Детектор направления на точечный ис-ТОчНиК РЕНТгЕНОВСКОгО излучЕНия Советский патент 1981 года по МПК H01J47/02 

Описание патента на изобретение SU805449A1

изобретение относится к радиационным измерениям и может быть использовано для определения угловой диаграмму направленности рентгеновского излучения .источников различного типа и назначения. Известна конструкция устройства для определения направления на точеч ный источник рентгеновского излучения, состоящая из детектора рентге- новского излучения (либо совокупность детекторов), располагающего внутри корпуса, который обеспечивает эффективноепоглощение рентгеновског излучения со- всех направлений, кроме одного обозначенного узким отверстием в корпусе. Вращением устройства добиваются максимума показаний детек тора рентгеновского излучения (либо совпадения показаний во всех детекторах) внутри корпуса. Достигнутое таким путем положение соответствует направлению отверстия в корпусе устройства на точный источник рентгенов кого излучения fl « Недостатком устройств додобного рода является значительный вес и габариты, корпуса, требуемые для эффективного ослабления излучения. Наиболее близкимк предлагаемому является детектор направления на точечный источник гамма-излучения выполненный в виде сэндвича из нескольких слоев материалов с различными атомными номерами, с толщинами порядка пробега вторичных электронов. Сэндвич выполнен из электропроводящих материалов и имеет два электрода, каждый из которых состоит из двух слоев разноатомных материалов, причем прилегающие слои обоих электродов имеют одинаковый атомный номер, между электродами проложена электроизолирующая пленка толщиной менее 0,01 длины пробега вторичных электронов, электроды соединены между собой электрически через электроизмерительный прибор f2 . При действии гамма-излучения за счет нарушения условий гамма-элект.ронного равновесия в электродах детектора формируются противоположные по знаку электрические заряды. Положительный зарядобразуется в электроде с чередованием слоев низкоатомный материал - высокоатомный материал по направлению движения квантов. В другом элект-роде детектора с противоположной последовательностью слоев материалов образуется отрицательный электрический заряд. Качественный характер процессов формирования радиационностимулироваиного заряда сохраняется в диапазоне энергий гам ма-квантов 0,5-5 МэВ, что обуславливает независимость показаний дете тора от спектрального состава гамма излучения в указанном диапазоне эне гий. Однако при меньших энергиях квантов и особенно в области рентге новского излучения (энергия квантов менее 0,1-0,15 МэВ) качественный ха рактер процессов переноса заряда из меняется. Для рентгеновского излуче ния основным процессом взаимодействия квантов с веществом электродов является фотоэффект {в отличии от эффекта комптоновского рассеяния кв тов при более высоких энергиях). Об разуемые в результате фотоэффекта высокоэнергетические электроны характеризуются значительно меньшей анизоторией углового распределения в сравнении с компоновскими электро нами, -причем эффективность рождения фотоэлектронов в высокоатомном мате риале значительно выше, чем в низко атомном. По отмеченным причинам нарушение условий гамма-электронного равновесия в электродах при рентгеновском облучении приводит к накопле нию значительного по величине избыточного отрицательного заряда в низкоатомных слоях электродов независимо ,от направления облучения, Таким образом, разбаланс электрического заряда в электродах детектора при рентгеновском облучении резко снижается, что приводит к значительному ухудшению чувствительности детектора, а следовательно.к снижению точности определения направления на точечный источник рентгеновского излучения . Цель изобретения - повышение точности определения направления на точечный источник рентгеновского излучения. Длядостижения цели разделяющую электроды детектора электроизолирующую прокладку изготовляют из двух слоев, между которыми размещают слой высокоатомного материала, например свинца, толщиной 10-20 пробегов наиболее высокоэнергетических квантов рентгеновского излучения. На чертеже представлена конструкция предлагаемого детектора. Сэндвич изготовлен из пятит слоев разноатомных материалов.- Внешние пла тины 1 и 6 изготовлены из низкоатомного электропроводящего материала, например алюминия, и в совокупности с пластинами 2 и 5 образуют два элек рода детектора, причем пластины 2 и изготовлены из электропроводящего вы сокоатомного материала, например зол та или свинца. Толщины пластин 1,2, 5,6 выбираются примерно равными пробегу вторичных электронов для ожидаемых энергий квантов рентгеновского .излучения. Электроды сэндвича разде-лены электроизолирующей прокладкой 4, изготовленной из двух слоев элёктроизолирую1дего материала, между которыми размещен слой высокоатомного материала например свинца толщиной 10-20 пробегов наиболее высокоэнергетических квантов рентгеновского излучения. В качестве электроизолирующих материалов используются пленки полимерных материалов, например таких как полиэтилен, фторопласт, полистирол и др. Толщина электроизолирующих пленок выбирается в пределах 0,05-0,2 мм. Электроды детектора подключены к электроизмерительному прибору 8. Детектор размещен внутри корпуса 7, который изготовлен из такого же материала, к«к и пластины 1 и 6. Корпус служит для экранирования детектора от внешней среды. При облучении квантами рентгеновского излучения в электродах детектора формируется, отрицательный электрический заряд, величина которого в первом приближении пропорциональна воздействующему потоку квантов, а следовательно, пропорциональна косинусу угла падения квантов на поверхность детектора со& 0 а знак заряда не зависит от направления облучения детектора. Пластина 3 обеспечивает эффективное поглощение рентгеновского излучения (более чем в 100 раз). В результате величина заряда в первом по направлению движения квантов электроде детектора пластины 1, 2 будет значительно превышать величину заряда во втором экранированном от излучения пластиной 3 электроде детектора пластины 5, 6. В цепи электроизмерительного электрода будет протекать электрический ток с амплитудой, пропорциональной разности скоростей формирования электрических зарядов в первом и втором электродах. При плавном повороте детектора относительно оси, проходящей через центр пластины 3 в плоскости этой пластины, какуказано на чертеже от 9 0 до 0 180 ток через электроизмерительный прибор будет изменяться от некоторого максимального положительного значения при б 0 до такого же максимального отрицательного значения при б 180. Положение характерных точек угловой зависимости протекающего через электроизмерительный прибор тока, максимальное положительное значение, переход через ноль, максимальное отрицательное значение реализуется при одних и тех же значениях угла 0 соответственно® 0 , Э 180 и не зависит от энергии квантов рентгеновского излучения)Ej60,10,15 МэВ. Вместе с тем, благодаря плсютине 3 поглотителю излучения предлагаемый детектор обеспечивает .резкое различие зарядов в электродах и следовательно, значительное повыше ние чувствительности и точности изме рений в сравнении с известным детектором. Таким образом, работоспособность предлагаемого детектора не вызывает сомнений, а его использование обеспе чивает повышение точности измерений, Формула изобретения Дет.ектор направления на точечный источник рентгеновского излучения, выполненный в виде сэндвича из сдоев разноатомных материалов, имеющего два электрода, соединенных между собой через электроизмерительный прибор, каждый из которых изготовлен из двух слоев разноатомных электропроводящих материалов, причем прилегающие слои электродов имеют одинаковый атомный номер и разделены электроизолирующей прокладкой, отличающийся тем, что, с цельюповышения точности измерений, электроизолирующая прокладка выполнена из двух слоев, между которыми размещен слой высокоатомного материала, например свинца, толщиной 10-20 пробегов наиболее высокоэнергетических-квантов рентгеновского излучения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3293436,кл.250-83, опублик. 1966. 2.Авторское свидетельство СССР № 448814, кл. Н 01 J 39/28, 1974 (прототип) .

Похожие патенты SU805449A1

название год авторы номер документа
Спектрометр высокоинтенсивного импульсного нейтронного излучения, не чувствительный к сопутствующему гамма-излучению 2023
  • Яковлев Михаил Викторович
RU2819778C1
ДЕТЕКТОР МОНОНАПРАВЛЕННОГО НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 2015
  • Яковлев Михаил Викторович
  • Яковлева Татьяна Михайловна
  • Яковлев Дмитрий Михайлович
  • Дикая Наталья Юрьевна
  • Соколова Анна Валентиновна
RU2583861C1
Способ раздельной регистрации мононаправленных нейтронов и гамма-квантов, действующих совместно 2018
  • Яковлев Михаил Викторович
RU2716456C1
Способ измерения плотности потока нейтронного излучения низкой интенсивности в статических полях смешанного гамма-нейтронного излучения 2018
  • Яковлев Михаил Викторович
RU2676822C1
Способ определения электрических сигналов в конструкциях диэлектрик-металл при действии высокоинтенсивного импульсного ионизирующего излучения по результатам измерений на статических источниках излучения низкой интенсивности 2019
  • Яковлев Михаил Викторович
RU2706807C1
Спектрометр высокоинтенсивного импульсного нейтронного излучения 2017
  • Яковлев Михаил Викторович
RU2658097C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МОНОНАПРАВЛЕННОГО НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ СОПУТСТВУЮЩЕГО ГАММА-ФОНА 2015
  • Яковлев Михаил Викторович
  • Яковлева Татьяна Михайловна
  • Яковлев Дмитрий Михайлович
  • Дикая Наталья Юрьевна
  • Соколова Анна Валентиновна
  • Соколов Владимир Иванович
RU2585964C1
Устройство для определения направления на точечный источник высокоинтенсивного импульсного нейтронного излучения 2015
  • Яковлев Михаил Викторович
  • Яковлева Татьяна Михайловна
  • Яковлев Дмитрий Михайлович
RU2613565C1
ДВУХЭЛЕКТРОДНАЯ ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА РЕНТГЕНОЭКСПОНОМЕТРА 1994
  • Владимиров Л.В.
  • Маклашевский В.Я.
  • Козлов А.А.
RU2125752C1
ДЕТЕКТОР С ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИМ РАССЕИВАТЕЛЕМ 1982
  • Бакулин Ю.П.
  • Чукляев С.В.
SU1072617A1

Иллюстрации к изобретению SU 805 449 A1

Реферат патента 1981 года Детектор направления на точечный ис-ТОчНиК РЕНТгЕНОВСКОгО излучЕНия

Формула изобретения SU 805 449 A1

SU 805 449 A1

Авторы

Яковлев Михаил Викторович

Даты

1981-02-15Публикация

1978-12-04Подача