Детектор гамма-излучения с диэлектрическим рассеивателем Советский патент 1992 года по МПК G01T1/28 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, а точнее к технике регистрации гамма-излучения.1 Наиболее эффективно изобретение может быть использовано при измерении временной зависимости потока фотонов в гамма-нейтрбнных полях излучения импульсных радиационных установок.

Целью изобретения является увеличение точности и надежности измерений за счет увеличения устойчивости к внешним электромагнитным помехам.

На чертеже приведена схема предложенного детектора гамма-излучения.

Детектор гамма-излучения с диэлектрическим рассеивателем состоит из установленного в алюминиевом кор- -

пусе 1 с толщиной стенки 4 мм коллектора 2, выполненного из алюминие вой пластины или пластины из фторопласта, заключенной в оболочку из алюминиевой фольги толщиной 0,01 мм. Коллектор 2 окружен со всех сторон фторопластовым диэлектриком 3, не содержащим атомов водорода. Толщина фторопластового диэлектрика 3 между коллектором 2 и сопряженным с ним радиатором 4 комптоновских электронов (КЗ), выполненным из полиэтиленовой пластины 5 толщиной 3 мм (т.е. более 2/3 длины пробегов КЗ), заключенной в алюминиевую оболочку 6 толщиной 0,05 мм (т.е. более длины Пробегов протонов отдачи, но менее

О1

оо ьэ

00

ел

31582851

Галины пробегов КЗ) , составляет 0,2 мм„ При этом суммарная толщина алюминиевой оболочки 6 и фторопластового диэлектрика 3 между алюминие™ . вой оболочкой 6 и коллектором 2 и коллектора 2 более длины пробегов КЗ, а толщина фторопластового -диэле ктрика 3 между алюминиеесй оболочкой 6 и коллектором 2 составляет 0,2 мм, JQ т.е. менее длины пробегов КЗ. Радиатор изолирован от алюминиевого корпуса 1 фторопластовым диэлектриком 7. Для увеличения чувствительности при незначительном увеличении габаритных .15 размеров детектор содержит две одинаковые соединенные параллельно и размещенные одна за другой секции. Общая площадь коллектора 2 равна 106 см2, электрическая емкость око- JQ по 1,5 нф„ При регистрации излучения коллектор 2 и алюминиевая оболочка 6 радиатора k КЗ соединены с регистратором 8, в качестве которого выбран регистратрр с дифференциальным входом 25 (типа ) при этом радиатор электрически соединен с дифференциальным -входом регистратора 8, шунтированным- на землю нагрузочными сопротивлениями ,20

Зарядовый детектор гамма-излучения с диэлектрическим, рассеивателем работает следующим образом. При облучении гамма-квантами со стороны радиатора k между материалами колле- +,. ктора 2 и радиатора Ц, имеющими различные эффективные атомные номера, происходит неравновесный перенос быстрых вторичных электронов (главным образом КЗ), Выход быстрых вторичных Q электронов из полиэтилена выше, чем из фторопласта или алюминия. Вследствие этого, из полиэтиленовой пласти- ны 5 радиатора Ь во фторопластовый

диэлектрик 3, отделяющий коллектор 2 / от радиатора (,.и материал коллектора 2 переносится избыточный поток электронов, величина которого пропорциональна плотности потока гамма-излучения Удельная чувствительность опи- ,« санной конструкции к гамма-излучению импульсного ядерного реактора, равна

(2,9 + 0,2} Кл/Гр см.

Cm-нал детекюрм формируется, глав

ным образом, прямым переносом заряда КЗ между радиатором и коллектооог- 2, a fnwst1 индукционным г: у тем-объемным эаряпгч фтпроплйстпво(о диэлектрика

.

«

5

3 между радиатором Ц и коллектором 2Э возникающим при переносе быстрых КЗ между материалами с различными эффективными атомными номерами. Материалы детектора имеют низкие эффективные атомные номера и сравнимые со средней длиной пробега КЗ размеры, следовательно, вклад процесса ослабления гамма-излучения средней энергией около 1,5 МэЙ не превышает нескольких процентов и им можно пренебречь по сравнению с сигналом от прямого переноса КЗ.

Вез учета ослабления гамма-излучения ток КЗ в диэлектрике 3 между коллектором 2 и алюминиевым корпусом 1 компенсируется током КЗ во фторопластовом диэлектрике 7 и разрывает электрическую связь чувствительного элемента (радиатор-коллектор) с алюминиевым корпусом I, имеющим общую землю1 с радиационной установкой, которая создает по контуру заземления мощные сигналы электромагнитных помех. При толщине фторопластового диэлектрика превышающей среднюю длину пробегов КЗ, неравновесный пе- ренос КЗ вблизи границы раздела это го диэлектрика с материалом алюминиевого корпуса 1 не влияет на величину Тока КЗ, переносимых из фторопластового диэлектрика 7 в радиатор k, Устранение электрической связи с заземленным корпусом исключает проникновение в объем, чувствительного эле-ч мента детектора сигналов электронаf иитных помех по связанному с землей стороннему току комптоновских электронов,,

Таким образом, суть предложения сводится к созданию в чувствительном элементе (радиатор-коллектор) баланса внешних сторонних токов комптоновских электронов.

При условии равных электрических параметров сигналы, наводимые поме- хонесущим электромагнитным полем в линии связи коллектора 2 и радиатора Ь, вычитаются в регистраторе 8 с дифференциальным входом.

Изобретение позволяет увеличить точность и надежность измерений за счет компенсации сигналов внешних электромагнитных помех и сохранить низкую, чувствительность к сопутствующему нейтронному излучению

Формула изобретен и

1. Детектор гамма-излуменив с диэлектрическим рассеиват.елем, содержащий размещенные в заземленном корпусе радиатор и коллектор, отделенные от корпуса слоем диэлектрика, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и надежности измерений за счет увеличения устойчивости к внешним электромагнитным по158284

мехам, коллектор отделен 6т корпуса слоем диэлектрика, эффективный атомный номер которого равен эффективному атомному Номеру материала коллектора, а толщина превышает среднюю длину пробегов комптоновских электронов.

2. Детектор по п. 1, отличающийся тем, что, в качестве регистра тора использован регистратор с дифференциальным входом, причем радиатор электрически соединён с дифференциальным входом регистратора.

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, более конкретно к регистрации гамма-излумения. Цель изобретения - увеличение точности и надежности измерений за счет увеличения устойчивости к внешним электромагнитным помехам. Детектор содержит радиатор и коллектор, которые отделены диэлектриком от заземленного корпуса, причем эффективный атомный номер диэлектрика равен атомному номеру материала коллектора. Цель достигается введением между коллектором и корпусом диэлектрика с эффективным атомным номером, равным эффективному атомному номеру материала коллектора и толщиной, большей средней длины пробега комптоновских электронов, а также тем, что радиатор электрически соединен с дифференциальным входом регистратора. 1 ил. i (Л с