Спектрометр энергии тяжелых ионов Советский патент 1981 года по МПК G01T1/36 

1

Изобретение относится к ядерной спектрометрии, в частности к полупроводниковой спектрометрии, и может быть использовано для измерения спектров энергии тяжелых ионов, например осколков деления тяжелых ядер.

Известно устройство для спектромерии тяжелых ионов, содержащее полупроводниковый детектор, зарядочувствительный усилитель и амплитудный анализатор р J.

Однако данное устройство обладает невысоким энергетическим разрешением /v в то время как при регистрации легких ионов, например /- частиц, величина энергетического разрешения может составлять 0,5.

Известен спектрометр энергии тяжелых ионов, содержащий последовательно соединенные полупроводниковый детектор, зарядочувствительный усилитель, амплитудный анализатор, коллиматор для выделения

ионов, падающих на детектор под малыми углами 2 . 8 данном техническом решении использован эффект каналирования для улучшения энергетического разрешения спектрометра. 3 режиме каналирования ион движется под малым углом (углом Л ндхарда) относительно кристалической плоскости материала детектора в канале с пониженной, относительно свеоней электронной плотностью. При этом плазменные эффекты, такие как наличие плазменного времени и рекомбинация в треке, практически отсутствуют, что приводит к улучшению энергетического резрешения и уменьшению длительности токового импульса в детекторе в несколько раз.

Недостатком такого спектрометра является невысокое энергетическое разрешение, что обусловлено его сложной функцией отклика.

Цель изобретения - улучшение энергетического разрешения. Это достигается тем, что в спектрометр дополнительно введены токовый усилитель и схема дискриминации длительности токового импульса, при это вход схемы дискриминации длительности токового импульса через токовый усилитель соединен с детектором, а вЫход схемы дискриминации длительности токового импульса соединен с входом разрешения регистрации анализатора. На чертеже показана схема предлагаемого спектрометра. Устройство содержит полупроводниковый детектор 1, изготовленный из монокристалла с перпендикуля{эной поверхностью детектора ориентацией кристаллических плоскостей,зарядочувствительный усилитель 2,амплитудный анализатор 3,токовый усилитель схему 5 дискриминации длительности т кового импульса. Вход анализатора че рез зарядочувствительный усилитель присоединен к детектору. Вход схемы дискриминации длительности токового импульса через токовый усилитель присоединен к детектору, а выход схе w дискриминации длительности токового импульса присоединен к входу разрешения регистрации анализатора. При Попадании в детектор 1 иона в детекторе возникает импульс тока, который поступает на вход зарядрчувствительного 2 и токового k усилителей. С выхода зарядочувст8и тельного усилителр 2 импульс напряжения, пропорциональный заряду, образованному в детекторе ионом, поступает на вход амплитудного анализатора 3j а с выхода токового усилителя Ч, токовый им пульс попадает на вход схемы 5 дискриминации Токового импульса. Если ион регистрируется в режиме каналиро вания(каналирующий ион) ,то импульс то жеет меньшую длительность,-чем для обычного режима, и схема дискриминации длительности токового импульса вырабатывает сигнал, поступающий на вход зарядочувствительного усилителя 2 и разрешающий работу анализатора 3. Таким образом, предлагаемый спектрометр позволяет регистрировать только каналирующие ионы, для которых величина энергетического разрешения составляет 0,. Следовательно, введение токового усилителя и схемы дискриминации длительности токового импульса, а также реализация вышеописанных связей, позволили улучшить энергетическое разрешение до величины 0,5-1% или в 2- раза. Формула изобретения Спектрометр энергии тяжелых ионов, содерж ащий последовательно соединенные полупроводниковый детектор, зарядочувствительный усилитель и амплитудный анализатор, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетического разрешения,в него введены токовый усилитель и схема регистрации длительности токового импульса, при этом вход схемы дискриминации длительности токового импуль;са через токовый усилитель соединен с детектором, а выход схемы дискриминации длительности-токового импульса соединен с входом разрешения регистрации амплитудного анализатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Балдин С.А. и др. Прикладная спектрометрия с полупроводниковыми детекторами. М., Атомиздат, 197,с.21 2.Sullivan W.I., Wekring B.W. Nucl . Dustr. and Methods, v. 116, , p. 29-39 (ПРОТОТИП).