Газоразрядный координатно-чувствительный детектор ионизирующего излучения (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК H01J47/06 G01T1/18 

2. Газоразрядный координатно. чувствительный детектор ионизирующе излучения, содержащий герметичный газонаполненный корпус с электричес кими вьгеодами, внутри которого расп ложен анодный электрод, соединенный с электрическими вьтодами, включающий резистивный слой и подложку, выполненную в виде нитевидного изолятора, отличающийся тем что, с целью повышения точности регистрации координаты места ионизации за счет снижения нелинейных искажений передних фрон;гов импульсов напряжения,детектор дополнительно содержит проводящи слой с защитным диэлектрическим покрытием, непосредственно нанесенный на подложку и сое диненный с электрическими выводами, сопротивление которого не меньше одной трети сопротивления анодного электрода, а резистивный слой 25 нанесен на защитное диэлектрическое покрытие. 3. Газоразрядный координатно- ; чувствительный детектор ионизирующего излучения, содержащий герметич. ный газонаполненный корпус с электрическими выводами, внутри которого расположен анодный электрод, соединенный с электрическими выводами, включающий резистивный слой и подложку, выполненную в виде нитевидного изолятора, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности регистрации координаты места ионизации за счет снижения нелинейных искажений передних фронтов импульсов напряжения,детектор дополнительно содержит проводящую нить,соединенную с электрическими выводами и расположенную внутри подлгжки вдоль ее оси, сопротивл;ение которой не меньше одной трети сопротивления анодного электрода.

1. Газоразрядньй координатно- чувствительный детектор ионизирующего излучения, содержащий герметичныйгазонаполненный корпус с электрическими выводами, внутри которого расположен анодный электрод, соединенный с электрическими выводами, включающий резистивный слой и под- . ложку, выполненную в виде нитевидного изолятора, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения точности регистрации координаты места ионизации за счет снижения нелинейных искажений передних фронтов импульсов напряжения, детектор дополнительно содержит электрический шунт, соединенный с электрическими выводами параллельно анодному электроду, сопротивление которого не меньше одной трети сопротивления анодного электрода.iсл

Изобретение относится к области измерений ядерных излучений и может быть использовано в газоразрядных детекторах ионизирующего излучения, обеспечивающих регистрацию координа ты места взаимодействия кванта излучения с чувствительным объемом детектора.

Известен газоразрядный координатно-чувствительный детектор, содержащий герметичньй газонаполненный корпус с электрическими выводами, внутри которого расположен анодньй электрод, соединенный с электрическими выводами, в 1попненный в виде металлической нити с высоким сопротивлением. Вблизи анода параллельно ему установлен дополнительный электрод, один конец которого подключён .к вспомогательному электрическому выводу детектора. О координате места ионизации квантом излучения чувствительного объемаJдeтeктopa. судят по длительности фронтов импгульсов, Снимаемых с выводов ано-, да 1. .

Недостатком детектора такой конструкции является низкая точность

определения координаты регистрируеМОго излучения из-за погрешностей, вносимых детектором в процессе измерений.

. Наиболее близким к предложенному по техническому решению является газоразрядньй координатно-чувствительный детектор ионизирующего излучения, содержащий газонаполненный корпус с электрическими выводами, внутри которого расположен анодный электрод, соединенный с электрическими выводами, включающий резистивньйслой и подложку, выполненную в виде нитевидного изолятора 21 .

Детектор обладает хорошим пространственным разрешением при регистрации гамма-квантов низких энергий.

Однако точность определения координаты места ионизации низка из-за нелинейных искажений, вносимых детектором в длительности передних фронтов импульсов тока.

Цель изобретения - повышение точности регистрации координаты места ионизации за счет снижения нелинейных искажений передних фронтов импульсов напряжения. 31 Указанная цель достигается тем, что газонаполненный координатно-чувс вительный детектор ионизирующего излучения, содержащий герметичный газонаполненный корпус с электрическими выводами, внутри которого распо ложен анодный электрод, соединенный с электрическими выводами, включающи резистивный слой и подложку, выполненную в виде нитевидного изолятора, детектор дополнительно содержит элек рический шунт, соединенньй с электрическими выводами параллельно анодному электроду, сопротивление которо го не меньше одной трети сопротивления анодного электрода, Согласно второму варианту выполне ния детектор дополнительно содержит проводящий слой с защитным диэлектри ческим покрытием, непосредственно на несенный на подложку и соединенный с электрическими выводами, сопротивление которого не меньше одной трети сопротивления анодного электрода, а резистивный слой нанесен на защитное диэлектрическое покрытие. Согласно третьему варианту выполнения детектор допрлнительно содержит проводящую нить, соединенную с электрическими выводами и расположенную внутри подложки вдоль ее оси, сопротивление которой не меньше одной трети сопротивления анодного электрода. Выполнение детектора по первому варианту наиболее технологично, а выполнение в соответствии с вторым и третьим вариантами позволяет умень шить паразитную емкость всей измерительной цепИ;. На фиг. 1 изображен детектор, первый вариант выполнения/ на фиг.2 то же, второй вариант, на фиг. 3 то -же, третий вариант; на фиг. 4 график зависимости дифференциальной погрешности Ktf от отношения сопротивления анодного электрода и электрического шунта. Детектор (фиг. 1) содержит газонаполненный корпус 1, внутри которого расположен анодньй электрод 2, укрепленньй в стойках 3, концы которого соединены с. электрическими выво дами 4 детектора. К электрическим вьшодам 4 параллельно анодному элект роду подключен электрический шунт 5. При выполнении детектора по второму варианту (фиг. 2) электричес25кий шунт 5 представляет собой проводящий слой непосредственно нанесенньй на нитевидную подложку 6. Резистивный слой 7 анодного электрода 2 отделен от проводящего слоя защитным диэлектрическим покрытием 8. Электрический шунт 5 соединен с резистивным слоем 7 посредством напыленного металлического контакта 9. При выполнении детектора по третьему варианту (фиг. 3), электрический шунт представляет собой -.проводящую нить 10, размещенную внутри нитевидной подложки 6 вдоль ее оси. Металлический контакт 9 соединяет разистивный слой 7 анодного электрода 2 с электрическим шунтом. Детектор работает следующим образом. При попадании излучения в газовьй объем детектора происходит ионизация газа. Электроды, образовавшиеся в результате ионизации, под воздействием электрического поля между анодным электродом 2 и корпусом 1 детектора, оседают на аноде 2 и создают импульсы напряжения на его обоих .концах. С помощью электронных схем (не показаны) по длительности фронтов импульсов на концах анодного электрода 2, подключенного к выводам 4 детектора, определяют координату места взаимодействия излуче-. ния с газовой средой детектора. Электрический шунт, включенньй между выводами детектора, работает только во время формирования передних фронтов импульсов на концах , анодной нити и только в том случае, если передние фронты импульсов отли-. чаются друг от друга, т.е. когда на концах нити появляется разность потенциалов. Действие шунта прекращается, как только импульсы достигают амплитудного значения. Именно разность потенциалов на концах резистивного шунта обусловливает взаимную корреляцию (суперпозицию) передних фронтов импульсов за счет тока, протекающего через шунт. В результате короткие фронты импульсов на одном конце анодной нити укорачивают длинные фронты импульсов на другом конце анодной нити и наоборот. Влияние шунта не сказывается, когда ионизация происходит в середине анодного электрода, так как при этом на

его концах формируются одинаковые импульсы.

Зависимость величины дифференциальной погрешности КА от отношения сопротивлений анодного элейтрода и электрического шунта (фиг. 4) получена экспериментально для двук детекторов с анодными электродами, имею.(ими сопротивления .160 и 80 кОм соответственно. Для обоих анодов величина Кд снижалась с 10 до 2% при отношении Rg/R 2. Дальнейшее уменьшение величины дифференциальной погрешности эа счет увеличения отношеб(ma jKeKK xvvv

f / / / /

f / /А

т

Фиг.г

НИИ Кд/к ведет к ухудшению разрегюающйй способности детектора, от

120 мкм при Rg/R 2 до 180 мкм при Rg/R 3 вследствие уменьшения длительности передних фронтов импульсов. Таким образом, сопротивление шунта R должно быть не меньше трети сопротивления анодного электрода Rg.

Предложенный газонаполненный координатно-чувствительный детектор позволяет повысить точность определения координаты места ионизации, так как снижает интегральную и дифференциальную погрешности по меньшей мере в 5 раз.

N