Способ настройки сцинтилляционного детектора большой площади для измерения гамма-излучения Советский патент 1987 года по МПК G01T1/20 

Изобретение относится к сцинтил- ляционной гамма-спектрометрии и наиболее эффективно может быть использовано в космофизических исследованиях при регистрации слабых потоков кос- мического у -излучения детекторами с большой чувствительной площадью, в медицинском приборостроении при конструирования и настройке, гамма-камер в геофизических исследованиях и т.д.

Цель изобретения - повьппение точности способа настройки сцинтилляци- онного детектора у -излучения.

Повышение точности настройки обеспечивается за счет измерения амплитуды в цифровом виде и точного определения по результатам измерений амплитуды величин корректирующих воздействий на коэффициенты усиления фотоз м- ножителей. За счет повьппения точности настройки детектора улучшается его энергетическое и пространственное разрешение.

На чертеже изображено устройствеj реализующее способ настройки сцинтил- ляционного детектора большой площади для измерения у -излучения.

Обозначены сцинтилляционный кристалл 1 - NaJ(Tl); ФЭУ 2, просматривающие кристалл, источник 3 питания высокого напряжения, подсоединенный к фотоумножителям, спектрометрический усилитель 4, вход которого подключен к фотоумножителям, амплитудный анализатор 5, вход которого связан с вьрсодом спектрометрического усилителя, источник 6 у -излучения, коллиматор 7. .

Предлагаемый способ реализован при настройке сцинтшшяционного детектора Jf -излучения, в состав которого входит сцинтилляционный кристалл NaJ(Tl) 0 200x100 мм и просматривающие его с одного торца три симмет- рично расположенные ФЭУ-110. Высокое напряжение на фотоумножители подается с источника.3 питания высокого напряжения. Сигналы с ФЭУ после усиления спектрометрическим усилителем 4 поступают на вход амплитудного анализатора 5 импульсов. Для настройки используется источник 6 X -излучения

Cs с энергией излучения Е 661,64 кэВ.

Способ настройки заключается в следующем.

Для повышения точности установки /С-источника фотоумножителем на проти

воположном торце кристалла делают разметку точек, соответствующих проекциям центров фотоумножителей. Произвольным образом нумеруют ФЭУ 2 от одного до трех. В том же самом порядке нумеруют соответствующие точки - проекции их центров. Затем, поочередно отсоединяя от спектрометрического усилителя 4 два из трех ЭУ, так что вклад в суммарный сигнал дает только рассматриваемый j-й фотоумножитель, облучают кристалл потоком у-излучения от источника 6, проходя- гаим через коллиматор 7 и направленным перпендикулярно торцу сцинтилля- ционного кристалла 1 в точку с номером 1 . При этом с помощью амплитуд- . ного анализатора 5 измеряют в цифровом виде амплитуду импульса а-- , соответствующую пику фотопоглощения в кристалле у -излучения источника с энергией Е, Аналогичные измерения про- дельгоают для всех фотоумножителей с номерами j от одного до трех ивсех точек - проекций ФЭУ с номерами i от одного до трех. В результате получают квадратную матрицу А размером 3x3:

30

чз

А

Ml

м

32

33

Элемент aj- этой матрицы представляет собой амплитуду импульса, полученного с одного J-ro фотоумножителя, когда поток у -излучЕШИя источника направлен в i-ю точку. Матрица А выглядит так:

102 76

68

А

66 106

70

67. 75

98

Коэффициент усиления третьего фотоумножителя оставляют неизменным, регулируют коэффициенты усиле ния первого и второго ФЭУ. Коэффициенты усиления этих ФЭУ необходимо изменить в Ъ- раз, причем Ъ: определяется по

формуле

где j 1,2 ;

ui

i

2

a,.

3Z

3(

33

Д

г 2,

77

31

Получены значения Ъ, 0,83057,

Ъ 0,9300184. После подстройки коэффициентов усиления первого и второго фотоумножителей для контроля точности настройки измеряют амплитуды импульсов от пика фотопоглощения у - излучения источника 6 при одновременном включении всех трех ФЭУ и пооче- редйой установке источника под каждым из трех фотоумножителей. Получены следуюпще значения: 2iZ3,A, 223,4 и 223,4 канала Их равенство свидетельствует о точной настройке. Применение этого способа настройки позволяет уменьшить энергетическое разрешение детектора по -линии Cs с 10,3 до 9,2%, Предлагаемый способ настройки обеспечивает точность настройки во всем используемом для измерений диапазоне энергий jf -излучения (0,5+ +2,0 МэВ)о

Таким образом, предлагаемый способ настройки СЦИН7ШШЯЦИОННОГО детектора большой площади для измерений у -излучения позволяет повысить

м е5

2987024

точность способа настройки сцинтилля- ционного детектора у -излучения. Кроме того, предлагаемьш способ позволит улучшить энергетическое и прост- 5 ранственное разрешение сцинтилляцион- ного детектора большой площади для измерения Y -излучения.

Формула изобретения

W

Способ настройки сцинтилляционно- го детектора большой площади для измерения гамма-излучения, включак щий поочередную установку под каждым фо15 тоумножителем коллиьгарованного источника моноэнергетического гамма-излучения, измерение амплитуды импульсов, соответствующих пику фотопоглощения J-излучения источника, повторную ус20 тановку источника в другом положении и измерение амплитудьт импульсов и обеспечение равенства амплитуды импульсов для всех положений источника, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности способа настройки сцинтилляционного детектора гамма-излучения, перед установкой источника поочередно отключают все ФЭУ, кроме одного, и измеряют N амплитуд импульсов с этого фотоумножителя в цифровом виде, устанавливая источник под каждым из N фотоумножителей в фиксированной последовательности, после этого коэффициент усиления одного из ФЭУ оставляют неизменным, а коэффициенты усиления остальных фотоумножителей изменяют в bj раз, причем bj определяют по формуле

40

45

ij 1-

где л главный определитель N-ro

порядка;

А - вспомогательный определитель системы.

Составитель В. Шадрин Редактор Н. Бобкова Техред И.Попович Корректор Л. Патай

886/49

Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., До 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области сцинтилляционной гамма-спектрометрии и наиболее эффективно может быть использовано в космофизических исследованиях при регистрации слабых потоков космического Y -излучения детек - торами с большой чувствительной площадью и в медицинском приборостроении при конструировании и настройке гамма-камер. Цель изобретения - повышение точности настройки сцинтилля- ционного детектора У -излучения. Цель достигается путем определения то ньгх ;вкладов в амплитуду сигнала каждого отдельного ФЭУ при условии, что все остальные отключены от электронного тракта. Коллимированный источник передвигают по всей площади кристалла, после чего повторяют все операции заново, но с другим включенным ФЭУ и т.д. Затем коэффициенты усиления всех ФЭУ, кроме одного, нормирован (О ного на единицу, ;1подстраивают в Ъ J раз, причем bj определяют по формуле - bj -uj/u, гДе Aj и л - вспомогательный и главный Определители системы, 1 ил. 00