Импульсная искровая камера дляпРЕОбРАзОВАНия РЕНТгЕНОВСКОгОизлучЕНия B ВидиМОЕ Советский патент 1981 года по МПК H01J47/02 

54) ИМПУЛЬСНАЯ ИСКРОВАЯ КАМЕРА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ВИДИМОЕ

1

Изобретение относится к устройствам для регистрации излучения в области исследования внутренней структуры объектов и преобразования рентгеновского изображения в видимое.

Известна импульсная искровая камера, которая содержит два электрода, находящиеся в газовой среде, по крайней мере один из которых прозрачный 1 .

Недостатком данных детекторов является низкая эффективность одновременной регистрации нескольких частиц, и, как следствие, малая плотность светящихся точек (разрядов) при преобразовании рентгеновских изображений в видимое. Это обусловлено, флуктуациями во временах формирования разрядов, один из разрядов раньше замыкает электроды и вызывает быстрый спад напряжения, препятствующий развитию других разрядов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсная искровая камера для преобразования рентгеновского излучения в видимое, содержащая прозрачную диэлектрическую пластину, с нанесенным на нее прозрачным электродом, и непрозрачный электрод. Прозрачный электрод в этом преобразователе отделен от газовой среды слоем диэлектрика, благодаря чему, отдельные разряды оказываются электрически развязанными что повышает эффективность регистрации потока частиц в этом устройстве 2.

Недостатком устройства является нестабильность времени памяти, что

0 ведет к усложнению схем синхронизации и повышению их стоимости. Время памяти газоразрядной камеры, наполненной инертным газом, определяется диффузией электронов в газе. Однако 5 после срабатывания преобразователя диэлектрический слой в прототипе заряжается и создает в газоразрядном промежутке остаточное электрическое поле, которое может длитель0ное время существовать и ощутимо даже спустя 10 с, что много больше периода следования импульсов питания преобразователя (обычно преобразователь используют при частоте сраба5тывания 10-100 Гц). Остаточное электрическое поле, действуя подобно очищающему полю, изменяет время памяти. Изменение времени памяти к моменту прихода на преобразователь сле0дующего импульса питания не контролируемо так как определяется величиной напряженности остаточного по-, ля, а та в свою очередь зависит от числа разрядов (плотности потока рентгеновского излучения), частоты работы преобразователя, степени ионизации в разрядном канале. Оценки показывают, что величина напряженности этого остаточного поля в газоразрядном преобразователе может достигнуть сотен вольт на сантиметр. Кроме того, время памяти преобразователя различно на участках с различной плотностью разрядов. Это создает определенные трудности при расшифровке изображений. В месте, где плотность разрядов меньше, эффек тивность регистрации становится несколько выше, так как остаточное очи щающее поле на этом участке .д.1енее значительно. И при наблюдении движущегося объекта на месте- более темного участка возникает след, яркость которого несколько выше яркости фона Цель изобретения - улучшение Члчества изображения путем умёнь::11ения нестабильности времени пшляти, Поставленная цель достигается тем что прозрачный эЛектрод нанесен на диэлектрическую пластину со стороны газоразрядного.промежутка, а не проз рачный электрод отделен от газоразрядного промежутка резистивным слоем, электрическое соп вотивление кото рого выбирается так; чтобы время утечки заряда с его поверхности составляло времени деионизации камеры. Резистивный слой, во-первых, обес печивает развязывание отдельных разрядов и ,во-вторых, повышает стабильность времени памяти, так как возникающее остаточное электрическое поле быстро нейтрализуется, благодаря проводимости реэистивного слоя. Максимальная частота работы преобразователя определяется временем деионизации 1д(обычно tg 1 10 с). Дпя того,.чтобы к моменту прихода .следующего импульса питания на преобразователь остаточное электрическое поле в газоразрядном промежутке отсутствовгшо, необходимо, чтобы время разряда слоя t р было меньше времени деиоиизации преобразователя 1д . / tp « 1д (Если С и Д соответственно емкость и противление элемента резистивного слоя, то t р 1., 3 RC Величина НС, называемая постоянно времени саморазряда плоского конденсатора, не зависит от величины площёщи элемента и толщины слоя и является характеристикой материала слоя. Переходя к значениям физических характеристик материала слоя, имеем t. Рйе р - удельное объемное электрическое сопротивлениеJ fe - относительная диэлектрическая проницаемость; 85-10 Ф/м - электрическая постоянная. 1 гинимая, Urt 11Ojfc, получаем 5-10 Ом-м в силу того, что резистивный слой должен обеспечивать развязку отдельных разрядов, значения толщин слоя и значения физических характеристик материала слоя р и 6 лежат в определенных пределах. Когда полностью развязанными оказываются разряды, стоящие друг от друга на расстоянии3 мм и более, помимо указанного выше условия на величину / и . накладываются условия Р 2 ОмМ е 310 Из этих услов.ий получается, что . ., Интервгш допустимых толщин слоя, кроме того, практически ограничен со стороны больших значений заметным ослаблением регистрируемого излучения в слое, а со стороны меньших значений - электрической прочностью слоя, и для указанного случая соотйвляет 10 ...1(1м. Резистивные слои с такими параметрами могут изготовляться из высокоомных металлоокисных материалов. На чертеже приводится конструктивная схема прибора. Преобразователь представляет собой газоразрядную камеру, рабочий объем 1 которой ограничен прозрачным электродом, выполненным нанесением прозрачного проводящего слоя 2 (например SnO,) на стеклянную пластину 3, диэлектрической рамкой 4 и вторым электродом 5, который отделен от рабочего объема (газовой среды) 1 резистивным слоем 6. Преобразователь подключен к генератору 7 питания, сопротивление-нагрузки которого обычно не превышает десятков Ом. Электрод 5 с р езистивн| 1 слоем 6 выполнен нанесением на металлическую пластину слоя материала толщиной к удельным сопротивлением lO OMtM и относительной диэлектрической проницаемостью 10 (например феррита). Рентгеновское излучение, пройдя объект 8 контроля и частично ослабившись в нем, через электрод 5 с нанесенным на него слоем 6 попадает в рабочий объем 1 газоразрядной камеры и вызывает в газе первичную ионизацию. Под действием высоковольтного импульса питания длительностью 0,5-5tlO c, вырабатываемого генератором 7 в момеи± . бпределяемый временем памяти преобразователя, иэ первичной ионизгщии в газоразрядной камере возникают локализованные электрические разряды. .Светящееся изображение наблюдается или фотографируется через электрод 3. Накапливакхциеся на поверхности реэистивного слоя заряды после окончания разряда нейтрализуются, благодаря проводимости резистивиого слоя, за время, меньшее периода следования импульсов питания. Лоэтсму к момей ту следующего срабатывания преобразо вателя влияние остаточного электрического, поля на время памяти отсутствует.. Устранение нестабильности времени памяти позволяет использовать с преобразователем менее сложные схемы синхронизации и улучшить качество изобргьжений движущихся объектов. Формула изобретения Импульсная искровая камера для преобразования рентгеновского излучения в видимое, содержащая прозрач ную диэлектрическую пластину, с и.несенным на нее прозрачным электродом, и непрозрачный электрод, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества изображения путем уменьшения нест;абильностц времени ,памяти преобразователя, дрфзрачный электрод нанесен на диэлектрическую пластину со стороны газоразрядного промежутка, а непрозрачный электрод отделен от газоразрядного промежутка резистивным слоем, электрическое сопротивление которого выбирается так, чтобы время утечки заряда с его поверхности составляло времени деионизации камеры. Источиики инфор 1ации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дайон М.И. и др. Искровая камера. М., Атомиздат, 1967, ,с. 10Q. 2.Авторское свидетельство СССР № 323054, кл. Н 01 J 39/00, 1968 (прототип).

ККККЯI.KSSSStH

Х/ у X XI

/ 1

г J /