичные излучения передаются по разным физическим каналам связи на детектор, где происходит образование откликов с различными спектральными характеристиками. Преобразование потоков гамма-излучений или ТИ во вторичные физические виды и их передача по физическим каналам связи является линейным по интенсивности потоков.

Отметим, что существенное отличие СХ различных откликов связано с различием в виде сечений взаимодействия излучения с составляющими измерительной системы. Примеры СХ откликов приведены на фиг.2 для разных углов рассеяния излучения с конвертора и установки детектора и разных толщин фильтров детектора. СХ определяются, как правило, расчетно, методом Монте-Карло [7. Донской Е.Н. Методика и программа ЭЛИЗА решения методом Монте-Карло задач совместного переноса γ-излучения, электронов и позитронов. // ВАНТ. Сер. Математическое моделирование физических процессов. 1993. Вып.1. С.3-6.] с последующей градуировкой. Отклик, соответствующий передаче рассеянных квантов, формируется в соответствии с СХ зависимости 3 фиг.2. Отклик, соответствующий передаче электронов, формируется в соответствии с СХ зависимости 2 фиг.2. Отклик, соответствующий поглощенной энергии в конверторе, формируется в соответствии с СХ зависимости 1 фиг.2. Отклики с различающимися СХ позволяют определять спектрометрические характеристики ТИ или гамма-излучения.

То есть отклики сначала существуют в форме физических видов излучений, а затем после детектирования преобразуются в электрические импульсы. Преобразование откликов в детекторе в электрические аналоги происходит после их сложения в физических видах.

Осуществление суммирования откликов предложенным образом, т.е. на определенном этапе их преобразования (до преобразования в электрические аналоги), также позволяет исключить влияние последующих этапов преобразования откликов на конечный результат измерения и повысить точность измерения относительных амплитуд электрических аналогов откликов (или зарядов - интегралов импульсов).

Предлагаемая система регистрации по способу суммирования в общем виде приведена на фиг.1.

Измерительная система в общем виде содержит по крайней мере один конвертор и детектор, соединенные физическими каналами связи, служащими для передачи излучения соответствующей физической природы на детектор до преобразования излучений детектором в аналоговые электрические сигналы. Использование нескольких конверторов с различными свойствами, размещенных в прямом потоке излучения, позволит получить более детальную информацию о спектре излучения. На детектор с одного или нескольких конверторов может передаваться несколько видов вторичных излучений, формирующих несколько откликов с различными СХ. Они нумеруются в порядке временного поступления. СХ в данном случае соответствует конкретным откликам системы.

Рассмотрим для определенности один конвертор и тип детектора (сцинтилляционные), отклики которого определяются поглощенной в нем энергией, как относительно просто реализуемый.

Физика процесса такова, что информация о первичном гамма-излучении или ТИ с конвертора на детектор может передаваться в виде рассеянных квантов и вторичных заряженных частиц - релятивистских электронов и позитронов. Доли парциального вклада рассеянных квантов или вторичных заряженных частиц регулируется фильтром детектора. Преобразованное конвертором первичное излучение с получением вторичных излучений различной физической природы в виде рассеянных квантов и электронов образует два отклика системы. Кроме того, в системе формируется отклик, связанный с энергией, поглощенной в конверторе в соответствии с сечениями поглощения энергии. Чтобы учесть этот отклик при регистрации излучения необходимо обеспечить наличие канала передачи информации об этом отклике. Как наиболее реальный вариант, канал передачи на детектор информации о поглощенной в конверторе энергии может работать на основе передачи светового излучения по оптическому кабелю (ОК). В связи с этим для образования светового импульса в состав конвертора должен входить сцинтиллятор. Детектор при этом должен быть сцинтилляционным и содержать фотоприемник, что в реализованном варианте отражено в использовании детектора на основе ФЭУ. Для образования потока рассеянных квантов и электронного потока в конверторе сцинтиллятор не нужен.

Данные вторичные виды излучения - гамма-кванты, свет и релятивистские электроны имеют практическую одинаковую скорость распространения по воздуху. Поэтому их нельзя разделить, используя прямое пролетное расстояние (по воздуху). Физическими каналами связи для передачи с различной временной задержкой рассеянного гамма-излучения, света и электронного излучения могут быть соответственно различные среды - например воздух, оптическая среда, обеспечиваемая использованием ОК, и магнитное поле соленоида.

Амплитуды передаваемых откликов зависят только от физического состояния конверторов, детекторов и ОК (составляющих измерительной системы) и стабильны в течение длительного периода. Предлагаемый метод обладает простотой обслуживания и отсутствием дополнительных электрических схем, требующих времени прогрева и вызывающих погрешность измерений. Регистрация двух откликов на одном канале обеспечивает большую точность измерений относительных амплитуд импульсов, так как оба отклика одинаково регистрируются и усиливаются ФЭУ. Коэффициент усиления ФЭУ не меняется за время ~300 нс между импульсами. При этом устраняется влияние нестабильности коэффициента усиления ФЭУ и других элементов каналов. При суммировании откликов на один детектор источник погрешности, связанный с изменением потоков излучения с ускорителя в диапазоне несколько порядков и с неидеальностью АХ детекторов, также практически исчезает. Изменение спектра квантов ТИ при этом вызывает некоторое относительное изменение откликов, но отклики остаются сопоставимыми по амплитуде, формируются на близких участках АХ одного детектора и регистрируются на одном ранге осциллографа.

Данные способ и схема суммирования также приводят к уменьшению погрешности использования результатов градуировки. Градуировка чувствительности детекторов, например, на источнике Со⁶⁰ проводится, как правило, при существенно меньших по сравнению с рабочими значениях потоков и выходных токов с детекторов. В предлагаемом методе градуировка чувствительности откликов проводится на близких участках АХ одного детектора. Это обеспечивает практическое устранение погрешности определения относительной чувствительности откликов.

Предлагаемая система суммирования практически снимает требования к времени прогрева аппаратуры, к тепловому режиму в помещении и т.д.

Для усиления технического результата с точки зрения дополнительного повышения точности измерений параметры измерительной системы - размеры конвертора, параметры каналов передачи информации (физических каналов связи), детектора и т.д. должны быть взаимно согласованы, т.е. подбираться таким образом, чтобы обеспечить сопоставимые амплитуды электрических аналогов откликов на детекторе и их разделение во времени. Если амплитуда второго (третьего) электрического импульса детектора будет значительно меньше амплитуды первого импульса, то возможно затягивание влияния первого импульса и неточное измерение заряда второго (третьего) импульса. Если же амплитуда второго (третьего) электрического импульса сопоставима с амплитудой первого импульса, то это исключает влияние предшествующих импульсов. В этом состоит преимущество получения импульсов сопоставимой амплитуды. Второе преимущество сопоставимости амплитуд электрических импульсов состоит в том, что разные импульсы в этом случае формируются на одном участке АХ детектора. Преобразование в электрические импульсы в этом случае является близким к идеально-линейному. Для выбора параметров регистрирующей системы проводится исследование влияния этих параметров на формирование откликов.

Далее приведен список иллюстраций к данному изобретению.

На фиг.1 изображена предлагаемая схема передачи и суммирования информации с нескольких конверторов на один детектор, где 1 и 2 - конверторы, 3 - детектор.

На фиг.2 изображены СХ трех откликов, где 4 - СХ отклика, связанного с поглощением энергии в конверторе, 5 - СХ отклика, связанного с передачей электронов (угол установки детектора 25° без фильтра), 6 - СХ отклика, связанного с передачей квантов (угол установки детектора 90° с фильтром 3,5 см А1).

На фиг.3 изображена реализованная схема передачи и суммирования информации на один канал, где измерительную систему с регистратором образуют - 1 - конвертор, в котором цифрами обозначены: 7 - слой материала перед сцинтиллятором, служащий для формирования СХ откликов определенного вида, 8 - сцинтиллятор; 9 - физический канал связи - канал передачи гамма-квантов с конвертора на детектор; 10 - физический канал связи - канал передачи света (ОК); 3 - детектор, в котором цифрами обозначены: 11 - сцинтиллятор, 12 - светофильтр, служащий для дополнительного выравнивания амплитуд световых импульсов от сцинтилляторов, 13 - фотоумножитель, 14 - корпус; 15 - фильтр перед детектором; 16 - соединительный кабель с регистратором; 17 - регистратор.

На фиг.4 приведен пример осциллограммы схемы суммирования, где 18 - импульс, связанный с рассеянными квантами; 19 - импульс, связанный с передачей света по ОК.

Рассмотрим для определенности один конвертор и тип детектора (сцинтилляционные), отклики которого определяются поглощенной в нем энергией. Конкретная реализованная схема с передачей физических видов излучений с конвертора на детектор приведена на фиг.3.

В схеме осуществляется формирование в составляющих 7, 8 конвертора 1 первичных откликов измерительной системы на излучение, а затем передача одного отклика с конвертора 1 на детектор 3 через сцинтиллятор 11 по физическому каналу связи (физической среде) 9 - воздуху - посредством рассеянных квантов, а второго - с помощью света по ОК 10. Даже использование двух откликов, реализованное в данном случае, при отсечке (для упрощения регистрации) с помощью физического фильтра 15 потока электронов позволяет получить спектрометрические характеристики излучения. При этом возможна организация канала связи и для потока электронов, для чего может быть использовано из общих соображений, например, магнитное поле соленоида, как передающее информацию об этом виде отклика физической среды. Расстояние между образующими измерительную систему конвертором и детектором составляет 1 м, время прохождения квантами этого расстояния составляет ~3 нс. При рассеянии тормозного излучения на конверторе оно ослабляется на ~3-4 порядка в соответствии с геометрическим фактором. Для организации физического канала передачи (связи) на детектор информации о поглощенной в конверторе энергии, что согласно физике процессов возможно путем передачи светового излучения по оптическому кабелю (ОК), конвертор должен содержать сцинтиллятор 8. При этом возникает необходимость использования чувствительного сцинтилляционного детектора на основе ФЭУ 13 в качестве детектора измерительной системы. Используемые нами ФЭУ сохраняют линейность, по крайней мере, в интервале 0,5 мкс [5, стр.36] и обеспечивают измерение нескольких импульсов длительностью ~20 нс на данном интервале. Для ввода ОК в детектор в корпусе детектора 14 выполняется отверстие, внутри детектора ОК подводится к фотокатоду ФЭУ 13. Суммирование двух сформированных откликов происходит на фотокатоде ФЭУ, т.е. до преобразования импульсов света в электрические аналоги. Электрические импульсы передаются далее по радиочастотному кабелю 16 на осциллограф (регистратор) 17.

В общем случае амплитуды двух откликов, связанных с рассеянным гамма-излучением и световым импульсом, могут различаться на несколько порядков. Нами в результате исследований подбираются, исходя из условия сопоставимости амплитуд электрических аналогов откликов, параметры измерительной системы - масса конвертора, расстояние, диаметр и длина ОК, светофильтры и т.д. Исследования показали, что световой поток от сцинтиллятора увеличивается с увеличением диаметра ОК в соответствии со степенной зависимостью. В частности, изменение диаметра ОК в диапазоне от 50 до 1000 мкм вызывает изменение светового потока на величину до 4 порядков. Работоспособность данной схемы обеспечивает ОК с диаметром светопроводящей жилы около 600 мкм и более. Чтобы разнести импульсы во времени, длина ОК в 50 м обеспечивает задержку светового импульса длительностью ~250 нс. Такой задержки достаточно для разделения светового отклика от отклика, связанного с рассеянным излучением.

К используемому в данной схеме ОК предъявляется требование сохранения коэффициента передачи светового потока в интервале изменения комнатных температур с точностью единицы %. Предпочтительным является использование кварцевых ОК, коэффициенты затухания которых достаточно малы и стабильны в комнатном диапазоне изменения температуры, что удовлетворяет требованиям данной схемы суммирования.

Все это вместе обеспечивает условия для сопоставимости амплитуд двух откликов и разделения откликов во времени и, в конечном счете, влияет на точность измерения относительных амплитуд. Пример осциллограммы с двумя импульсами, зарегистрированными по реализованной схеме суммирования фиг.3, приведен на фиг.4.

Серийные импульсные ФЭУ [8. Фотоэлектронный умножитель СНФТ-5. Паспорт. НИИИТ, 1990 г., 12 с.] могут иметь нестабильность коэффициента усиления до 20% при работе в статическом режиме в течение 8 часов. Нестабильность проявляется при работе как в импульсном, так и в статическом режимах. При работе ФЭУ в течение более короткого времени, в том числе сразу после включения, нестабильность коэффициента усиления ФЭУ, связанная с прогревом или временная, может быть оценена до 10%. Предложенная схема устраняет эту погрешность при определении относительных амплитуд откликов. Остаточная погрешность определения относительных амплитуд составляет ≤1% и связана с погрешностью обработки осциллограмм цифровых регистраторов.

Таким образом, обеспечение в предлагаемом способе суммирования откликов измерительной системы на воздействие импульсного гамма- или тормозного излучения до их преобразования в электрические аналоги, конструктивно реализуемое в предложенном устройстве, позволяет улучшить точность определения относительных амплитуд (или зарядов - интегралов импульсов) откликов с детекторов без изменения показателей точности определения абсолютных амплитуд, а также добиться достижения практической независимости точности измерений от времени прогрева аппаратуры и одновременно долгосрочной стабильности схемы измерений.

Изобретение относится к области ядерной и радиационной физики и может быть использовано для регистрации гамма- или тормозного излучения (ТИ) мощных импульсных источников, например типа линейного индукционного ускорителя. В предлагаемом способе формирование откликов обеспечивают посредством конвертирования излучения с получением вторичных излучений различной физической природы и детектирования передаваемых по разным физическим каналам связи вторичных излучений с образованием откликов с различными спектральными характеристиками, осуществляют сложение полученных откликов до их преобразования в электрические аналоги. Технический результат - повышение (без изменения точности определения абсолютных амплитуд) точности измерения относительных амплитуд электрических аналогов откликов, сформированных в результате воздействия на измерительную систему импульсных потоков гамма-квантов или квантов ТИ, в том числе при изменении потоков излучения от импульсного источника в диапазоне нескольких порядков и при долговременной работе со схемой, а также достижение практической независимости точности измерений от времени прогрева аппаратуры и одновременно долгосрочной стабильности схемы измерений. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ регистрации характеристик тормозного или гамма-излучения мощных импульсных источников путем сложения откликов измерительной системы на воздействие излучения, разделенных во времени, включающий формирование откликов измерительной системы на воздействие излучения и регистрацию электрических аналогов откликов, отличающийся тем, что формирование откликов обеспечивают посредством конвертирования излучения с получением вторичных излучений различной физической природы и детектирования передаваемых по разным физическим каналам связи вторичных излучений с образованием откликов с различными спектральными характеристиками, осуществляют сложение полученных откликов до их преобразования в электрические аналоги.

2. Устройство для регистрации импульсного гамма- или тормозного излучения, включающее измерительную систему, преобразующую излучение в отклики, с регистратором электрических аналогов откликов, отличающееся тем, что измерительная система образована, по крайней мере, одним конвертором, содержащим сцинтиллятор, и сцинтилляционным детектором на основе фотоэлектронного умножителя, конвертор и детектор пространственно разнесены и соединены между собой физическими каналами связи с обеспечением суммирования сигналов с них на фотокатоде фотоэлектронного умножителя, при этом физическим каналом связи для передачи с конвертора излучения в виде гамма-квантов служит воздух, физическим каналом связи для передачи с конвертора светового излучения служит соединенный со сцинтиллятором конвертора оптический кабель.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что
параметры измерительной системы и физических каналов связи подобраны, исходя из условия сопоставимости амплитуд электрических аналогов откликов после детектирования.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве средства формирования физического канала связи для передачи с конвертора излучения в виде потока электронов использован соленоид.