Устройство для формирования спектрометрического импульса Советский патент 1993 года по МПК H01J49/00 G01T1/36 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и радиоизотопному приборостроению и может быть использовано при сцинтилляционном методе регистрации гамма- и рентгеновского йзлученияо

В основном изобретении по авт„ ев, N 272445 описано устройство для формирования спектрометрического импульса, содержащее сцинтиллятор и фотоэлектронный умножитель, к аноду которого подсоединен электронный ключ, управляемый сигналом от управляемой схемы, соединенной с последним диодом фотоэлектронного умножителя..

Недостатком известного устройства является невысокая точность формирования спектрометрического импульса, обусловленная сдвигом нулевог го уровня вследствие ненулевого значения порога срабатывания схемы упсл

с

равления, а также изменением уровня светозапасания и величины постоянных времени медленных компонентов высвечивания сцинтиллятора, зависящих . от мощности дозы облучения, продол-, жительности.облучения и температуры

о о окружающей среды

XI

Целью дополнительного изобретения

ю является повышение точности формиХ4рования спектрометрического импульса О в условиях непостоянства дозы облучения и температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается

ю тем, что в устройство.для формирования спектрометрического импульса, содержащее сцинтиллятор и фотоэлектронный умножитель, к аноду которого подсоединен электронный ключ, управляемый сигналом от блока управления, соединенного ., входом с последним диодом фотоэлектронного умножителя. пр.-лены гослеловательно соединенные ; г1Г11 чт задержки, дополнительный электронный ключ, интегратор и гемспптор тока, причем вход элемента задержки-и выход генератора тока подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, а управляющий вход дополнительного электронного ключа соединен с вторым входом блока управления. На чертеже дана схема предложенного устройства Устройство для формирования спект рометрического импульса содержит сцинтиллятор 1, оптически соединенный с фотоэлектронным умножителем 2 выход которого соединен с КС-нагруз кой 3, с входами нормально открытого основного электронного ключа , блока управления 5 и элемента задержки 6, подключенного выходом через последовательно соединенные дополнительный электронный ключ 7, интегратор 8 и генератор тока 9 к вы ходу фотоэлектронного умножителя 2, Устройство работает следующим об разом,. В результате взаимодействия гамм кванта со сцинтилляционным кристаллом сцинтиллятора 1 на выходе фотоэлектронного умножителя 2 появляется импульс тока экспоненциальной фо мы, который-преобразуется на RC-нагрузке 3 в импульс напряжения Если амплитуда импульса напряжения превышает порог срабатывания блока управления 5, то с его первого выхода выдается сигнал, под действием которого электронный ключ 7 запирается с Через промежуток времени ty с момента запирания электронного ключа 7 с второго выхода блока УП равления 5 выдается сигнал, под дей ствием которого отпирается электрон ный ключ А, Это приводит к разряду через малое внутреннее сопротивление электронного ключа емкости RC нагрузки 3,. Через промежуток времени to, равный интервалу времени от момента отпиран ия электронного ключ i до полного разряда емкости RC-нагрузки 3, сигналами с первого и вто рого выходов блока управления 5. эле тронный ключ 7 отпирается, а элект ронный ключ запирается о На этом цикл формирования спектрометрического импульса заканчивается о Однако, кроме импульсов тока, вызываемых быстрыми компонентами (высвечивания сцинтиллятора, на выходе фотоэлектронного умножителя 2 могут присутствовать составляющие выходного тока от медленных компонентов высвечивания сцинтиллятора 1, а также составляющие, вызванные светозапасанием (термостимулированной люминесценцией) сцинтиллятора, Так, например, для кристаллов Nal(Tl) при постоянной времени быстрой составляющей порядка 250.НС, постоянная времени медленных компонентов может изменяться от несколько миллисекунд до единиц минут, а постоянная времени светозапасания может достигать несколько десятков часов Паразитный ток может вызывать сдвиг нулевого уровня сигнала на КСнагрузке 3 и приводить к погрешности формирования спектрометрического импульса о Кроме того, сигналы, амплитуда которых не превышает порога срабатывания блока управления 5, при повышенных скоростях счета могут также приводить к сдвигу Нуля и, соответственно, к погрешности устройстваУменьшает данную погрешность цепь коррекции, состоящая из последовательно соединенных элемента задержки б. Нормально открытого электронного ключа 7, интегратора 8 и генератора тока 9. В то время когда на выходе сцинтиллятора 1 отсутствуют импульсы тока быстрой компоненты, превышающие порог срабатывания блока управления 5, паразитный ток с выхода фотоэлектронного умножителя 2 через элемент задержки 6 и нормально открытый электронный ключ 7 поступает на интегратор 8о Выходной сигнал интегратора 8 преобразуется генератором тока 9 в ток, равный по величине и противоположный по направлению паразитному току сцинтиллятора 1, и компенсирует егоо При появлении на КС-нагрузке 3 импульса напряжения от быстрой компоненты высвечивания сцинтиллятора с амплитудой, достаточной для срабатывания блока управления 5, электронный ключ 7 запирается и отключает вход интегратора 8 от элемента задержки.б. Время задержки элемента задержки б выбирается равным или несколько 51 большим суммарному времени от момента появления импульса тока быстрой компоненты до момента запирания элек тронного ключа 7, что предотвращает попадание тока быстрой компоненты на интегратор 8. Интегратор 8 после запирания элек тронного ключа 7 переходит в режим хранения накопленного заряда,а генератор тока 9 в момент формирования спектрометрического импульса вычитает из тока, протекающего в анодной цепи умножителя 2, ток, равный паразитному току, протекавшему в цепи его анода до момента появления тока быстрой компоненты Постоянные составляющие- компонент паразитного тока значительно превышают постоянную времени высвечивания быстрой компоненты, поэтому за время формирования спектрометрического 6 импульса величина компенсирующего тока генератора тока 9 практически равна паразитному току, протекающему в момент формирования спектрометрического импульса. Этим обеспечивается компенсация сдвига нулевого уровня и уменьшение погрешности формирования спектрометрического импульса, вызываемой сдвигом нулевого уровня. Использование изобретения обеспечивает снижение на 50-60 погрешности формирования спектрометрического импульса в условиях непостоянства дозы облучения и колебаний температуры окружающей среды в диапазоне от -50 до -f-SO Co Кроме того, отпадает необходимость вмешательства оператора с целью периодической калибровки устройства при непостоянстве дозы облучения и температуры окружающей средыо

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА по авТо сво № 272445,,о тличающее с я тем, что, с целью повышения точности в условиях непостоянства дозы облучения и температуры окружающей среды, в него введены последовательно соединенные элемент задержки, дополнительный электронный ключ, интегратор и генератор тока, причем вход элемента задержки и выход генератора тока подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, а управляющий вход дополнительного электронного ключа соединен с вторым выходом блока управления ,

V

Berfxof

f

-Л/

4