Сцинтилляционный детектор Советский патент 1990 года по МПК G01T1/20 

но при применении сцинтиллятора, диаметр которого больше диаметра колбы фотоэлектронного умножителя. Наиболее близким техническим решением является устройство, содер жащее фотоэлектронный умножитель с фотокатодом на прозрачной подложке и металлический экран, который подключен к фотокатоду и окружает колбу фотоэлектронного умножителя, Крепление фотоэлектронного умножителя осуществляется с помощью компаунда, которьш заливается сверху экрана, что обеспечивает достаточную механическую прочность. Однако применение компаунда делает устройство неремонтопригодным в эксплуатации в случае выхода из стро фотоэлектронного умножителя. Кроме того, при повышенной температуре (свьппе 50-60°С) появляются шумовые импульсы значительной амплитуды (эквивалентных фотоэлектронов) вследствие воздействия электростатического поля на стекло колбы, проникающего через край экрана на фотокатод, Цель изобретения - уменьшение уровня шумов особенно при работе фотоэлектронного умножителя со сцин- тнллятором большего диаметра и облегчение замены фотоэлектронного умножителя. Указанная цель достигается тем, что в известном сцинтилляционном детекторе, содержащем фотоэлектронный умножитель с фотокатодом на прозрачной подложке и металлический экран, которьй подключен к фотокатоду и окружает колбу фотоэлектронного умножителя, сцинтилляционный детектор снабжен металлическим кольцом, соединенным с экраном и установленном на подложке фотокатода, причем отношение внутреннего диаметра кольца к диаметру колбы составляет не более 0,9, а также тем, что экран и кольц вьтолнены из металла, обладающего упругими свойствами, например из латуни. На фиг,1 изображен общий вид пре лагаемого устройства с частичным вы резом; на фиг,2 показана зависимост шумов и сигнала фотоэлектронного ум ножителя от отношения внутреннего диаметра кольца к диаметру колбы, Сцинтилляционный детектор имеет светозащитный кожух 1, который выг полнен, как правило из металла и заземпен (находится под потенциалом анода). Внутри кожуха расположен сцинтиллятор 2, который окружен со всех сторон отражателем 3, например, из краски ВЛ-548; кроме части торца, обращенного к фотокатоду 4 фотоэлектронного умножителя 5, который свет от сцинтиллятора 2 преобразует в электрический сигнал. Фотокатод 4 нанесен на стеклянную подложку 6 и подключен к источнику высокого напряжения через манжету 7, нанесенную на внутреннюю поверхность колбы 8 во входной камере электронного умножителя 5, На внешней стороне колбы 8 расположен экран 9, который соединен с кольцом 10 и через резистор 11 подключен к источнику высокого напряжения, т,е, экран 9 и кольцо 10 находятся под тем же потенциалом, что и фотокатод 4, Между экраном 9 и кожухом 1 находится гильза 12 из изоляционного материала, например, из прессматериала АГ-4 толщиной (0,5-1) мм. При подаче напряжения питания между манжетой 7 и корпусом 1 появляется электростатическое поле, которое в отсутствие экрана 9 воздействует на стекло колбы 8 фотоэлектронного умножителя 5, что приводит к микроразряду, в результате которого образуется световой импульс, который, попадая на фотокатод 4 создает шумовой импульс на выходе фотоэлектронного умножителя, При введении экрана 9 действие электростатического поля на колбу 8 значительно ослабляется, что снижает уровень шумов фотоэлектронного умножителя. Протяженность на колбе экрана 9 не превьшгает размера манжеты 7, Однако после установки на подложку 6 сцинтиллятора 2 с большим диаметром, чем диаметр колбы, световые импульсы, которые .выходили через торец стенок колбы 8, будут возвращаться на фотокатод 4 из с.цинтиллятора 2, отразившись от отражателя:3, I. Кроме того, сцинтиллятор 2 становится дополнительным источником электростатического поля вследствие . образования зарядов на его поверхнос.ти при монтаже, а также при воздействии больших дрз ионизирующего излучения, Дпя того, чтобы снизить влияние этого источника шумов, на внешнюю сторону подложки 6 установлено металлическое кольцо 10, которое ttgединено по внешнему диаметру с экраг ном 9 и следовательно находится под потенциалом фотокатода, что обеспечи вает как снятие электростатических зарядов с поверхности сцинтиллятора 2, так и перекрытие распространения света с торцев колбы 8, а также способствует дальнейшему уменьшению электростатического поля вблизи фотокатода 4 и подложки 6, действие ко торого усиливается неравномерностью (перегибом) поверхности фотоэлектронного умножителя, а также тем фактом, что в этом месте, как правило, проходит спай подложки 6 с колбой 8, что -создает внутренние напряжения в стекле и способствует появлению мик- роразрядов, в результате которых создаются световые вспьппки, которые эффективно регистрируются благодаря близкому расположению фотокатода 4, Толщина кольца составляет (0,050,3 мм), Эффект дополнительного кольца показан на фиг,2, иллюстрирующей зависимость числа импульсов при t на выходе фотоэлектронного умножителя с амплитудой (приведенной к фотокатоду) свьше 1000 фотоэлектронов от внутреннего диаметра кольца 10 по отношению к внешнему диаметру D, равному диаметру колбы 8, Как видно из фиг,2.при отношении d/D 0, шумы фотоэлектронного умножителя 9 практически не уменьшаются (кривая 15), однако при d/D 0,7 уменьшается сигнал от сцинтиллятора (кривая 16). Поэтому оптимальное отношение внутреннего диаметра кольца к внешнему составляет 0,7-0,9, Резистор I1 служит для защиты источника питания фотоэлектронного ум- ножителя в случае пробоя изоляции гильзы 12, Величина сопротивления от 10 кОм до 1 мОм не влияет на уровень шумов, Для увеличения сигнала между сцинтиллятором 2 и подложкой 6 может быть установлен световод 13 (толщина 0,05-0,4 мм). Закрепление фотокатодиой части фотодлектронного умножителя достйгается с помощью экрана 9, который сделан из металла с пружинистыми свойствами, например из латуни, и имеет отводы 14, которые упираются в гнль- ЗУ 12, Разрез вдоль образующей экра- на 9 компенсирует допуски на диаметр колбы 8, Использование предлагаемого устройства позволит эффективно снизить уровень шумов малогабаритного сцинтилляционного детектора, особенно при воздействии повышенной температуры (50-90 С) , что расширит возможности детектора при регистрации низкоэнергетических излучений, а также позволит в лабораторных условиях проводить замену фотоэлектронного умножителя.

1. СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий фотоэлектронный умножитель с фотокатодом на прозрачной подложке и металлический экран, ко-торЬш подключен к фотокатоду, и окру-, жает колбу фотоэлектронного умножителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения шумов фотоэлектронного умножителя, он снабжен металлическим кольцом, соединенным с экраном и установленным на подложке фотокатода, причем отношение внутреннего диаметра кольца к диаметру колбы составляет не более 9,9.2. Детектор по п.1, о т л и - чающийся' тем, что экран и кольцо выполнены из металла, обладающего упругими свойствами, например КЗ латуни.Предлагаемое изобретение отнооит- ся к области сцинтилляционной техники и-предназначено для уменьшения шумов фотоэлектронного умножителя, особенно, находящегося в оптическом контакте со сцинтйллятором, диаметр которого больше диаметра колбы фотоэлектронного умножителя.Для обеспечения высокой эффективности регистрации ионизирующего излучения сцинтйллятором необходимо увеличивать размеры сцинтиллятора, диаметр которого может превысить диаметр колбы фотоэлектронного умножителя, что приводит к уменьшению количества света, попадающего на его фотокатод от сцинтиллятора. Дпя увеличения сбора света используется световоды или отражатель, окружающий всю поверхность сщ»нтиллятора, за исключением площади, соприкасающейся с подложкой фотокатода.Однако в малогабаритной аппаратуре вблизи