Газовый сцинтилляционный счетчик мягкого рентгеновского излучения Советский патент 1974 года по МПК G01T1/205 

1

Для регистрации рентгеновского излучения обычно используются газоразрядник и сцинтилляционные счетчики. Счетчики имеют следующие недостатки:

1)пропорциональные счетчики, выходной сигнал которых равен 1-10 мв, необходимо подсоединять к усилительной аппаратуре;

2)счетчики Гейгера-Мюллера имеют плохое временное разрешение;

3)сцинтилляционные счетчики на основе монокристаллов NaJ(Tl) сложны в изготовлении и обычно имеют малую апертуру из-за трудности выполнения тонких монокристаллов NaJ(Tl) большого диаметра.

Для регистрации мягкого рентгеновского излучения применяют также газовые сцинтилляционные счетчики на основе ксенона, которые позволяют значительно увеличить световой выход путем введения сцинтиллирующего газа в электростатическое поле.

Газовый счетчик состоит из фотоэлектронного умножителя и газового сцинтиллятора, камера которого выполнена в виде низкого стеклянного цилиндра. Перпендикулярно оси цилиндра натянута анодная нить; катод составляют основание цилиндра, изготовленное из алюминия, и стальная сетка, натянутая перед другим основанием, стеклянным, являюшимся входным окном сцинтиллятора. Выходное окно покрыто тонким слоем оргаиического светонреобразователя (р-кватерфенила) для согласования спектра излучения газа, основная часть которого лежит в области далекого ультрафиолета, с областью спектральной чувствительности фотоэлектронного умножителя.

Основной недостаток описанного счетчика- быстрое уменьшение светового выхода со временем, вызванное загрязнением рабочего газа парами и продуктами распада органического светопреобразователя, а также газами, выделяющимися из стенок камеры. Стабильность работы счетчика обеспечивается непрерывной циркуляцией сцинтиллирующего газа через установку, в которой он очищается от вредных примесей. Сложность и значительные габариты таких установок исключают использование газовых сцинтилляционных счетчиков в ряде областей науки и техники. Кроме того, конструктивное решение описанного счетчика не позволяет полностью реализовать такие преимущества газовых сцинтилляционных счетчиков, как быстродействие и относительно большая величина выходного сигнала.

Цель изобретения - улучшение амплитудного и временного разрешения счетчика. Цель достигается благодаря тому, что в качестве светопреобразователя использован вольфрамат кальция, а плоскопараллельные электроды образованы торцовыми окнами сцинтилл ционной камеры, одно из которых изготовлено из материала, прозрачного для мягкого рентгеновского излучения, а другое - из ма-териала, прозрачного для света, регистрируемого фотоэлектронным умножителем.

Использование в предложенном счетчике вольфрамата кальция вместо органических веществ позволяет подвергать колбы газовых сцинтилляторов обычной вакуумной обработке с обезгаживанием при высокой температуре и создавать долговечные отпаянные приборы, не нуждающиеся в непрерывной циркуляции газа через очистительное устройство.

Применение вольфраматных светопреобразователей увеличивает световой выход газовых сцинтилляторов, так как по конверсионной эффективности вольфраматы приближаются к NaJ(Tl) и значительно превосходят органические светопреобразователи. Время высвечивания вольфраматов порядка сек, что вполне удовлетворяет условия обычного света (наблюдаемая при возбуждении сс-частицами и высокоэнергетическими гамма- и рентгеновскими квантами фосфоресценция вольфрамата кальция со временем высвечивания порядка 10-5 сек отсутствует при возбуждении ультрафиолетовым излучением).

Применение плоскопараллельной системы электродов с однородным электростатическим полем позволяет повысить быстродействие счетчика по сравнению со счетчиком с центральной анодной нитью на порядок, а вынесение электродов из внутреннего объема камеры существенно улучшает условия светосбора.

По сравнению с газовым счетчиком Поликарпо предложенный счетчик имеет такие очевидные преимущества, как технологичность конструкции, хорошие условия светосбора, высокое временное разрешение, возможность из

готовления в виде отпаянного прибора, что расширяет область его применения в рентгеноснектральных анализаторах состава вещества и в других устройствах, связанных с детектированием мягкого рентгеновского излучения, наряду со сцинтилляционными счетчиками на основе монокристаллов NaJ(TI), от которых он выгодно отличается простотой изготовления и возможностью получения детекторов практически любых размеров и формы.

Лабораторные исследования показали, что предложенные счетчики с ксеноновым наполнением при давлении 750 торр сохранили свою работоспособность в течение полутора

лет, причем в области энергий 8-12 кэв они не уступают сцинтилляционным счетчикам на основе NaJ(Tl) по световому выходу и эффективности регистрации.

Предмет изобретения

Газовый сцинтиллянцонный счетчик мягкого рентгеновского излучения, состоящий из фотоэлектронного умножителя и находящейся в оптическом контакте с ним камеры, наполненной газом, снабженной системой плоскопараллельных электродов, входным окном из материала, прозрачного для мягкого рентгеновского излучения, и выходным окном,

внутренняя поверхность которого покрыта тонкой пленкой светопреобразователя для согласования спектра излучения газового разряда с областью спектральной чувствительности фотоэлектронного умножителя, отличаюЩ и и с я тем, что, с целью улучшения амплитудного и временного разрешения, электроды совмещены с входным и выходным окнами, а в качестве светопреобразователя использовано вольфраматное соединение, например вольфрамат кальция.