КОМБИНИРОВАННЫЙ ДЕТЕКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА МАЛЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТАХ ТИПА КУБСАТ Российский патент 2023 года по МПК H01L31/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области исследования космической радиации, а именно к детекторам ядерных и космических излучений, устанавливаемым на малых космических аппаратах типа кубсат. Изобретение также может быть использовано для обнаружения в околоземном пространстве потоков высокоэнергичных протонов солнечных космических лучей (СКЛ), способных создавать дополнительную радиационную нагрузку на приборы и экипаж, находящихся на борту высотных самолетов. Заявленное устройство позволяет регистрировать мощность дозы космического излучения и потоки протонов с энергией больше 330 МэВ, характеризуется малыми габаритами и массой, позволяющими использовать его в составе малых космических аппаратов.

Уровень техники

Полупроводниковые детекторы широко используются для спектрометрии и дозиметрии космических излучений.

Известен прибор ДБ-8 системы радиационного контроля модуля «Звезда» Международной космической станции (МКС) [Results of separation of the galactic cosmic rays and Earth’s inner radiation belt contributions to the daily dose obtained by DB-8 dosimeters of the radiation monitoring system onboard the International Space Station in 2001-2014 Lishnevskii A.E., Benghin V.V. Cosmic Research. 2020. Т. 58. № 4. С. 307-315.]. В ДБ-8 используются два полупроводниковых детектора, каждый площадью 1см² и толщиной 0,3 мм, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. Однако прибор ДБ-8 характеризуется отсутствием чувствительности к нейтронам, а расположение детекторов не обеспечивает возможность измерения спектров линейной передачи энергии (ЛПЭ) для частиц, проходящих через оба детектора.

Также известны приборы, выполненные на основе черенковских детекторов для исследования космических излучений [Gorchakov E.V., Afanas’ev V.G., Afanas’ev K.G. et al. Study of fast charged particles with a Cerenkov detector on the KOSMOS-900 orbiter. Soviet Physics Journal 30, 866-869 (1987)]. Черенковский детектор может входить в состав телескопа, содержащего детекторы разных типов: [G.D.Badhwar et al. «Measurements of the secondary particle energy spectra in the space shuttle», Radiation Measurements, vol.24, No.2, pp. 129-138, 1995], [W. Atwell, P. Saganti, F.A. Cucinotta, C.J. Zeitlin, A space radiation shielding model of the Martian radiation environment experiment (MARIE), Adv Space Res. 2004;33(12):2219-21], при этом регистрация вспышки черенковского света, как правило, производится с помощью фотоумножителя. Данные приборы характеризуются большими массогабаритными размерами, не позволяющими их устанавливать на малых космических аппаратах типа кубсат.

Из уровня техники известны устройства для регистрации черенковского излучения от высокоэнергичных заряженных частиц, основанные на использовании кремниевых фотоумножителей - SiPM-детекторов [Method of EAS’s Cherenkov and fluorescent light separation using silicon photomultipliers. Dmitry Chernov et al 2019 J. Phys.: Conf. Ser. 1181 012025], которые могут быть установлены в наземные станции наблюдения за потоками космических лучей. На таких станциях массив телескопов на поверхности земли направлен в зенит, регистрация свечения в атмосфере происходит при прохождении широкого атмосферного ливня от высокоэнергетичных частиц. Конструктивно наземные станции представляют собой оптические телескопы с диаметром главного зеркала более 3 м, что превышает размеры полезной нагрузки малых космических аппаратов.

Наиболее близким к заявленному решению является детектор радиации ДЭПРОН, который был использован на спутнике Ломоносов [Benghin, V.V., Nechaev, O.Y., Zolotarev, I.A. et al. An Experiment in Radiation Measurement Using the Depron Instrument. Space Sci Rev 214, 9 (2018). https://doi.org/10.1007/s11214-017-0445-6]. В состав прибора ДЭПРОН входят два блока с полупроводниковыми детекторами и два блока с газоразрядными гелиевыми счетчиками нейтронов. Также в состав прибора входят блоки усиления и формирования сигналов от полупроводниковых и нейтронных детекторов и блок цифровой обработки сигналов. Поглощенная доза регистрируется блоком с полупроводниковыми детекторами. Для получения информации о величине поглощенной дозы используется принцип регистрации величины заряда в объеме полупроводника, пропорционального энерговыделению в данном объеме.

Однако прибор ДЭПРОН не обеспечивает возможность регистрации черенковского излучения от высокоэнергичных заряженных частиц и имеет габаритные размеры, которые не позволяют его устанавливать в космические аппараты типа кубсат.

Технической проблемой является создание универсального устройства, позволяющего в ходе космического эксперимента проводить одновременные измерения различных видов космической радиации, имеющего при этом чувствительность, достаточную для регистрации вариаций потоков частиц в радиационных поясах и временное разрешение не хуже 10 мс. Таким образом, актуальным является разработка устройства, обеспечивающего возможность регистрации мощности дозы космического излучения, регистрации черенковского излучения от релятивистских заряженных частиц, являющегося чувствительным к нейтронам, и имеющего массогабаритные характеристики и энергопотребление, пригодные для использования на малых космических аппаратах или спутниках, например, типа кубсат. Подобные спутники массой менее 10 кг, выполненные в широко распространенном стандарте кубсат, отличаются сравнительно дешевой стоимостью запуска и коротким временем создания порядка 1-2 лет. Перечисленным требованиям удовлетворяет заявленное устройство.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является разработка устройства, обеспечивающего регистрацию мощности дозы космической радиации (электронов, протонов и более тяжелых ядер), потоков высокоэнергичных ядер (с энергией больше 330 МэВ/нуклон), а также потоков нейтронов, при этом имеющего массогабаритные размеры (не более 15 см, предпочтительно, не более 10 см по всем трем измерениям, и не более 1 кг), обеспечивающие его размещение на микро-спутниках типа кубсат.

Технический результат достигается комбинированным детектором излучения, включающим расположенные в корпусе блок детекторов, содержащий детекторы нейтронов, полупроводниковые детекторы, выполненные с возможностью регистрации заряженных частиц и поглощенной дозы от заряженных частиц; блок аналоговой обработки сигналов, включающий ФЭУ, операционные усилители сигналов, формирователь аналоговых сигналов и компараторы; соединенный с блоком аналоговой обработки сигналов блок цифровой обработки и накопления информации, включающий АЦП и микроконтроллер; блок питания.

Отличительными признаками комбинированного детектора являются:

выполнение блока детекторов, который содержит черенковский детектор, два детектора нейтронов, один из которых выполнен с возможностью регистрации тепловых энергии нейтронов (от десятков эВ до единиц кэВ), другой с возможностью регистрации нейтронов энергии более 1 МэВ; два полупроводниковых детектора выполнены с возможностью регистрации заряженных частиц и поглощенной дозы от заряженных частиц; при этом черенковский и нейтронные детекторы подключены к формирователю аналоговых сигналов и компараторам через ФЭУ и операционные усилители, а полупроводниковые детекторы подключены к формирователю аналоговых сигналов и компараторам через зарядочувствительные усилители (ЗЧУ);

расположение блоков в корпусе, где два нейтронных детектора и черенковский детектор закреплены на двух параллельно расположенных текстолитовых платах с их внешних сторон с обеспечением параллельности осей детекторов, а подключенные к ним ФЭУ закреплены с внутренних сторон текстолитовых плат; полупроводниковые детекторы с ЗЧУ закреплены на отдельных параллельно расположенных платах; блок аналоговой обработки сигналов смонтирован на платах, размещенных под текстолитовыми платами, на которых закреплены детекторы нейтронов и черенковский детектор; блок питания расположен на плате под платой, на которой смонтирован блок цифровой обработки информации.

Блок питания включает источник питания высокого напряжения и источник питания низкого напряжения.

Корпус выполнен из алюминия, при этом стенка корпуса со стороны размещения полупроводниковых детекторов имеет толщину не более 0,5 см.

В качестве полупроводниковых детекторов могут быть использованы кремниевые ионно-имплантированные полупроводниковые детекторы толщиной 0,3 мм и площадью 1 см²; в качестве черенковского детектора - оргстекло из полиметилметакрилата площадью не более 12 см²; в качестве одного из детекторов нейтронов может быть использован пластиковый сцинтиллятор диаметром не более 40 мм и толщиной не более 7 мм на основе литиевого компаунда, растворенного в фосфорном порошке ZnS(Ag), или пластиковый сцинтиллятор BC-720 диаметром не более 40 мм и толщиной не более 20 мм на основе ZnS(Ag). В одном из вариантов осуществления изобретения детекторы нейтронов могут быть выполнены из литиевого стекла диаметром 38 мм толщиной 20 мм и 5 мм, соответственно. Полупроводниковые детекторы могут быть расположены друг от друга на расстоянии не более 30 мм. В качестве микроконтроллера предпочтительным является использование 1986ВЕ91Т.

Отличительной особенностью заявленного устройства от известных черенковских детекторов является регистрация света, возникающего в черенковском детекторе, одновременно ФЭУ и SiPM, что позволяет сопоставить результаты регистрации черенковского света различными детекторами. Кроме того, устройство позволяет, наряду с регистрацией потока высокоэнергичных частиц, регистрировать мощность поглощенной дозы космического излучения, а также поток нейтронов. Введение в состав устройства черенковского детектора позволяет совместно с полупроводниковым и нейтронными детекторами регистрировать потоки солнечных протонов, которые могут вызывать повышенные дозы ионизирующего излучения на высотах полета самолетов. Прибор обладает малыми габаритами, массой и энергопотреблением, что позволяет использовать его на микро-спутниках типа кубсат. Данный результат обеспечивается за счет расположения блоков устройства в корпусе и использования нейтронных детекторов на основе литиевого стекла.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид одного из вариантов выполнения комбинированного детектора излучения с возможным размещением детекторов на соответствующих пластинах или платах в корпусе устройства, на фиг. 2 представлена структурная схема комбинированного детектора, на фиг. 3 и 4 представлены схемы расположения детекторов и плат электроники в трех проекциях: вид спереди, слева и сверху.

Позициями на чертежах обозначены: 1 - блок предусиления сигналов полупроводниковых детекторов на основе зарядочувствительных усилителей (ЗЧУ), 2 - фотоумножители (ФЭУ), 3 - блок питания, 4 - детекторы нейтронов, 5 - блок аналоговой обработки сигналов, включающий усилители, формирователи аналоговых сигналов и компараторы, 6 - блок цифровой обработки и накопления информации, включающий аналого-цифровые преобразователи (АЦП), микроконтроллер и интерфейсные микросхемы, 7 - полупроводниковые детекторы, 8 - черенковский детектор.

Осуществление изобретения

Комбинированный детектор излучения (прибор КОДИЗ) включает блоки детекторов, блок аналоговой обработки сигналов, блок цифровой обработки и накопления информации, блок питания.

В одном из вариантов реализации устройства блок детекторов содержит два полупроводниковых детектора 7, два детектора нейтронов 4 и один черенковский детектор 8.

Полупроводниковые детекторы 7 подключены к блоку аналоговой обработки сигналов через блок предусиления сигналов 1, при этом полупроводниковые детекторы 7 установлены на отдельных платах, на которых также смонтированы зарядочувствительные усилители блока предусиления сигналов, и полупроводниковые детекторы выполнены с возможностью регистрации заряженных частиц и поглощенной дозы от заряженных частиц, например, с использованием кремниевых ионно-имплантированных полупроводниковых детекторов толщиной 0,3 мм и площадью 1 см².

Черенковский детектор 8, выполнен, например, в виде оргстекла диаметром 38 мм и толщиной 20 мм (площадь 11,34 см²), находится в оптическом контакте одновременно с ФЭУ 2, в качестве которого может быть использовано устройство HAMAMATSU R5611A, и с детектором типа кремниевого фотоумножителя (SiPM);

Два детектора нейтронов 4 могут быть выполнены, например, в виде пластикового сцинтиллятора BC-702 диаметром 38 мм и толщиной 6,35 мм, [https://www.crystals.saint-gobain.com/radiation-detection-scintillators/fast-and-thermal-neutron] на основе литиевого компаунда, растворенного в фосфорном порошке ZnS(Ag), и BC-720 диаметром 38 мм и толщиной 15,9 мм на основе ZnS(Ag), находящимися в оптическом контакте одновременно с ФЭУ 2.

Детекторы нейтронов 4 могут использоваться также для регистрации черенковского излучения, увеличивая эффективную площадь регистрации высокоэнергичных протонов.

В блоке детекторов могут быть использованы и другие полупроводниковые, нейтронные и черенковские детекторы, позволяющие с необходимой точностью регистрировать частицы космического излучения.

Расположение детекторов в блоке реализовано с учетом доступного в малом космическом аппарате пространства. Варианты расположения функциональных блоков и детекторов в блоке детекторов представлены на фиг. 1, 3, 4. Например, места расположения черенковского детектора и нейтронных детекторов в блоке могут быть взаимозаменяемыми, также блок детекторов в зависимости от решаемой научной задачи может быть реализован с одним нейтронным детектором и двумя черенковскми детекторами.

Каждый из двух полупроводниковых детекторов 7 расположен на платах блока предусиления сигналов 1 полупроводниковых детекторов, который включает также фильтр цепи смещения детектора и зарядочувствительный предусилитель (ЗЧУ), например, A225F, фирмы Amptek. На выходах каждого из предусилителей сигналов формируются по два сигнала: первый - S-сигнал - имеет амплитуду, пропорциональную заряду, образовавшемуся в детекторе, и длительность порядка 5 - 10 мкс, а второй - t-сигнал - имеет короткое, менее 0.5 мкс, время задержки от момента прихода сигнала с детектора до максимума амплитуды. Первый из сигналов подается на аналоговый вход микроконтроллера блока цифровой обработки и накопления информации 6, где преобразуется в цифровую форму, а второй используется для запуска процесса цифровой обработки пришедшего импульса.

Черенковский и два нейтронных детектора находятся в оптическом контакте каждый со своим фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). Конструктивно все три детектора объединены в один блок, в состав которого входят делители напряжения для динодов каждого из ФЭУ. Для снижения уровня помех используется фильтр высокого напряжения, устанавливаемый на цоколе ФЭУ.

Нейтронные детекторы 4 содержат прозрачные среды, через которые распространяется свет от сцинтиллирующих слоев. В этих средах генерируется излучение Вавилова-Черенкова при прохождении заряженных частиц достаточно высоких энергий. Амплитуда и форма сигналов, снимаемых с ФЭУ, существенно различаются при регистрации нейтрона и высокоэнергичного протона. Это создает предпосылки для увеличения эффективной площади регистрации черенковского излучения за счет использования сигналов с нейтронных детекторов.

Аналоговая обработка сигналов с детекторов осуществляется следующим образом.

Блок аналоговой обработки сигнала представлен тремя отдельными платами, предназначенными для обработки сигналов с черенковского детектора, детекторов нейтронов и полупроводниковых детекторов, соответственно. При этом две платы аналоговой обработки сигналов от полупроводниковых детекторов находятся в непосредственной близости от блоков предусиления сигналов полупроводниковых детекторов.

Обработка сигналов с каждого из детекторов построена по одной и той же схеме: сигнал поступает на вход операционного усилителя, затем сигнал подается на формирователь аналоговых сигналов, после которого подается на компаратор, содержащий два пороговых значения дискриминации. Первое пороговое значение дискриминации имеет малую величину - порядка 20-40 мВ («малый порог»), а второй - более 200 мВ («высокий порог»), которые устанавливаются для конкретного детектора при настройке прибора перед началом его использования. В качестве операционного усилителя может быть использована микросхема 544УД16У3, а в качестве компаратора - микросхема 1467СА1Т. Сигналы с полупроводниковых детекторов и с ФЭУ имеют разную полярность, поэтому в схемах аналоговой обработки предусмотрена возможность выбора канала подключения, обеспечивающая обработку сигналов требуемой полярности и амплитуды. Выбор производится с помощью подключения выходных сигналов с блока предусиления к прямым или к инвертирующим входам операционного усилителя. При поступлении сигнала достаточной амплитуды для срабатывания первого или второго порога дискриминации на выходе компаратора напряжение уменьшается с 4,5 В до 0,7 В. Этот сигнал поступает на блок цифровой обработки для подсчета числа импульсов. Также по отдельному каналу выводится сигнал, усиленный другим операционным усилителем на дальнейшую оцифровку с помощью АЦП в блоке цифровой обработки и накопления информации.

На одной плате аналоговой обработки может быть смонтировано два независимых тракта сигналов. Данная особенность позволяет с каждой платы генерировать 4 цифровых сигнала и 2 аналоговых.

Первая плата аналоговой обработки используется для формирования сигналов с полупроводниковых детекторов. На нее подаются t-сигналы с предусилителей A225F. Сигналы с платы аналоговой обработки подаются на плату цифровой обработки, где используются для регистрации потока частиц и управления процессом обработки S-сигналов, которые с предусилителей A225F подаются непосредственно на плату цифровой обработки на входы, связанные с АЦП.

Вторая плата аналоговой обработки используется для формирования сигналов с черенковского детектора. На один ее вход поступает сигнал с ФЭУ, на другой - с SiPM-детектора. Сформированные платой сигналы подаются на плату цифровой обработки на входы, связанные с АЦП.

Третья плата аналоговой обработки используется для формирования сигналов с нейтронных детекторов. На ее входы поступают сигналы с ФЭУ. Сформированные этой платой сигналы также подаются на плату цифровой обработки на входы, связанные с АЦП. Предусмотрена возможность изменения «высокого» порога дискриминации в соответствии с уровнем напряжения, подаваемым с ЦАП платы цифровой обработки.

Цифровая обработка сигналов осуществляется следующим образом.

Дальнейшая обработка сигналов может производиться на базе микроконтроллера, например, 1986ВЕ93У фирмы «Миландр». Этот микроконтроллер имеет:

- ARM 32-битное RISC-ядро Cortex™-M3, тактовая частота до 80 МГц,

- встроенную энергонезависимую Flash-память программ размером 128 кбайт;

- встроенное ОЗУ размером 32 кбайт;

- контроллер внешней шины с поддержкой микросхем памяти СОЗУ, ПЗУ, NAND Flash

- два 12-разрядных АЦП (до 16 каналов);

- температурный датчик;

- двухканальный 12-разрядный ЦАП;

- контроллеры интерфейсов UART, SPI, I2C;

- три 16-разрядных таймер-счетчика с функциями ШИМ и регистрации событий;

- до 96 пользовательских линий ввода-вывода.

Таким образом, микроконтроллер имеет достаточно мощное ядро, обеспечивающее проведение вычислений и накопление информации, и развитую периферию, позволяющую обеспечить взаимодействие с аналоговой электроникой и информационный обмен с внешними устройствами.

Микроконтроллер 1986ВЕ93У смонтирован на плате цифровой обработки информации. Также на этой плате смонтированы логические микросхемы «2И-НЕ» цепи согласования электрических параметров сигналов, поступающих на обработку, элементы, обеспечивающие работу микроконтроллера, в том числе кварцевый резонатор и преобразователь питания, и приемопередатчики для каналов UART и CAN, разъемы для обмена информацией и программирования микроконтроллера.

Четыре сигнала с выходов компараторов каждой из плат аналоговой обработки поступают на первые входы соответствующей четырехканальной логической микросхемы «2И-НЕ». Вторые входы подключены к цифровым выходам микроконтроллера. При поступлении сигнала с платы аналоговой обработки в виде логического «0» и отсутствии сигнала на втором входе микросхемы (тоже логический «0»), на выходе формируется логическая «1», которая поступает на соответствующий цифровой вход микроконтроллера. Кроме того, все четыре выхода логической микросхемы «2И-НЕ» подключены к схеме «ИЛИ», выход которой подключен на цифровой вход внешних прерываний микроконтроллера. Это позволяет запускать обработку сигналов на микроконтроллере от любого срабатывающего детектора. Обработка сигналов производится программным образом по соответствующему прерыванию. Подключение вторых входов микросхемы «2И-НЕ» к микроконтроллеру позволяет программным образом заблокировать сигнал с любого из детекторов, в случае возникновения на нем перегрузок.

Обработка сигналов в микроконтроллере и формирование массивов выходной информации производятся с помощью программы, обеспечивающей прием управляющих команд и автоматизированный выбор вариантов обработки сигналов в соответствии с этими командами. Возможны следующие варианты обработки сигналов:

1. Анализ спектров энерговыделений с полупроводниковых детекторов и формирование дозиметрической информации о радиационной обстановке;

2. Анализ спектров амплитуд сигналов с черенковского детектора и информации о потоках протонов с энергией больше 330 МэВ;

3. Анализ спектров амплитуд сигналов с нейтронных детекторов с целью оценки возможности разделения информации о потоках нейтронов и потоках протонов с энергией больше 330 МэВ;

4. Подстройка параметров обработки сигналов, в частности, уровней дискриминации сигналов с нейтронных детекторов.

Электропитание прибора осуществляется от бортовой сети постоянного тока напряжением 7,5 В. Плата питания формирует набор напряжений для питания схем электроники и формирования напряжений смещения на детекторах: 5 В, 10В, 30 В, 70 В, 700 В.

Заявляемое устройство (прибор КОДИЗ - КОмбинированный Детектор ИЗлучения) разработано в качестве полезной нагрузки для установки на малых космических аппаратах класса кубсат. Изготовлено устройство с широкими возможностями настройки режимов проводимых измерений, в том числе для регистрации черенковского излучения от релятивистских заряженных частиц, регистрации заряженных частиц полупроводниковыми счетчиками, регистрации потоков нейтронов. В зависимости от текущей задачи исследований и положения спутника в космическом пространстве возможно увеличение частоты формирования кадров информации от 4 с до 600 с, по умолчанию частота следования кадров составляет 600 с.

В приборе использован блок детекторов, содержащий черенковский детектор, два полупроводниковых детектора, два нейтронных детектора, а также платы аналоговой обработки в числе 4 усилителей и 4 формирователей аналоговых сигналов и 4 компараторов, и платы цифровой обработки.

Прибор реализован со следующими физическими характеристиками (регистрируемые параметры):

- потоки протонов и ядер с Z>1 c энергией больше 30 - 50 МэВ/нуклон в диапазоне от 10¹ до 10⁴ частиц/см² с,

- потоки протонов и ядер с Z>1 c энергией больше 330 МэВ/нуклон в диапазоне от 10¹ до 10³ частиц/см² с,

- поток тепловых и эпитепловых нейтронов в диапазоне от 10¹ до 10³ нейтронов/см² с,

- мощность поглощенной дозы заряженных частиц космического излучения в диапазоне от 10^-8 до 10^-5 Грей/с,

- временное разрешение - 10 секунд.

Достигнуты следующие технические характеристики:

- Масса - не более 0,9 кг,

- Энергопотребление - не более 3 Вт,

- Габаритные размеры - не более 100 × 100 × 100 мм^3,

- Напряжения питания - 7,5 В,

- Информационный интерфейс: - UART/CAN,

- Суточный объем информации - 0,5 Мбайт,

- Обработка информации на базе процессора 1986ВЕ93У.

Изобретение относится к области исследования космической радиации, а именно к детекторам ядерных и космических излучений, устанавливаемым на малых космических аппаратах типа кубсат. В устройстве за счет использования полупроводниковых детекторов, черенковского детектора и нейтронных детекторов обеспечивается регистрация мощности дозы космического излучения, регистрация потоков протонов с энергией больше 330 МэВ и потоков нейтронов. Отличительной особенностью устройства являются малые габариты и масса прибора, что позволяет использовать его в составе малых космических аппаратов. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комбинированный детектор излучения, включающий расположенные в корпусе блок детекторов, содержащий детекторы нейтронов, полупроводниковые детекторы, выполненные с возможностью регистрации заряженных частиц и поглощенной дозы от заряженных частиц; блок аналоговой обработки сигналов, включающий ФЭУ, операционные усилители сигналов, формирователь аналоговых сигналов и компараторы; соединенный с блоком аналоговой обработки сигналов блок цифровой обработки и накопления информации, включающий АЦП и микроконтроллер; блок питания,

отличающийся тем, что

блок детекторов содержит черенковский детектор, два детектора нейтронов, один из которых выполнен с возможностью регистрации тепловых энергий нейтронов от десятков эВ до единиц кэВ, другой с возможностью регистрации нейтронов энергии более 1 МэВ; два полупроводниковых детектора, выполненные с возможностью регистрации заряженных частиц и поглощенной дозы от заряженных частиц; при этом черенковский и нейтронные детекторы подключены к формирователю аналоговых сигналов и компараторам через ФЭУ и операционные усилители, а полупроводниковые детекторы подключены к формирователю аналоговых сигналов и компараторам через зарядочувствительные усилители (ЗЧУ);

где два нейтронных детектора и черенковский детектор закреплены на двух параллельно расположенных текстолитовых платах с их внешних сторон с обеспечением параллельности осей детекторов, а подключенные к ним ФЭУ закреплены с внутренних сторон текстолитовых плат; полупроводниковые детекторы с ЗЧУ закреплены на отдельных параллельно расположенных платах, блок аналоговой обработки сигналов смонтирован на платах, размещенных под текстолитовами платами, на которых закреплены детекторы нейтронов и черенковский детектор, блок питания расположен на плате под платой, на которой смонтирован блок цифровой обработки информации.

2. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что блок питания включает источник питания высокого напряжения и источник питания низкого напряжения.

3. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из алюминия, при этом стенка корпуса со стороны размещения полупроводниковых детекторов имеет толщину не более 0,5 см.

4. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что в качестве полупроводниковых детекторов использованы кремниевые ионно-имплантированные полупроводниковые детекторы толщиной 0,3 мм и площадью 1 см².

5. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что в качестве черенковского детектора использовано оргстекло из полиметилметакрилата площадью не более 12 см².

6. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из детекторов нейтронов использован пластиковый сцинтиллятор диаметром не более 40 мм и толщиной не более 7 мм, на основе литиевого компаунда, растворенного в фосфорном порошке ZnS(Ag).

7. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из детекторов нейтронов использован пластиковый сцинтиллятор BC-720 диаметром не более 40 мм и толщиной не более 20 мм, на основе ZnS(Ag).

8. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что полупроводниковые детекторы расположены друг от друга на расстоянии не более 30 мм.

9. Комбинированный детектор по п.1, отличающийся тем, что в качестве нейтронных детекторов использованы детекторы из литиевого стекла диаметром 38 мм, толщиной 20 мм и 5 мм.