Сцинтилляционный детектор с реперным источником Советский патент 1982 года по МПК G01T1/40 

,.

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики, точнее к устройствам детектирования гамма-излучения с одновременным контролем работоснособности и стабильности энергетического диапазона сцинтилляционного спектрометра, предназначенного для измерения низких активностей.

Измерение низких активностей радионуклидов при длительных экспозициях, и, особенно, в условиях воздействия различных дестабилизирующих факторов (геофизические и космические исследования) связано с высокими требованиями к проблеме контроля стабильности энергетического диапазона спектрометра.

Известен сцинтилляционный детектор, содержащий сцинтиляционный кристалл на основе цезия йодистого 1.

Основным недостатком этого известного устройства является отсутствие контроля стабильности работы, что ухудшает точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сцинтилляционный детектор со встроенным реперным источником, содержащий сцинтилляционный кристалл на основе цезия йодистого 2. - Основные недостатки этого известного устройства в невозможности контроля за стабильностью энергетического диапазона спектрометра при изменении температуры 5 среды, окружающей детектор, и увеличении скорости счета фоновых импульсов в рабочем диапазоне спектрометра.

Первый недостаток обусловлен тем, что световыход таких детекторов имеет различные температурные характеристики при возбуждении -уквантами и заряженными частицами. Второй недостаток является следствием самопоглощения а-частиц в самом источнике, а также рассеяния и неполного поглощения в сцинтилляторе и материале подложки.

Целью изобретения является обеспечение контроля стабильности световыхода детектора.

20 Поставленная цель достигается тем, что в сцинтилляционный детектор с реперным источником, содержащий сцинтиляционный кристалл на основе цезия йодистого, в центр кристалла дополнительно введен точечный источник гамма-излучения Cs заданной активности.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый сцинтилляционный детектор; на фиг. 2 - гамма-спектры, полученные без то30 чечного источника и с ним.

Детектор состоит из сцинтилляционного кристалла 1 Cs I (Т1) (фЮОХЮО мм), в центре которого в отверстии 2 (0 1 мм) помещена фторопластовая трубка 3, на конце которой находится точечный источник 4 активностью 100 распадов/с, герметичного корпуса 5 со стеклянным окном 6, расположенного над фотоумножителем 7.

На фиг. 2 приведены гамма-спектры, полученные, 8 - до установки и 9 - после установки точечного источника Cs. При размерах сцинтиллятора 0 80X80 мм и более гамма-кванты с энергией 661,6 кэВ практически полностью поглощаются внутри кристалла, и в наблюдаемом гаммаспектре заметен лишь дополнительный пик полного поглощения при практически полном отсутствии комптоновского распределения. Реперный пик может быть использован в системе автоматической коррекции дрейфа, поскольку природа его та же, что и природа пиков регистрируемого излучения.

Поскольку сцинтилляционные кристаллы на основе Cs I всегда содержат в томили ином количестве загрязняющий их радионуклид осколочного происхождения, то это обстоятельство практически исключает возможность их использования для измерения низких активностей в низкоэнергетическом участке диапазона вплоть до энергии 0,75 МэВ. В связи с указанным выше эти высокоэффективные и механически прочные детекторы целесообразно использовать для анализа радионуклидов лишь в области энергий от 0,75 до 3-5 МэВ.

Различие в концентрациях загрязняющего детекторы Cs препятствует, кроме того, их взаимозаменяемости.

Таким образом, использование изобретения позволяет превратить недостатки дедекторов на основе йодистого цезия в их дополнительное достоинство.

Проведенные авторами эксперименты показали, что дополнительное отверстие, сделанное в негнгроскопичиом и пластич юм материале сцинтиллятора, практически (в пределах погрешностей измерений) не

ухудшает его спектрометрических характеристик. При этом изобретение позволяет значительно сократить время, затрачиваемое на проверку работоспособности системы и осуществить ее в условиях значительного колебания температур и других нагрузок, когда применение известных детекторов невозможно.

Формула изобретения

Сцинтилляционный детектор с реперным источником, содержащий сциитилляционный кристалл на основе цезия йодистого, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контроля стабильности световыхода детектора, в центр кристалла дополнительно введен точечный источник гамма-излучения Сз заданной активности.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.В. В. Матвеев, Б. И. Хазанов. Приборы для измерения ионизирующих излучеНИИ. Атомиздат, 1972, с. 206.

2.Ю. А. Цирлин, В. В. Померанцев, Т. И. Соколовская и др. Сцинтилляционный гамма-детектор с реперной линией. Сборник «Ядерное нриборостроенне. Вопросы атомной науки и техники вьш. 20, 1973, Атомиздат, с. 48 (прототип).