СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ТОРМОЗНОГО ИЛИ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК Российский патент 2011 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. Павловский А.И., Босамыкин B.C., Герасимов А.И., Тананакин В.А., Федоткин А.С., Морунов К.А., Басманов В.Ф., Скрипка Г.М., Тарасов А.Д., Гордеев B.C., Гришин А.В., Анфиногенов В.Я., Грицына В.П., Аверченков В.Я., Лазарев С.А., Горкунов B.C., Вересов В.П., Кошелев А.С., Одинцов Ю.М. Мощный линейный импульсный ускоритель пучка электронов на радиальных линиях ЛИУ-30. ПТЭ, №2, С.13-25, 1998], с целью определения характеристик излучения. К характеристикам гамма-излучения или ТИ, в частности, относятся [2. Методические указания. Внедрение и применение ГОСТ 8.417-81 "ГСИ. Единицы физических величин" в области ионизирующих излучений. РД 50-454-84. М., Издательство стандартов, 1984]: φ_w(t) - плотность потока энергии, φ(t) - плотность потока квантов; средняя энергия квантов , а также интегральные значения приведенных временных зависимостей за импульс излучения: Ф_w - флюенс энергии; Ф - флюенс квантов, - средняя энергия квантов за импульс. Актуальной задачей является повышение точности определения характеристик ТИ.

Существуют системы-аналоги [3. JP 55-132967 A (TOSHIBA CORP.), 16.10.1980], [4. JP 62-274287 A (HITACHI LTD), 28.11.1987] для измерения пространственного распределения излучения источников радиации с помощью коллиматора и совокупности детекторов, расположенных в свету отверстия коллиматора и разнесенных пространственно, по принципу камеры-обскуры. Коллиматор может иметь переменное сечение, а также специально выбранный угол вхождения излучения. Недостатком данных систем является отсутствие возможности измерения спектрометрических характеристик излучения, в том числе характеристик Ф_w, Ф, .

Существуют способ определения характеристик тормозного или жесткого гамма-излучения мощных импульсных источников и система для его осуществления [5. патент РФ 2317571. Н.К.Миронов, С.А.Лазарев, А.В.Грунин, П.И.Фролов // Бюллетень изобретений, №5, 20.02.2008]. Способ представлен в описании к патенту и реализуется при использовании системы регистрации тормозного или гамма-излучения для определения его характеристик (прототип) [5], включающей набор детекторов с различными линейными спектральными характеристиками (СХ).

Система содержит следующий за источником излучения коллиматор с отверстием, расположенные в зоне за коллиматором основной детектор и дополнительный детектор с фильтром, вдоль оси отверстия коллиматора за ним расположены конвертор излучения и основной детектор. Основной или первый детектор расположен в свету отверстия коллиматора и регистрирует прямой поток излучения. Конвертор образован чувствительным элементом основного детектора и размещенным перед ним слоем материала с толщиной, обеспечивающей поглощение энергии в чувствительном элементе в условиях, близких к электронному равновесию.

В конкретном случае, чувствительный элемент - сцинтиллятор первого детектора, расположен в прямом потоке излучения квантов источника излучения напротив отверстия в бетонном коллиматоре. Перед сцинтиллятором детектора установлен диск из алюминия. Этот элемент детектора назван слоем материала. Алюминиевый слой толщиной 3 см, обеспечивающей поглощение энергии в чувствительном элементе в условиях, близких к электронному равновесию, обуславливает линейный вид СХ данного детектора - детектора прямого потока, Д_п [5, описание - фиг.3 (средняя зависимость), фиг.4].

Слой из алюминия и сцинтиллятор первого детектора образуют в данном случае конвертор, на котором кванты рассеиваются и попадают на второй детектор.

Второй (или третий) детекторы устанавливаются за бетонной стеной (коллиматором) вне пятна отверстия в области регистрации конвертированного излучения, каждый под определенным углом θ к оси отверстия коллиматора, что обеспечивает регистрацию конвертированного излучения и исключает воздействие первичного излучения на эти детекторы. Угол θ_i, образуемый осью отверстия коллиматора и линией вдоль направления, соединяющего конвертор и данный детектор, и соответствующий углу вылета конвертированного излучения, регистрируемого детектором, называется также углом установки детектора.

Используется два типа обозначений детекторов. Первый тип - формальная нумерация детекторов по номеру в системе - Д₁, Д₂ и т.д. Второй тип обозначений связан с физическим местом детектора при регистрации прямого или конвертированного излучения. Это следующие обозначения: Д_п - детектор прямого потока излучения с конвертирующими слоями, одновременно являющийся первым и основным детектором; Д_кф - детектор конвертированного излучения с фильтром, одновременно являющийся вторым, а также дополнительным детектором.

В конкретной реализации метода использованы сцинтилляционные детекторы с чувствительным элементом в виде сцинтиллятора на основе полистирола (химический состав (СН)_n) и фотоприемников. Каждый из упомянутых детекторов характеризуется откликом, пропорциональным поглощенной энергии излучения, и подобран таким образом, что их различные спектральные характеристики представляются в общем линейном виде с двумя отличающимися коэффициентами η_i(Е)=а_i+b_iЕ, где Е - энергия излучения, i=1, 2 - порядковый номер основного i=1 и дополнительного i=2 детектора, а_i, b_i - постоянные коэффициенты. Коэффициент а, как известно, характеризует значение функции η при нулевой энергии. Коэффициент b характеризует наклон СХ на графике η=f(E), причем tgα=b, где α - угол наклона линейной СХ. СХ детекторов определяются расчетами по программам Монте-Карло [6. 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.]. После расчетов СХ проводится их линеаризация методом наименьших квадратов и определение коэффициентов а_i, b_i. Приводимые далее СХ выражены в относительных единицах и нормированы на единицу при энергии квантов 1,25 МэВ.

Вид сечений взаимодействия приводит к тому, что СХ₂ второго детектора по отношению к первичному излучению ТИ существенно изменяются в сравнении с CX₁ первого детектора.

При установке фильтра из алюминия толщиной 3,5 см на втором детекторе Д₂ его СХ₂ соответствует [5, описание - фиг.3 (нижняя зависимость); фиг.5]. Такой детектор обозначается Д_кф, то есть детектор конвертированного потока с фильтром. Наклон СХ детектора Д_кф на рабочем участке существенно меньше наклона СХ детектора Д_п, но имеет положительное значение и составляет до 1,5%/ МэВ. (Кроме основного рабочего участка СХ₂ содержит начальный возрастающий участок с энергиями сотни кэВ, которым мы пренебрегаем при измерениях излучений с относительно жесткими спектрами.)

Недостатком технической системы-прототипа является наличие заметного положительного наклона в СХ₂, недостаточная величина наклона CX₁, недостаточная относительная разность наклонов двух характеристик и в целом недостаточно оптимальные значения набора коэффициентов а_i, b_i, при которых функции переноса погрешностей увеличивают исходные погрешности измерения зарядов.

Задача состоит в том, чтобы усовершенствовать систему регистрации с точки зрения повышения точности определения параметров излучения.

Говоря об изменении наклонов СХ с соответствующим изменением коэффициента b, имеется в виду изменение наклона для СХ, выраженной в относительных единицах. Увеличение коэффициента b для СХ, выраженной в относительных единицах и нормированной на единицу при энергии 1,25 МэВ, приводит одновременно к уменьшению коэффициента а и наоборот.

Техническим результатом является уменьшение погрешностей определения характеристик ТИ в той же, что и в прототипе, редакции измерений и при том же составе регистрирующей аппаратуры.

Технический результат достигается тем, что в отличие от известной системы регистрации тормозного или гамма-излучения для определения его характеристик, включающей следующий за источником излучения коллиматор с отверстием, расположенные в зоне за коллиматором основной детектор и дополнительный детектор с фильтром, вдоль оси отверстия коллиматора за ним расположены конвертор излучения и основной детектор, конвертор образован чувствительным элементом основного детектора и размещенным перед ним по направлению к источнику излучения слоем материала с толщиной, обеспечивающей поглощение энергии в чувствительном элементе в условиях, близких к электронному равновесию, направление установки основного и добавочного детекторов обеспечивает регистрацию излучения с конвертора, каждый из упомянутых детекторов характеризуется откликом, пропорциональным поглощенной энергии излучения, и подобран таким образом, что их различные спектральные характеристики представляются в общем линейном виде с двумя отличающимися коэффициентами η_i(е)=а_i+b_iЕ, где Е - энергия излучения, i=1, 2 - порядковый номер основного i=1 и дополнительного i=2 детектора, а_i, b_i - постоянные коэффициенты, в предложенной системе конвертор дополнен установленным перед указанным слоем материала добавочным слоем, геометрия которого обеспечивает ослабление излучения по всему сечению конвертора, а материал добавочного слоя в данной геометрии выбран из условия обеспечения с увеличением его размеров возможности уменьшения коэффициента наклона b₂ линейной спектральной характеристики добавочного детектора при одновременном увеличении коэффициента наклона b₁ линейной спектральной характеристики основного детектора, причем состав конвертора определен так, что выбор материалов чувствительного элемента и каждого из слоев конвертора по массе и геометрии обеспечен в определенной пропорции в соответствии со структурной формулой составляющих конвертора (D×Н)Эл, где D - характерный поперечный размер соответствующего слоя конвертора, Н - характерная толщина соответствующего слоя конвертора, Эл - химический состав материала слоя.

Пропорции в геометрии и массе составляющих конвертора системы могут быть выбраны исходя из условия обеспечения устранения положительного значения коэффициента наклона b₂ линейной спектральной характеристики добавочного детектора или перехода его к отрицательным значениям, b₂≤0.

Чувствительный элемент основного детектора и добавочный слой конвертора могут быть выполнены из легких водородсодержащих материалов.

В качестве водородсодержащего материала может быть использован полиэтилен, материалом основного слоя служит алюминий, чувствительным элементом является сцинтиллятор на основе полистирола.

Размеры элементов исходного конвертора в системе с добавочным слоем могут быть уменьшены.

В частном варианте реализации составляющие конвертора имеют цилиндрическую форму, состав конвертора подобран в соответствии со структурной формулой составляющих конвертора (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5,5×5)СН, угол установки дополнительного детектора относительно оси отверстия коллиматора составляет 90°, а толщина его фильтра в виде слоя алюминия равна 3,5 см.

В конверторе по оси коллиматора может быть выполнено сквозное отверстие.

Подход к определению погрешностей и их уменьшению таков. Погрешности характеристик Ф_w, Ф, определяются погрешностями измерения зарядов с детекторов δQi, где i - порядковый номер детектора в системе. Погрешности зарядов определяются типом используемого регистратора-осциллографа. Функции, связывающие погрешности сложной функции и ее аргументов, определяются на основе разложения Тейлора и называются также законом переноса погрешностей [7. В.Н.Лавренчик. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов. М., Энергоатомиздат, 1986, стр.76]. В нашем случае используются следующие функции переноса погрешностей зарядов на погрешности характеристик ТИ, определяемые из формул способа измерений:

где δФ_w, δФ, - относительные погрешности характеристик ТИ, в %; δQ, δХ - относительные погрешности зарядов и параметра X, в %; Х - параметр регистрации, Х=Q₁/Q₂; Q₁, Q₂ - заряды с детекторов; Δ - детерминант матрицы, составленной из коэффициентов а_i, b_i СХ детекторов [5], i=1, 2.

Приведенные функции переноса относительных погрешностей (1) являются безразмерными функциями. Значения функций переноса погрешностей зависит от значений коэффициентов а_i, b_i. Функции переноса могут иметь значения >1, то есть повышать погрешность зарядов; либо иметь значения ≈1, то есть не менять погрешность зарядов; либо иметь значения <1, то есть уменьшать погрешность зарядов. Значения набора коэффициентов а_i, b_i системы детекторов могут изменяться с целью получения наименьших погрешностей характеристик ТИ при сохранении типа используемого регистратора.

Изменение набора коэффициентов а_i, b_i и уменьшение погрешности измерений достигается установкой добавочного слоя к первому детектору.

Для выяснения принципа работы добавочного слоя и определения его размеров и состава рассмотрим влияние атомного номера Z материала слоя конвертора (то есть детектора Д_п) на спектральные характеристики. В более легком (Z<13) по сравнению с алюминием слое материала относительный вклад реакции образования пар меньше. Это связано с разной зависимостью от Z слоя сечений реакций комптоновского рассеяния и образования пар. Сечение комптоновского рассеяния пропорционально Z. Сечение реакции образования пар пропорционально Z². Если основной реакцией в слое первого детектора становится комптоновское рассеяние, то во втором детекторе должны формироваться СХ с меньшим наклоном по сравнению с прототипом. Это связано с уменьшением сечения комптоновского рассеяния с энергией квантов и меньшими значениями энергий рассеянных квантов.

Для того чтобы сделать выводы о конструкции детектора, нами проведены расчеты со слоями первого детектора из разных материалов. Получены существенно убывающие СХ детектора Д_кф при использовании слоев из легких водородсодержащих материалов - СН₂ и LiH. Очевидно, что наиболее убывающая СХ Д₂ будет иметь место для слоя из чистого водорода, но это сопряжено с техническими сложностями. Поэтому нами используются слои из легких водородсодержащих материалов. Расчеты показали, что при использовании в качестве материала слоя более легкого материала происходит уменьшение наклонов СХ₂, но также при этом коррелированно уменьшается наклон CX₁ и вид CX₁ становится существенно нелинейным. Это означает, что при этом система выходит за рамки системы-прототипа с линейными СХ.

Если в качестве материала слоя использовать более тяжелый, чем алюминий, материал, например железо, то СХ первого и второго детекторов изменяются в сторону увеличения наклона. При этом наклон СХ₂ увеличивается больше и разность наклонов CX₁ и СХ₂ уменьшается.

То есть совместному уменьшению наклона СХ₂ и увеличению наклона CX₁ препятствует свойство системы-прототипа, связанное с наличием корреляционной зависимости СХ двух детекторов Д₁ и Д₂. Эта зависимость обусловлена наличием слоя в Д₁, формирующего как СХ первого детектора, так и, через рассеяние, СХ второго детектора. Для решения задачи разнонаправленного изменения наклонов CX₁ и CX₂, увеличения разности наклонов с целью изменения значений коэффициентов а_i, b_i и улучшения точности измерений предложено использовать добавочный слой в детекторе Д_п. При этом важно, что добавочный слой, например, из легкого водородсодержащего материала, устанавливается первым на пути распространения излучения в конверторе детектора Д_п.

Принцип работы добавочного слоя состоит в следующем. Для чувствительного элемента первого детектора работает ближний к нему основной слой (Аl), обеспечивающий линейность СХ Д_п. При использовании добавочного слоя несколько "опускается" участок СХ детектора Д_п при энергиях квантов единицы МэВ. Это связано с дополнительным ослаблением квантов меньших энергий в добавочном слое вследствие спадающей зависимости коэффициента ослабления квантов от энергии, то есть с работой добавочного слоя как фильтра. Для CX₁ это означает существенное уменьшение коэффициента a₁ линеаризованной СХ и, одновременно, большее значение коэффициента b₁ и, в целом, больший наклон CX₁.

Два слоя - добавочный и основной (Аl), параллельно испускают вторичные кванты в направлении сцинтиллятора второго детектора. Этим слоям по отдельности соответствуют убывающие и возрастающие СХ второго детектора. Однако вместе, при определенных пропорциях в размерах и массах этих слоев (естественно, с учетом вклада в конвертирование чувствительного элемента Д₁), они могут формировать СХ Д_кф с уменьшенным или отрицательным наклоном, b₂≤0. Нужные пропорции в массах слоев затруднительно определить аналитически, и они определяются подбором при расчете оптимизационных задач по программам Монте-Карло.

То есть применение добавочного слоя приводит к разнонаправленному изменению наклонов СХ детекторов и увеличению разности наклонов. Для детектора Д_п наклон СХ увеличивается, а для СХ Д_кф наклон уменьшается. Такое изменение коэффициентов приводит, как подтверждено далее в эксперименте, к уменьшению погрешности измерений.

Конвертор детектора Д_п с добавочным слоем состоит из трех конвертирующих элементов-составляющих. Каждая из этих составляющих обозначена своими размерами и составом в соответствии со структурной формулой:

где D - характерный поперечный размер соответствующего слоя конвертора, Н - характерная толщина соответствующего слоя конвертора, Эл - химический состав материала слоя.

Например, в обозначении добавочного слоя первого детектора цилиндрической формы

число "10" означает диаметр, а "12" - толщину в сантиметрах, СН₂ - это химический состав материала, в данном случае полиэтилена. Обозначения для всех трех составляющих конвертора аналогичны, а состав конвертора определен на основе структурной формулы каждой из составляющих конвертора, разделенных при записи состава конвертора знаком «тире», например (10×12)СН₂-(7×3)Аl-(6×5)СН.

Обозначение состава конвертора первого детектора Д_п (Д₁) определяет в данном случае СХ первого и второго Д₂ детекторов и относится собственно к паре детекторов. Второй детектор - Д_кф (Д₂), его расположение и в целом геометрия измерений не меняются по сравнению с системой-прототипом.

В конверторе может быть выполнено сквозное отверстие по оси распространения излучения. Это позволяет располагать после конвертора различные детекторы или исследуемые объекты и проводить к ним транзитом излучение практически без ослабления. Степень влияния отверстия на СХ детекторов зависит от диаметра отверстия и в общем случае учитывается в расчетах Монте-Карло.

На фиг.1 приведена конструкция конвертора 1 с добавочным слоем первого детектора Д_п (Д₁): 2 - чувствительный элемент из СН, 3 - исходный (основной) слой из алюминия, 4 - добавочный слой. Стрелками обозначены первичные гамма-кванты - γ и вторичные гамма-кванты - γ", вылетающие из конвертора.

На фиг.2 приведена техническая система для измерения характеристик ТИ с помощью двух детекторов. На схеме обозначены: 1 - детектор прямого потока Д_п (первый детектор - Д₁), в котором обозначены 2 - чувствительный элемент детектора 1, 3 - слой материала перед чувствительным элементом детектора 1, 4 - добавочный слой, 5 - детектор Д_кф (Д₂), 6 - чувствительный элемент детектора 5, 7 - фильтр, 8 - свинцовая защита, 9 - бетонная стена, 10 - отверстие в бетонной стене (9, 10 образуют коллиматор), 11 - мишень или источник излучения.

На фиг.3 приведены СХ детектора Д_кф (Д₂) при разных составах слоев детектора Д_п.

прототип (10×3)Аl-(10×5)СН, (10×12)СН₂-(7×3)Аl-(6×5)СН, (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5,5×5)СН, (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5×5)СН, (10×12)СН₂-(5×3)Аl-(4×5)СН.

На фиг.4 приведены СХ первого детектора - Д_п при разных составах его конвертирующих слоев.

(10×12)СН₂-(7×3)Аl-(6×5)СН, (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5×5)СН, прототип (10×3)Аl-(10×5)СН.

На фиг.5 приведены СХ детекторов Д_п -а) и Д_кф -б) конструкции (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5×5)СН и их линеаризации.

Расчет МК (Монте-Карло), линеаризация.

На фиг.6 приведена таблица, отражающая значения переноса погрешностей зарядов на характеристики ТИ для исходной измерительной системы (как в прототипе) и системы с добавочным слоем конвертора (заявляемая).

Конкретные характеристики детекторов находились в системе измерений с углом установки второго детектора в 90°, которая является наиболее технологичной. Эта система измерений приведена на фиг.2. Диаметр отверстия коллиматора составляет ⌀=10 см. Детектор Д_кф имеет фильтр из алюминия толщиной 3,5 см. Составляющие конвертора имеют цилиндрическую форму. Результаты расчетов СХ второго - Д_кф и первого - Д_п детекторов усовершенствованных конструкций и сравнение с вариантом простого слоя приведены на фиг.3, 4.

Из фиг.3 следует, что для конструкции детектора Д_п с добавочным слоем СХ Д_кф имеют существенно меньший наклон, по сравнению с вариантом простого конвертора. Для конструкции детектора Д_п с добавочным слоем в виде (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5×5)СН, (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5,5×5)СН соответствующие СХ детектора Д_кф близки к постоянным, имея некоторые нерегулярности, но отличия от среднего не превышают 5%. Конструкция детектора Д_п (10×12)СН₂-(7×3)Аl-(6×5)СН дает в среднем возрастающую СХ Д_кф, а детектора (10×12)СН₂-(5×3)Аl-(4×5)СН - убывающую СХ Д_кф.

Наклон CX₁ детектора усовершенствованной конструкции больше наклона CX₁ детектора-прототипа, фиг.4. Зависимости для конверторов с добавочным слоем на фиг.4 сливаются.

Покажем преимущества системы детекторов Д_п-Д_кф с первым детектором в виде (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5×5)СН или (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5,5×5)СН по сравнению с прототипом. Пример линеаризации СХ детекторов усовершенствованной системы приведен на фиг.5. Преимущества новой системы перед системой-прототипом с простым слоем конвертора из алюминия связано с измененными значениями набора коэффициентов а_i, b_i, приводящих к улучшению точности измерений, что вытекает из формул (1) переноса погрешностей зарядов.

Значения переноса погрешностей зарядов для различных характеристик ТИ в рабочем диапазоне изменений приведены в таблице (фиг.6).

Из таблицы следует, что значения функций переноса погрешностей для системы с добавочным слоем составляют практически 1. Это означает, например, что 2% погрешности измерения заряда дает 2% погрешности флюенса. Для системы с простым слоем значения функций переноса погрешностей заметно больше единицы. Например, значение погрешности для системы с добавочным слоем в 1,55-1,4 раза меньше, чем для варианта первого детектора с простым слоем. Кроме того, для СХ усовершенствованного детектора Д_п существенно меньше коэффициент a₁. С этим связано дополнительное уменьшение значения погрешности при малых . Уменьшение величины в оптимальной системе детекторов является существенным.

Таким образом, использование усовершенствованного детектора с добавочным слоем существенно уменьшает значения функций переноса погрешностей параметров ТИ - Ф_w, Ф, и соответственно погрешности их измерений.

Изобретение относится к области ядерной и радиационной физики и может быть использовано для регистрации гамма- или тормозного излучения (ТИ) мощных импульсных источников. Технический результат - уменьшение погрешностей определения характеристик ТИ. Технический результат достигается тем, что конвертер дополнен установленным перед указанным слоем материала добавочным слоем, геометрия которого обеспечивает ослабление излучения по всему сечению конвертера, а материал добавочного слоя в данной геометрии выбран из условия обеспечения с увеличением его размеров возможности уменьшения коэффициента наклона b₂ линейной спектральной характеристики добавочного детектора при одновременном увеличении коэффициента наклона b₁ линейной спектральной характеристики основного детектора, причем состав конвертора определен так, что выбор материалов чувствительного элемента и каждого из слоев конвертера по массе и геометрии обеспечен в определенной пропорции в соответствии со структурной формулой составляющих конвертера (D×Н)Эл, где D - характерный поперечный размер соответствующего слоя конвертера, Н - характерная толщина соответствующего слоя конвертера, Эл - химический состав материала слоя. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система регистрации тормозного или гамма-излучения для определения его характеристик, включающая
- следующий за источником излучения коллиматор с отверстием,
- расположенные в зоне за коллиматором основной детектор и дополнительный детектор с фильтром,
- вдоль оси отверстия коллиматора за ним расположены конвертор излучения и основной детектор,
- конвертор образован чувствительным элементом основного детектора и размещенным перед ним по направлению к источнику излучения слоем материала с толщиной, обеспечивающей поглощение энергии в чувствительном элементе в условиях, близких к электронному равновесию,
- направление установки основного и добавочного детекторов обеспечивает регистрацию излучения с конвертора,
- каждый из упомянутых детекторов характеризуется откликом, пропорциональным поглощенной энергии излучения и подобран таким образом, что их различные спектральные характеристики представляются в общем линейном виде с двумя отличающимися коэффициентами η_i(E)=a_i+b_iE, где Е - энергия излучения, i=1, 2 - порядковый номер основного i=1 и дополнительного i=2 детектора, a_i; b_i - постоянные коэффициенты,
отличающаяся тем, что
- конвертор дополнен установленным перед указанным слоем материала добавочным слоем, геометрия которого обеспечивает ослабление излучения по всему сечению конвертора, а материал добавочного слоя в данной геометрии выбран из условия обеспечения с увеличением его размеров возможности уменьшения коэффициента наклона b₂ линейной спектральной характеристики добавочного детектора при одновременном увеличении коэффициента наклона b₁ линейной спектральной характеристики основного детектора,
- причем состав конвертора определен так, что выбор материалов чувствительного элемента и каждого из слоев конвертора по массе и геометрии обеспечен в определенной пропорции в соответствии со структурной формулой составляющих конвертора (D×Н)Эл, где D - характерный поперечный размер соответствующего слоя конвертора, Н - характерная толщина соответствующего слоя конвертора, Эл - химический состав материала слоя.

2. Система регистрации тормозного или гамма-излучения по п.1, отличающаяся тем, что пропорции в геометрии и массе составляющих конвертора выбраны, исходя из условия обеспечения устранения положительного значения коэффициента наклона b₂ линейной спектральной характеристики добавочного детектора, или переход его к отрицательным значениям, b₂≤0.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что чувствительный элемент основного детектора и добавочный слой конвертора выполнены из легких водородсодержащих материалов.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что в качестве водородсодержащего материала использован полиэтилен, материалом основного слоя служит алюминий, чувствительным элементом является сцинтиллятор на основе полистирола.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что размеры элементов исходного конвертора уменьшены.

6. Система по п.4 отличающаяся тем, что составляющие конвертора имеют цилиндрическую форму, состав конвертора подобран в соответствии со структурной формулой составляющих конвертора (10×12)СН₂-(6×3)Аl-(5,5×5)СН, угол установки дополнительного детектора относительно оси отверстия коллиматора составляет 90°, а толщина его фильтра в виде слоя алюминия равна 3,5 см.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что в конверторе по оси коллиматора выполнено сквозное отверстие.