ГОДОСКОП Российский патент 2011 года по МПК G01T3/06 

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для обнаружения радиоактивных материалов и источников.

Известен годоскоп, 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·a - по ширине, m·а длине, где a - 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 соединены с входами схем совпадений, выходы которых соединены со входами контроллера, а выходы контроллера соединены со входом компьютера (патент Российской Федерации №2308741, МПК G01T 3/06, 2007 г.).

Недостатком годоскопа является применение большого количества каналов регистрации, сложность изготовления системы считывания сцинтилляционного сигнала, требующая изготовления в сцинтиллирующих элементах пазов и введения в них спектросмещающих волокон с оптическим контактом.

Известен годоскоп для тепловых нейтронов, содержащий водородосодержащие оптические элементы, уложенные рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, выполненные в виде стержней с прямоугольным сечением a-b, причем стержни скомпонованы в пакет размерами k·b по высоте, n·a - по ширине и m·а длине, где a - ширина стержня, b - высота стержня, k - количество стержней по высоте пакета, n - количество стержней по ширине пакета, m - количество стержней по длине пакета, в стержнях пакета размещены спектросмещающие волокна, на торцах которых расположены фотодиоды, отличающийся тем, что оптические элементы годоскопа выполнены из несцинтиллирующих оптически прозрачных элементов, по крайней мере, одна из граней каждого элемента покрыта сцинтиллятором для регистрации тепловых нейтронов, фотодиоды соединены с входами схем совпадений, выходы которых соединены с входами контроллера, а выходы контроллера соединены с входом компьютера (патент Российской Федерации №2371740, МПК G01T 3/06, 2009 г., прототип).

Недостатком прототипа являются возможность регистрации только тепловых нейтронов, сложная технология изготовления, большое количество каналов регистрации.

Изобретение устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом изобретения является уменьшение количества каналов регистрации, упрощение технологии изготовления сцинтиллирующих элементов.

Технический результат достигается тем, что в годоскопе, содержащем N оптических элементов в виде стержней с прямоугольным сечением, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, спектросмещающие элементы и фотодиоды, оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимноперпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлен годоскоп, содержащий N сцинтиллирующих преобразователей излучения в виде прямых параллелепипедов, уложенных перпендикулярно друг другу в смежных слоях, где 1 - преобразователи излучения, 2 - спектросмещающие пластины, 3 - фотодетекторы, 4 - преобразователь излучения, положение которого определено при срабатывании фотодетекторов 3.

Преобразователи излучения 1 выполнены в виде прямых параллелепипедов и не имеют оптического контакта между собой. Каждый преобразователь излучения 1 имеет оптический контакт на каждой из двух торцевых поверхностей с двумя скрещивающимися во взаимно-перпендикулярных направлениях спектросмещающими пластинами 2.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении сцинтилляционной вспышки в каком-либо преобразователе излучения 1 (для пояснения такой преобразователь помечен позицией 4) фотоны от этой вспышки распространяются во все стороны, в том числе к противоположным торцам преобразователя излучения 1, где попадают в два спектросмещающих элемента 2.

В спектросмещающих элементах 2 фотоны поглощаются, излучая при этом фотоны меньшей энергии, которые распространяются по спектросмещающим элементам 2 к их торцам за счет полного внутреннего отражения от покрытия из светоотражающего материала. Фотоны, пришедшие на торцы спектросмещающих элементов 2, регистрируют фотодетекторами 3.

Положение преобразователя излучения 4, в котором произошла сцинтилляционная вспышка, определяют по номерам фотодетекторов 3, на которых сигнал появился практически одновременно.

Преобразователи излучения 1 покрыты светоотражающим материалом для увеличения количества фотонов, попадающих в спектросмещающие элементы 2 и светозащитным материалом, чтобы свет не попал в соседние преобразователи излучения 1, а затем в соответствующие им спектросмещающие элементы 2.

Спектросмещающие элементы 2 выполнены из пластмассового сцинтиллятора со спектросмещающими добавками, покрыты оболочкой из прозрачного материала, обычно из полиметилметакрилата, с коэффициентом преломления меньшим, чем пластмассовый сцинтиллятор, для увеличения количества фотонов, транспортируемых к фотодетекторам 3.

Для предотвращения попадания фотонов, возникших в спектросмещающем элементе 2, в соседние спектросмещающие элементы экранированы друг от друга светонепроницаемым материалом.

В годоскопе для определения преобразователя излучения, в котором произошла сцинтилляционная вспышка, используют меньшее количество каналов регистрации, меньшее количество ячеек в случае двухкоординатного ФЭУ и меньшее количество фотодиодов 3, не требуется изготовления пазов по всей длине преобразователей излучения 1. Например, в случае 100 преобразователей излучения 1 требуется всего тридцать каналов регистрации.

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для обнаружения радиоактивных материалов и источников. Технический результат - уменьшение количества каналов регистрации, упрощение технологии изготовления сцинтиллирующих элементов. Технический результат достигается тем, что в годоскопе оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимно перпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней. 1 ил.

Годоскоп, содержащий N оптических элементов в виде стержней с прямоугольным сечением, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, спектросмещающие элементы и фотодиоды, отличающийся тем, что оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимно перпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней.