Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией Советский патент 1989 года по МПК G01T1/20 

Изобретение относится к сцинтил- ляционным детекторам ионизирующего излучения и предназначено для определения момента пролета частицы через детектор большого размера.

Цель изобретения - улучшение временного разрешения сцинтилляционного детектора с координатной компенсацией,.

На фиг. 1 изображена блок-схема сцинтилляционного детектора с координатной компенсацией; на фиг. 2 - эпюры напряжений в характерных точ-

ках сцинтилляционного детектора с координатной компенсацией.

Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией содержит сцин- j-иллятор 1 в виде протяженной полосы, фотоумножитель (ФЭУ) 2, находящийся в оптическом контакте с торцом сцинтиллятора 1, аналоговый разветвитель 3, формирователь 4 со следящим порогом (ФСП), формирователь 5 с постоянным порогом (ФПП), схему 6 перекрытия, преобразователь 7 интерва& vj

СО

со о

О5

лов премени и формирователь 8 сигнала окончания преобразования.

Выход фотоумножителя 2 через аналоговый разветвитель 3 соединен с входами формирователя 4 со следящим порогом и с входами формирователя 5 с постоянным порогом, выходы которых соединены с входами схемы 6 перекрытия ВЫХОД КОТОРОЙ СОеДИНеН С ВХОДОМ

преобразователя 7 интервалов времени Выход преобразователя 7 интервалов времени соединен с входом формирователя 8 сигнала окончания преобразования, выход которого является выходом сцинтилляционного детектора.

Позициями 9, 10, 11, 12, 13 и 14 обозначены выходы блоков сцинтилляционного детектора, для которых на фиг. 2 приведены соответствующие это ры напряжений. На эпюре 9 (фиг. 2) позициями 15 и 16 обозначены сигналы с ФЭУ от частицы, прошедшей соответственно вблизи ФЭУ и вдали от ФЭУ.

Работа сцинтилляционного детекто- ра с координатной компенсацией основана на использовании зависимости раности моментов срабатывания формирователей с разными способами временной привязки от амплитуды сигнала фото- умножителя и, следовательно, в условиях фиксированного энерговыделения,

за счет затухания света в сцинтилля- торе - от координаты прохождения частицы, для изменения задержки появления выходного сигнала устройства, компенсирующей координатную зависимость момента появления сигнала на выходе фотоумножителя.

Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией работает следующим образом.

При прохождении заряженной частицы через сцинтиллятор 1 фотоумножи-t тель 2 регистрирует сцинтилляционную вспышку. Сигнал с анода фотоумножителя 2 через разветвитель 3 поступает на вход формирователя 4 со следящим порогом и на вход формирователя 5 с постоянным порогом. Задержка срабаты вания формирователя 4 со следящим порогом относительно момента пролета частицы через детектор, исключая собственные постоянные задержки электронных узлов, линейно зависит от координаты сцинтилляции. Момент срабатывания формирователя 5 с постоянным порогом зависит от координаты сцинтилляции и, кроме того, от амплитуды сигнала с фотоумножителя. В результате момент появления сигналов Тс и Т„ на выходах временных формирователей описывается зависимостями

Изобретение относится к сцинтилляционным детекторам ионизирующего излучения и предназначено для определения момента пролета частицы через детектор большого размера. Целью изобретения является улучшение временного разрешения. Детектор содержит сцинтиллятор в виде протяженной полосы, фотоумножитель, находящийся в оптическом контакте с торцом сцинтиллятора, аналоговый разветвитель, к выходу которого подключены два временных формирователя - со следящим порогом и с постоянным порогом. Для достижения цели используется тот факт, что временное положение сигнала на выходах этих двух формирователей по-разному зависит от координаты пролета частицы через сцинтиллятор. С помощью схемы перекрытия, преобразователя интервалов времени и формирователя сигнала окончания преобразования компенсируется зависимость времени появления выходного сигнала от координаты пролета частицы. 2 ил.

Тс X/VC (для формирователя 4 со следящим порогом); Т п X/V г, (для формирователя 5 с постоянным порогом) ,

где X - координата пролета частицы;

Vc

и Vn - эффективная скорость рас-

пространения светового сигнала соответственно для формирователя 4 со следяг- щим порогом и формирователя 5 с постоянным порогом, причем V п . Vc.

С помощью схемы 6 перекрытия формируются импульсы перекрытия выходных сигналов обоих формирователей,

временное положение и длительность которого зависит от координаты сцинтилляции. Этот импульс поступает на преобразователь 7 интервалов времени Если коэффициент К преобразования равен К - VC/(VC - Vn), то момент преобразования, определяемый с помощью формирователя 8 сигнала окончания преобразования, не зависит от координаты сцинтилляции.

40

45

Значение коэффициента К преобразования получается из условия, что задержка выходного сигнала с формирователя 5 с постоянным порогом, вызываемая изменением координаты, должна компенсироваться разностью изменений задержек для обоих формирователей, умноженной на коэффициент К преобразования, т.е. приблизительно:

X

-к Ј--Ј).

0

5

Vp Vn Vc откуда следует, что К Vn/(Vc-Vn).

Таким образом, в сцинтилляционном детекторе с координатной омпенсаци- ей осуществляется координатная компенсация и, следовательно, временное положение сигнала не зависит от координаты прохождения частицы .через детектор.

В качестве примера сцинтилляционного детектора с координатной к мпен51

сацией может быть предложено устройство со сцинтиллятором, изготовленным из стандартного пластмассового сцинтиллятора на основе полистирола, фотоумножителем ФЭУ-85, простым ре- зиствным разветвителем, формирователем со следящим порогом и формирователем с постоянным порогом, схемы перекрытия и преобразователя временных интервалов на основе диода с накоплением заряда, применение которого позволяет одновременно с преобразованием получать сигнал окончания преобразования.

Использование предлагаемого сцин- тилляционного детектора с координатной компенсацией позволяет в несколько раз увеличить точность определения момента пролета частицы через де тектор.

Формула изобретения

Сцинтилляционный детектор с коор- динатной компенсацией, состоящий из сцинтиллятора в виде протяженной по

лосы, фотоумножителя, находящегося в оптическом контакте с торцом сцинтиллятора, и первого формирователя временной отметки, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью улучшения временного разрешения детектора, в него дополнительно введены аналоговый разветвитель, второй формирователь временной отметки, схема перекрытия, преобразователь интервалов времени, формирователь сигнала окончания преобразования, причем выход фотоумножителя через аналоговый разветвитель подключен к входам двух формирователей временной отметки, выходы которых соединены с входами схемы перекрытия, выход схемы перекрытия подключен к входу преобразования интервалов времени, выход которого соединен с входом формирователя сигнала окончания преобразования, выход которого является выходом устройства, причем один из формирователей временной отметки является формирователем с постоянным порогом, а другой - формирователем со следящим порогом.

Ю

fV

1Ъ