СПОСОБ ЯДЕРНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ Советский патент 1968 года по МПК G01T1/36 

Предложение относится к способам устранения нестабильности тракта нреобразования и усиления исследуемого сигнала в устройствах, содержащих фотоэлектронные умножители, в частности в ириборах, используемых для спектрометрии ядерных излучений.

Коэффициент усиления фотоэлектронных умножителей, применяемых в сцинтилляциониых снектрометрах, в большой степени зависит от напряжения питания, температуры окружающей среды и других факторов. Это является основным источником ощ.ибок в измерениях спектров ядерных излучений.

Известные способы борьбы с нестабильностью работы фотоэлектронных умножителей сводятся, как правило, к устранению самой нестаблльности, т. е. к стабилизации результирующего коэффициента усиления всего тракта усиления сигнала (фотоэлектронный умножитель, усилитель),

В частности, известен способ автоматического регулирования усиления путем введения обратной связи с использованием реперного источника излучения (радиоактивного или светового) .

Однако этот способ имеет ограниченный коэффициент стабилизации (50, редко до 200- 300) и значительную инерционность (0,1- 10 сек).

устранить влияние нестабильности фотоэлектронного умножителя и последующего усилителя. Способ основан на компенсации нестабильности коэффициента усиления и фотоэлектронного умножителя и усилителя в процессе амплитудного анализа импульсов сцинтилляций. Пороговое напряжение дискриминаторов, в отличие от известных систем, подают в виде

импульсов. Эти пороговые импульсы формируются следующим образом. Каждый исследуемый импульс вызывает появление с определенной задержкой реперного имнульса, который пропускают через тракт усиления (ФЭУ,

усилитель) вместе с исследуемыми импульсам.и. В результате те и другие импульсы получают равную -нестабильность. Далее в процессе амплитудного анализа, проводимого методом сравнения .импульсов сцинтилляцией с

пороговыми импульсами, их нестабильности взаимно компенсируются. Это равноценно коэффициенту стабилизации, близкому к бесконечности. На чертеже изображены временные диаграммы, поясняющие способ.

Импульсы сцинтилляций, возникающие в сцинтилляторе при попадании в него гаммаквантов излучения (а), регистрируются и усиливаются фотоэлектронным умножителем. С

пороговыми импульсами, подают на линейный усилитель и далее на Еременной селектор, в котором вновь отделяются от noporoiBbix импульсов. После временного селектора импульсы сцинтилляций (в) задерживаются (г) в первой линии задержки на время 4i, несколько большее длительности импульса сцинтилляции tc .

С первой линии задержки имнульсы сцинтилляций (г) поступают на вторую линию задержки и одновременно на генератор пороговых импулУсов, .работающий в ждущем режиме, и запускают его. Генератор вырабатывает прямоугольные импульсы (д) стабильной амплитуды.

С генератора порогового импульсы (д) поступают на генератор световых импульсов и запускают его. Вспышки генератора световых нмнульсов регистри|руются ФЭУ. На выходе умножителя и линейного усилителя получаются, таким образом, пары «мпульсов (б): каждому импульсу сцинтилляций сопутствует (с задержкой на время ) пороговый импульс. Относительные нестабильности их амплитуд, вызванные нестабильностью усиления, абсолютно .равны. С линейного усилителя эти пары импульсов поступают на временной селектор, где разделяются снова на два канала. Это разделение производится с помощью селектирующего импульса (е), подаваемого на селектор с генератора пороговых -импульсов. С выхода временного ceлeктqpa пороговые имлульсы (ж) поступают на аттенюаторы, в -которых их амплитуды ослабляются (з) и (и) до величин, равных верхнему и нижнему порогам соответствующих дискриминаторов и далее на дискриминаторы нижнего и верхнего порогов. Импульсы сцинтилляций после временного селе-ктора проходят через «ервую линию задержки с временем задержки зГи через вторую линию задержки с временем задержки таким.

чтобы на ее выходе верщина импульса сцинтилляций совпадала во времени с плоской вершиной порогового импульса. С выхода второй линии задержки импульсы сцинтилляций поступают на дискриминаторы, в которых они сравниваются по амплитуде с пороговыми .импульсами. Это сравнение может быть осуществлено, например, путем суммирования их с противоположными знаками и дальнейшего

пропускания лишь той части результирующего импульса, которая имеет знак импульса сцинтилляций. Таким образом, спусковое устройство дискриминатора срабатывает лишь от импульсов сцинтилляций, амплитуда которых

превышает амплитуду пороговых импульсов. Так как нестабильности амплитуд суммируются также с противоположными знаками, а по величине они .равны, то в результате такого сравнения и происходит их полная взаимная

компенсация. Спусковое устройст во дискриминатора вырабатывает стандартные импульсы постоянной длительности и амплитуды (к. л.). Эти и.мпульсы с ВЫХОДОВ дискрим1инаторов подают, как обычно, на дальнейщую обработку - либо непосредственно на измерители скорости счета (при интегральных измерениях), либо на схемы антисовпадений (при дифференциальных измерениях спектра).

Предметизобретепия

Способ ядерной спектрометрии с использованием реперных световых импульсов, прошедших через ФЭУ и тракт усиления вместе с исследуемыми имнульса.ми, отличающийся тем,

что, с целью устранения влияния нестабильности ФЭУ, пороговое напряжение подают в виде импульсов, пропорциональных прошедшим через тракт усиления реперньш импульсам, причем каждый реперный импульс синхронно запускают соответствующим исследуемым импульсом.