Устройство для регистрации частиц Советский патент 1978 года по МПК G01T1/208 

Изобретение относится к ядерной электронике, в частности к устройствам для обработки временной информации с детекторов ядерных излучений. Для получения ВЫСОКОГО временного разрешения времяпролетных спектрометров при использовании в последних счетчиков с большими ( 1 .и) линейными размерами оцинтилляторов или радиаторов необходимо устранить влияние размеров счетчика. Известно устройство, позволяющее компенсировать влияние геометрии счетчика на временное разрешение. Сцинтиллятор «просматривается двумя фотоэлектронными умножителями, до которых свет сцинтилляции доходит через неравные отрезки времени. Разность времен является функцией координаты точки прохождения частицы, измеряемой двумя время-амплитудными преобразователями. Один из преобразователей измеряет интервал времени между ранним и -более поздним импульсами ФЗУ, а другой - между поздним и ранним, для чего ранний сигнал задерживается на постоянную величину. Очевидно, что с изменением координаты точки прохождения частицы (координаты х) сигнал на одном преобразователе линейно растет, а на другом уменьшается. Суммарный сигнал от обоих время-амплитудных преобразователей не будет зависеть от места прохождения частицы через счетчик. Однако в таком устройстве наблюдается большое мертвое время из-за использования время-амплитудных преобразователей и последующего амплитудного анализа, достигающее 0,3-1 мкс. Кроме ТОГО, устройство невозможно включить во временную логическую схему, так как временное положение выходного импульса устройства зависит от координаты точки прохождения частицы через счетчик. Цель изобретения - создание устройства с малым мертвым временем, вырабатывающего логический импульс, временное положение которого относительно реперной временной отметки не зависит от места попадания частицы в Сцинтиллятор или радиатор. Для ЭТОГО в предлагаемом устройстве на выходе первого генератора зарядного тока включен диод с накоплением заряда в качестве накопителя заряда для преобразования время - заряд-время. Между разветвителем и второй линией задержки включен триггер, который обеспечивает необходимое соотношение токов заряда и азряда и времени заряда и разряда.

Временной интервал между импульсами от двух фотоумножителей, «просматривающих с разных сторон сцинтиллятор или радиатор, преобразуется в величину заряда, накапливаемого в накопителе заряда. Обратное преобразование, т. е. рассасывание накопленного заряда, пачинаетсл тем раньше, чем больший заряд был накоплен. Момент равенства накопленного и унесенного зарядов при олределенном отношении зарядного тока к разрядному не зависит от координаты х. Малое мертвое время устройства обеспечивается применение.м «быстрых логических элемеитов и исключением время-амплитудных преобразователей.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Фотоумножители / и 2 расположены с двух сторон сцинтиллятора 3. Сигналы с фотоумножителей / и 2 формируются на формирователях 4 и 5 с компенсацией амплитудного разброса. Сигнал с формирователя 4 через разветвитель 6 перебрасывает в состоянии «I триггер 7 и через линию 8 задержки запускает генератор 9 разрядного тока. Сигнал с формирователя 5 через линию задержки 10 возвращает триггер 7 в исходное состояние «О. Сигнал с триггера 7 управляет работой генератора 11 зарядного тока. Генераторы 9 и 11 заряжают и разряжают накопитель 12 заряда. Момент нулевого заряда фиксируется индикатором 13 нуля, по сигналу которого срабатывает формирователь 14 логического импульса.

На фиг. 2 последовательно показаны импульсы с формирователей 4 к 5, ток заряда с генератора //, ток .разряда с генератора 9, заряд на накопителе 12 и логический импульс с формирователя 14.

В качестве накопителя 12 заряда применен диод с накоплением заряда (ДНЗ), который является одновременно индикатором нуля заряда. Для того чтобы импульс с формирователя 4 был для триггера 7 всегда стартовым, а импульс с формирователя 5 - стоповым, в канал формирователя 4 введена линия 8 задержки.

Время восстановления (Гвосст. ), обратиого сопротивления ДНЗ равно времени начала рассасывания заряда плюс время, необходимое для рассасывания накопленного заряда от генератора 9 разрядного тока.

Устройство найдет применение при экспериментальных исследованиях, когда используются сцинтилляционные и черенковские счетчики с линейными размерами сцинтилляторов и радиаторов более 50- 100 см.

Формула изобретения

Устройство для регистрации частиц преимущественно во время-пролетных приборах с помощью черепковских или сцинтилляционных счетчиков, состоящее из двух фотоумножителей, двух формирователей, двух линий задержки, двух геиераторов

тока, триггера, разветвителя, индикатора нуля, формирователя логического импульса и накопителя заряда, отличающееся тем, что, с целью снижения влияния размеров сцинтилляторов и радиаторов на временное разрещение, уменьшения мертвого времени устройства, на выходе первого генератора зар-ядного тока включен диод с накоплением заряда в качестве накопителя заряда для преобразования

время-заряд-время, а между разветвителем и второй линией задержки включен триггер, который обеспечивает необходимое соотношение токов заряда и разряда и времени заряда и разряда.