Способ определения параметров для подбора детекторов и фотоэлектронных умножителей для сцинтилляционного счетчика и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01T1/202 

ИйобрйТеги Й ijrnc J i .: . :;:.- i : .. i ;;.) I I if -- --,,л I 11III

(illIr

1( ,т

1 -I ,

-. 1-1, ,r, ,

M I 1

1

III -T-,

и I1. т

j

.- ., .

Ir,

I г

I I

1I - Tb i

I n ; II I

1V.I I

-( l I I p

1f 1P г

I II

fj

}

Изобретение относится к сиинтилляци- онной технике детектирования ядерного излучения и .жет б1.-1ть исг1ользо ано при изготовлении сцинтилляционных счетчиков. Цель- увеличение энергетического разрешения счетчика, упрощение способа подбора, попьциение экспрессности и воспроизводимости результатой. Это достигается тем, что определяют равные значения величины сигнала Ф.ЭУ, соотоетствуюи1ие диаметрально противоположному освещению фотокатода. Для этого ос8еи1ение фото- катодз осуществляют путем поворота коллимированного источника света вокруг оси, Г1роходяи1ей через coBMeuif i Hi-in ць-мт- ры ФЭУ - свеговодя| 1.-и1 1 эпемпнт, ст О до 360 под критическим углом наклона ко л пи- мироваяного источника к плоскости фпто. са- тода. Затем по отношению найд(нного значения велиминь сигнала к значеник ве личины сигнала, полученного при нормальном угле наклона голлимиров нного источники к плоскости фоток.;1тола, определяют к о,эффи1,1иент Ко угловой чупствитель ности фотокат(;дгТ и подбирают 1 ЭУ и детектор|5|. удовлетворяющие соотно111емию Ко/Кр,,д - 1,3-1.5. причем К ( 1.5;2,1, а Крад -- 1,0 -1,5, Кр, - величина радиальной неоднородности детектора, Устройстг о определения ко.чффицпента угловой чупст и- тельносги фотокатода ФЭУ содержит полусфе 5ическу1О линзу 1, установленную Р. оптическом контакте 2 соосмо с Ф.ЭУ 3, кол- лимированный источник 4 света, - коллиматор, укрепленный выдвижной ипангх) 5, соединенной с центрирующей крышкой 6, обеспечивающей наклон источии1-:а 4 в пределах и укрепленной на светонепр1п- ницаемом боксе 7. Диаметр линзы составляет 0,18-0.2 диаметра фотокятода. отношение диаметра коллиматора к диаметру линзы 0.05-0,06, а диаметра коллиматора к его длине 0,014-0,016. 2 с. п. ф-лы, 3 . ,-™й О со

J

1(

Jf

I

1f I

i

/K I tI I

1I I 1llI ( 1

P I I I

Ir f 1 q

ВЧ ЗУ 1 i-l

I I U I P

u 1.) f 1 r j h

(1г1 rj

tillI

JJ|l IЬ 1III1

jni 1 )К iiII

l|II (т

- Jr- r -( ,-1

,

jnr /t |l t т

01 i I, 1 ) t

I cflI- 1 1 Ih lrl

Jnb 1 i -) 1J fi J у П 1

О FJ п ИМИ 1 i:i()n 1 И r 1

РЛ и t-1 I nc . I- г ,3 n,i|

, 4iO 1 L - - lO fi J r.ni

, J i ) ( U- II-I

It

Н8 линзы, что приЕюдит К оиилбке измеремил К О . я следовательно, м к О1иибке в подбора

ФЭУ, снижению энергетического разре- lueiii-in сцмнтмпл;лц| ониых счетчиков.

При 0.2 происходит увепичение о 0

выходящего ипружу света, через область сочленения ФЗУ с линзой при первом акте попадания его на фотокатод и отражения в сторону линзы. Это приводит к снижению величины сигнала при критическом угле падения ci GTa и к увеличению ошибки измерения К (9, а следовательно, к снижению энергет1 . еского разреи ения счетчиков.

кол , г п-кол

0,0ь и ---

л 1-1 ч

1

0,014 увеличмозетсп рассеяние света в объеме линзы и на поверх юсти фотокатода попадает свет or час1ично размьггого пучка света, что приводи г при критическом угле падения к освещению более (оирокой полосы фотокатода в болыием конусе, к усреднению сигнала и увеличению измерения К (7, где €1кол и d.iHH диаметры коллигиаторз и полусферической линзы соответственно: 1 - длина коллиматора.

Пои

с

d.

0.05 и f 0,01 б увеличивается отрамсение света на кривизне л-ин- 3 ы и п р и 8 о д и т к увел и ч е н и ю о ш и б и измерения К f и плохой воспроизводимости резу/1ьтэгсл. измерения, а следовательно, к снкоконию энергетического разрешения сцинтилляционных счетчикоп,

Г1редлагае. устоойство содержит полусферическую линзу 1, установленную в оптическом контакте 2 соосно с ФЭУ 3, кол- лимированный источник -1 спета - коллиматор, укрепленный на выдвижной штанге 5, отора, в свою очередь, соединена с цент- риру1О1цей )кой-. ;имбом 6, обеспечивающей наклон источника 4 в пределах 0-180°. Крышка-.пимб б укреплена иа вращающемся зокруг оси линга-ФЭУ в преде- /lax 0-360° светонепроницаемом боксе 7.

В примере конкретного выполнения дпя определения коэффициентов угловой чувствительности ФЭУ-110 с диаметром фо- токато,г1а по паспортн ым данным 60 мм из плексигласа изготовлены полусферическая линза диаметром 12 мм и коллиматор диаметром 0,65 мм и длиной 45 мм. Для опре- д fci л е н и я в 6 л и ч и н ы сигнала ФЭУ используется анализатор импульсов АИ- 1024. Напряжение питания ФЭУ 1200 В от источника зысокоБОльтного напряжения ти0

5

0

5

0

5

0

5

па ВС-22. Источником света служит спото диод типа ВЛ-102 В.

Линзу 1 укрепляют в ог1тичс -1;ом контакте 2 (вазелиновое масло нз гпчпррхнг сти ФЭУ соосно с . С помош.ью крьппки-лим- ба 4 источник 4 устанавливают также соосно с линзой 1. При поданном высоком напря- питания ФЭУ с помощью анализатора определяют величину сигнала ФЭУ в этом положении, т. е. при нормальном угло падения света источника 4. Зачем с по- мои1,ью крышки-лимба 6 осуществпяют наклон источника 4 для нахождения критического угла падения срета. при котором наблюдается максимальная вс лчч11нз сигнала ФЭУ (для исследуемых ФЭУ-110 критический угол соответствует 50°1. Под найденным критическим углом падения света источник 4 с щтангой 5 фиксируют на крьлике-лимбе 6, после чего осуществляют поворот светонепроницаемого бокса 7 с укрепленной на нэм крышкой-лимбом б вокруг оси линза-ФЭУ в пределах 0-360°. В результате получают круговую топограмму, по которой определяют равные по амплитуде значения сигнала ФЭУ, соответствующие диаметра ЛЬ.; о противоположному освещению Ф отокатода,

Затем по отношению найденного значения величины сигнала на этой лиш и 1с,г.ели- чине сигнала, полученного при Н.н )мал1,нпм угле наклона коллиматора в цен1ре (ротекатода, опоеделяют коэффициент углопой чувствительности фотокатода.

Далее измеряют величину радиальной неоднородности детекторов. Для этого фо- тометрируют негативное изображение выходного окна детектора и по отношению макси.мального значения сигнала (у края детектора) к сигналу, полученному в его центре, определяют величину Крад радиальной неоднородности детектора. Имея набор детекторов (со своими Крад) и набор ФЭУ (со своими К) для сцинтилляционных счетчиков-, подбирают TG детекторы и ФЭУ, у которых величины Кргд и 1 0 находятся о

заявляемь х пределах и удовлетворячот со

отношению

Krt --L...

Ki , о (, V.J, рал

Время, затрачиваемое на измерение ко- зфф1щиента угловой чувствительности одного ФЭУ, составляет 1-5 мин.

Таким образом, предлагаемое (охниче- ское решение обеспечивает однозначность подбора детекторов и ФЭУ и улучшение энергетического разрешения сцинтилляци- онных счетчиков до 7-8 %, значительное

cяижef иe трудоемкости, coKpaiiieHWi, Roe мени подбора (в 30 раз), я следовстельно. v-i упрощение способа в целом. Предлагаеью ;; устройство весьма простое в зксплуатаг.-ии и изготовлении,

Формула изобретения 1, Способ определения параметров для подбора детектора и фотозлектронных ум- нохсителей (ФЭУ) для С1н-1нтиллр,ционного счетчика, включающий определение радиальной неоднородности детектора КрадИ хз- рэктеристики фотокатода, о т л и чающий с л тем, что, с целью увеличения энергетического разрешения счетч / ка и упрощения способа, осуществляют круговое сканирование фотокзтода ФЭУ вокруг оси, проходящей через совмещенные центры ФЭУ -- световводящий элемент, ксплмм . фоваяным источником света под критическим углом наклона колл;.1мированного источника, определяют равные значения величины сигнала ФЭУ. соответствующие диаметрально противоположному освещению фотокатода, по OTHOuieHViso найденногС значения вели- чины сигнала к значению ЕК-гличикы сигнала, полученного при нормальном угле наклона колл тм /рованного источгинка, определяют ко. эффиц-лент угловой. чуйс оитвль:- ост / Фг- токатода К О и подбирают ФЭУ ;.; детектор, удовлетворяющ е ссотнршйг)./1Ю

Ч

Kf 1

рз.Д

(1,5-2,1): Крзд- 1.0-1,5. 2, Устройсгво для определения параметров для подбора детекторов и ФЭУ для сцмнтилля11ион1-1ого счетчика, содержаи ее световводяЩий .-элемент, установленный в оптическом контакте i- a поверхности фотокатода, коллимированный источник света с возможностью его перемещения, о т л и ч а ю- ш, е 6 с я тем, что, с целью воспроизведения

результатов, световводящим элементом яв- ляетсй установленная соосной с фотокатодом полусферическая линза, диаметр которой составляет 0.18-0,2 диаметра фотокатода, а геометрические размеры коллиматора у,цозлетво :)яют соотношениям

d .0.

(0,,06)

- Y -(O.OV4-0.016),

/

ю

Крад