Устройство для регистрации ядерных излучений Советский патент 1985 года по МПК G01T1/24 

Изобретение относится к области детекторов ядерных излучений и може быть использовано в физических экспериментах с использованием полупро водниковь х детекторов ядерных излучений. Известно устройство для регистра ции ядерных излучений, состоящее из полупроводникового детектора о неза земленньь т выводами и зарядочувстви тельного предусилителя, Один вывод полупроводникового детектора подключается к высоковольтному источнику питания детектора, а другой вывод - непосредственно к входу зарядочувстБИтельной секции предусилителя . Недостатком таких устройств является то, что в качестве полупроводникового детектора в них нельзя использовать широкораспространенные полупроводниковые детекторы, один из выводов которого заземлен. Заземление одного из выводов детектора обусловлено необходимостью обеспечения хорошего контакта с хладопроводом, что особенно важно в детекторах больших объемов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регистрацией ядерных излучений; включаюидее в себя полупроводникогиш детектор, источник высоковольтного питания детектора и предусклитель. состоящий из выходной секп.нИ; дифференцирующей цепочки и зарядочувствительной секции с полевым транзистором на входе, в состав которой входят сопротивление и емкость обратной связи, причем катоду полупроводникового детектора и положительный вывод источника высоковольтного питания дете тора заземлены, по одному из выводов с противления и емкости обратной связ подключены к затвору входного полевого транзистора зарядочувствительной секции, к выходу котгрой подключены их 15торые выводы вместе с входом дифференцирующей цепочки, подключенной выходом к нходу выходной секции, выход которой является выходом устройства. Такое устройство включает переходной конденсатор подключен)Ы11 одним концом Л входу зарядочувстпительноГ; секции, а другим - к ситнальному концу детектора с которым соединен также резистор. 682 через который подается на детектор высоковольтное питание. Емкость дифференцирующей цепочки шунтирована резистором и вместе с сопротивлением дифференцирующей цепочки образует схему компенсации полюса нулем. Недостатком прототипа является ухудшение разрешения устройства по сравнению с аналогом вследствие того, что во входной цепи предусилителя увеличивается паразитная емкость из-за включения переходного конденсатора, а также вследствие того, что вводится дополнительный источник шума - резистор, через который подается высоковольтное питание на детектор. Целью изобретения является повышение разрешающей способности устройства для регистрации ядерного излучения . Цель достигается тем, что в устройство для регистрации ядерных излучений, включающее в себя полупроводниковый детектор, источник высоковольтного питания детектора и предусилитель, состоящий из выходной секции, дифференцирующей цепочки и зарядочувствительной секции с прлевым транзистором на входе, в состав которой входят сопротивление и емкость обратной связи, причем катод полупроводникового детектора и положительный вывод источника высоковольтного питания детектора заземлены, по одному из выводов сопротивления и емкости обратной связи подключены к затвору входного полевого транзистора зарядочувствительной секции, к выходу которой подключены их вторые выводы вместе со входом дифференцирующей цепочки, подключенной выходом к входу выходной секции, выход которой является выходом устройства. Кроме того, дополнительно введен источник питания зарядочувствительной секции, выходная секция выполнена в виде неинвертируемого усилителя-интегратора, причем анод полупроводникового детектора подключен к затвору входного полевого транзистора зарядочувствительной секции, выводы подачи положительного и отрицательного питания которой подключены к соответствующим выводам источника питания зарядочувствительной секции, отрицательный вывод которого соединен с отрицательным выводом источника высоковольтного питания детектора. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Схема содержит полупроводниковый детектор 1, эарядочувствительную се цию 2 предусилителя, емкость 3 обра ной связи зарядочувствительной секции, сопротивление 4 обратной связи зарядочувствительной секции, входно полевой транзистор 5 зарядочувствительной секции, источник 6 высоковольтного питания детектора, источник 7 питания зарядочувствительной секции,дифференцирующую цепочку 8, выходную секцию 9 и выход 10 устройства. Катод полупроводникового детекто 1 и положительный вывод источника 6 высоковольтного питания детектора з землены, по одному из выводов сопро тивления 4 и емкости 3 обратной свя зи подключены к затвору входного по левого транзистора 5 зарядочувствительной секции 2, к выходу которой подключены их вторые выводы вместе с входом дифференцирующей цепочки 8 подключенной выходом к входу выходной секции 9, выход которой является выходом устройства 10. Анод полу проводникового детектора 1 подключен к затвору входного полевого транзистора 5 зарядочувствительной секции, выводы подачи положительного и отрицательного питания которой подключены к соответствующим выводам отдельного источника 7 питания зарядочувствительной секции, отрицательный вывод которого соединен с отрицательным выводом источника 6высоковольтного питания детектора Устройство работает следующим образом. Импульс тока, возникший в полупроводниковом детекторе 1 под воздействием ядерного излучения, интегрируется зарядочувствительной секцией 2 на емкости 3 обратной связи, равной Со. Сигнал с выхода зарядочувствительной секции 2 посту пает через дифференцирующую цепочку 8 на выходной усилитель - интегратор 9, а затем на выход устройства 10. Питание зарядочувствительной секции осуществляется от источника 7питания. Высоковольтное питание на детектор поступает от источника 6 высоковольтного питания детекто68 ра через вывод подачи отрицательного питания зарядочувствительной секции 2, а затем -через сопротивление 4 обратной связи, равное 0,. При этом источник питания зарядочувствительной секции и сама секция находятся под высоким потенциалом относительно корпуса устройства. В известных устройствах аналогичного назначения переходная емкость между зарядочувствительной и выходной секциями шунтируется резистором для компенсации полюса нулем. Это необходимо, чтобы на выходе устройства получить короткий но однополярный сигнал.в предлагаемом устройстве зтот резистор поставить нельзя из-за того, что зарядочувствителцная секция находится под высоким потенциалом источника питания. Для того, чтобы обеспечить компенсацию полюса нулем в предлагаемом устройстве, выходной усилитель выполнен в виде неинвертирующего усилителя-интегратора и на выходе получается короткий однополярный импульс с постоянной спада -СПЕР RS Вышеизложенное можно проиллюстрировать следующим образом. Сигнал на выходе зарядочувствительной секции в операторной форме имеет вид XL (f) u,(P).E-:r7lirде TO КоСо, а Е - постоянная, опрееляемая величиной собранного заряда. Коэффициент передачи переходной епи между секциями равен W, (Р) -Р СПЕР ft х 1 - РСпср Re Коэффициент передачи выходной екции lO(p) равен V.lrИспользовав эти три выражения, егко найти.выражение для формы сигала на выходе устройства U (Р) с ТоРСпЕР Р-Ьх PCCRi-tft.t) l + PCnepdixPcRi Вьшолнив сокращение при условии (R, ожно получить СП/ЕР R ftjr я, +ft; (SiW-i R.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ, включающее в себя полупроводниковый детектор, ис,точник высоковольтного питания детектора и предусилитель, состоящий из выходной секции, дифференцирующей цепочки и зарядочувствительной секции с полевым транзистором на входе, в состав которой входят сопротивление и емкость обратной связи, причем катод полупроводникового детектора и положительный вывод источника йысоковольтного питания детектора заземлены, по одному из выводов сопротивления и емкости обратной связи подключены к затвору входного полевого транзистора зарядочувствительной секции, к выходу которой подключены их вторые выводы вместе с вкодом дифференцирующей цепочки, подключенной выходом к входу выходной секции, выход которой является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, дополнительно введен источник питания зарядочувствительной секции,выходная С кция выполнена в виде неинвертируняцего усилителя-интегратора,при(Л чем анод полупроводникового детектора непосредственно подключен к затвору входного полевого транзистора зарядочувствительной секции, выводы подачи положительного и отрицательного питания которой подключены к соответствующим выводам источника питания зарядочувствительно. секции, отрицательньй вьшод которого соедиОд нен с отрицательным выводом источниа ка высоковольтного питания детектора. 00