Способ определения энергии моноэнергетического фотонного излучения Советский патент 1982 года по МПК G01T1/36 

вычислении энергии излучения по известному соотношению, предварительно производят набор амплитудного спектра измеряемого излучения, направленного непосредственно на детектор, и фкксир уют положение пика этого спектра, затем направляют пучок рентгеновского излучения с непрерывным энергетическим спектром на кристалл и фиксируют положение пика амплитздиого спектра излучения, дифрагировавшего на известной системе кристаллографических плоскостей, после чего совмещают положения указанных пиков путем вращения кристалла и детектора и получают равные по величине энергии измеряемого и дифрагировавшего излучений. Сущность изобретения иллюстрируется схемой, приведенной на фиг. 1; на фиг. 2 дан график определения измеряемого излучения. Источник 1, энергию излучения которого необходимо измерить, устанавливают перед детектором 2 и регистрируют амплитудный спектр излучения детектором 2 и анализатором 3 импульсов. Источник 1 убирают, пучок непрерывного по энергии излучения рентгеновской трубки 4 коллимируют с помощью коллиматора 5 и направляют на кристалл 6. При этом на экране осциллографа анализатора 3 импульсов появляется пик, соответствующий квантам излучения из непрерывного спектра с энергией, определяемой углом v, удовлетворяющим соотношению (1). Вращая кристалл и детектор, добиваются совпадения пика из непрерывного спектра рентгеновского излучения и пика измеряемого источника. Измеряют значение угла v и из соотношения (I) определяют значение энергии излучения источника 1. Принципиальное отличие предлагаемого способа состоит в том, что, используя явление дифракции рентгеновского излучения с непрерывным энергетическим спектром, имитируют излучение, энергию которого необходимо измерить, что делает возможным определение энергии короткоживущих изотопов и существенно сокращает время измерения энергии слабоинтенсивных источников, т. к. интенсивность такого имитатора намного больше интенсивности излучения измеряемых источников. Суммарная погрещность определения энергии дается соотношением (Д)2- (Д)+()2+(), h-c /М d sin u d dd i2dsin - «. . погрешность, обусловленная ошибкой в определении величины d; h-c /АО Д о-2dsinu Ug погрешность, обусловленная неточным измерением v; (. - погрешность, обусловленная неточным совмещением пиков. Если 10 кэВ, о d 1А, -j 10, Aj;.}, что практически осуществимо, то 10 эВ, а Af, 0,08 эВ. Для оценки ЕС используют пик, соответств)ющий измеряемому излучению, и пик, соответствующий излучению имитатора, а также их треугольные аппроксимации (см. фиг. 2). С помощью регулировки коэффициента усиления и уровня экспандироваиия спектрометра можно выбрать такие условия, при которых одному каналу амплитудного анализатора импульсов будет соответствовать R/K эВ, где R - энергетическое разрешение спектрометра, /С - число каналов анализатора, что и явится погрешностью совмещения пиков, если разность между количеством импульсов в максимуме пика (Л ) и количеством импульсов, соответствующим пику в том же канале (Nz), будет больше величины статической погрещности N,-N,yNi. Из подобия треугольников LPM и SPF ..A.((--l 2 2 Г - 2 /Ч 2 Решая (3) и (4), получаем условие необходимого набора статистики: N,4f{-. С другой стороны NiK/I, где / - интенсивность излучения есть время набора спектра. Поэтому время, необходимое для того, чтобы выявить (визуально) сдвиг положения пиков в I канал, т. е. получить R/K, должно быть не менее 4 . При R 200 эВ, К 200 каналов, / 10 имп/с время набора спектра должно быть не менее 32 с, а погрещность составит 1 эВ. Для того, чтобы получить Д/Гс 0,1 эВ при тех же условиях необходимо К 2000, время набора спектра при этом составит 8,8 ч. Приведенные выше расчеты справедливы при визуальном совмещении пиков на экране анализатора импульсов. При использовании машинной обработки спектров может быть уменьщена в 20 раз, т. к. положение пика в этом случае определяется с точностью 0,05 канала. Использование предлагаемого способа определения энергии моноэнергетическото фотонного излучения обесп8чи.вает по сравнению с существующим способом следующие преимущества: возможность определения энергии фотонного излучения короткоживущих изотопов и существенное сокращение времени измерения, что увеличивает производительность и повышает эффективность в ряде областей исследований, а также повыщает точность измерений. Формула изобретения Способ определения энергии моноэнергетического фотонного излучения, основанный на явлении дифракции излучения на кристаллах и заключающийся в измерении угла Брэгга и вычислении энергии излучения по известному соотнощению, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерения и повыщения точности определения энергии слабоактивного моноэнергетического фотонного излучения и обеспечения возможности измерения энергии моноэнергетического фотонного излучения короткоживущих изотопов, предварительно производят набор амплитудного спектра измеряемого излучения, направленного непосредственно на детектор, и фиксируют положение пика этого спектра, затем направляют пучок рентгеновского излучения с непрерывным энергетическим спектром на кристалл н фиксируют положение пика амплитудного спектра излучения, дифрагировавщего на известной системе кристаллографических плоскостей, после чего совмещают положения указанных пиков путем вращения кристалла и детектора и получают равные по величине энергии измеряемого и дифрагировавщего излучений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Балдин А. В. Прикладная спектрометрия с полупроводниковыми детекторами, Атомиздат, 1974. 2.Столярова Е. А. Прикладная спектрометрия ионирующих измерений. М., Атомиздат, 1964. 3.Physical Reviev. vol. 135, 4а, 1964, p. А 899 (прототип).

.i И/2K-l N- кана/ia