Гамма-спектрометр Советский патент 1978 года по МПК G01T1/00 

lia ф111 1 показана блок-схема гаммаспектрометра; на фиг. 2 -- зависимость эффективности от энергии излучения.

Гамма-спектрометр содержит анализирующий ППД 1 с высоким энергетическим разрешением н боковые сцинтилляционные детекторы 2. Коллимированное га.мма-излучение падает на ППД 1J кото)ый расположен в цилиндрической полости, образованной сцинтилляторами детекторов 2. Боковые детекторы 2 служат для регистрации рассеянны.х из ППД 1 гамма-квантов. На блок-схеме спектрометра показаны также дискриминаторы 3, схема 4 тройных совпадений, анализатор 5 амплитуд импульсов и блок 6 отбора и перераспределения, в который входят схема 7 двойных совпадиий, схемы 8 и 9 пропускания, нормализатор 10 амп..читуд и сумматор 11. Выход ППД 1 подключен к входам схем 4 и 7 и к сум.магору 11. Выходы детекторов 2 через дискри.минаторы 3, настроенные на пики аннигиляцпонного излучения, подключены к соответствующим входам схемы 4. Другие выходьт детекторов 2, объединенные в один общий тракт, подключены к одному из входов схемы 7 двойных совпадений, выход которой подключен через схему 8 пропускания к управляющему входу выходной схемы 9 нропускания.

Выход схемы 4 тройных совпадений подключен к управляющему входу схемь 8, а также через нормализатор 10 к одному из входов сумматора 11, а выход носледнего подан через схему 9 пропускания на вход анализатора 5 амплитуд импульсов.

При таком соединении схем блока 6 на вход анализатора 5 пропускаются импульсы полного поглощения в от.чичие от прототипа, в KoiopOM импульсы поглощения не регистрируются. При этом также осуществляется, в случае образования пар, перераспределение импульсов из области пика двойной утечки аннигиляциоппых квантов в пик ПО.1НОГО поглопдепия в аппаратчрном спектре, а импульсы неполного поглощения от событий комптоновского рассеяния исключаются из регистрации в анализаторе о.

.Гамма-спектрометр работает следующим образом.

Так как в основе процесса регистрации гамма-квантов в матернале детекторов лежат в основном три вида взаимодействия гамма-квантов с веществом - фотоэффект, комптон-эффект и образование пар. В зависимости от вида взаимодействия гамма-квантов с чувствител ным объемом детектора возможно или полное поглон:.ение, и.щ вы.тет ко.мптоновски рассеянного кванта, или BI Iлет анни1иляционщ11х квантов из ана.чизируюо.1его „(етектора 1. Поэтому работу спектрометра рассмотрим для этих трех различных случаев.

В случае Г1олного поглощения энергии регистрируемого |-амма-квапта в анализируюHieM Г1ПД 1 на влходах ;1стекторов 2 импульсы отсутствуют, а импульс анализпруюгцего ППД 1 проходит через линейный сумматор 11, сохраняя амплитуду, соответствующую энергии гамма-кванта, и далее прохо;1ит через нормально открытую выходную схему 9 пропускания к анализатору 5 амилитуд импульсов. За счет пропускания этих импульсов увеличивается эффективность и расщиряется диапазон измерения по сравнению с прототипом.

В случае образования пар в ППД 1, если оба aннигИv яциoнныx кванта поглотятся в этом же детекторе, то работа устройства не отличается от рассмотренного выще случая полного поглощения энергии регистрируемых квантов ППД, т. е. при этом в боковых детекторах не регистрируется рассеянное излучение, и схемы 4 и 7 совпадений не срабатывает, а импульс ППД беспрепятственно проходит через сумматор 11 и схему 9 пропускания к анализатору 5 импульсов. Вылет двух квантов и их поглощение в боковых детекторах 2 выделяется дифференциальными дискриминаторами 3, окна которых настраиваются на аннигиляционные пики, и схемой 4 тройных совпадений. При этом для выделенных событий выходной импульс схемы 4 запирает схему 8 пропускания и выходная схема 9 пропускания остается открытой. Одновременно нормализатор 10 вырабатывает импульс с амплитудой, соответствую1 :еи суммарной энергии двух аннигиляциоиных квантов. Этот импульс складывается с и-мпульсом от ППД 1 в линейном сумматоре 11, за счет чего импульс ППД, (зоответствующий по амплитуде ппку двойной утечки аннигиляционных квантов, приобретает величину, соответствующую полной энергии регистрируемого кванта. Этот суммарный импульс проходит через схему 9 пропускаиия и регистрируется, следовательно, уже в области пика полного поглощения в аппаратурном спектре.

В тех случаях, когда не происходит срабатывания схемы 4 тройных совпадений, срабатывает только схема 7 двойных совпадений, т. е. при вылете только одного аннигиляционного кванта или неполном поглощении в боковых детекторах 2 хотя бы одного из обоих квантов работа спектрометра не отличается от случая комптоновского рассеяния. При этом импульс с выхода схемы 7 проходит через схему 8 пропускания и запирает выходную схему 9 пропускания, что предотвращает от регистрации в анализаторе 5 импульсов однократного вылета или импульсов комптоновского рассеяния аннигиляциоииых квантов.

В случае комптоновского рассеяния гамма-кванта в боковой детектор 2 или неполного поглощения анниги-ляционных квантов в нем, схема 4 тройных совпадений не срабатывает, так как дифференциальные дискриминаторы 3 в каналах боковых .детекторов 2 настроены на аннигиляциоиные пики. Сра