Способ детектирования рентгеновского излучения Советский патент 1982 года по МПК G01T1/16 

I

Изобретение относится к физике и технике ионизирующих излучений, в частности к способам регистрации пространственных характеристик излучения с помощью перегретых сверхпроводящих гранул.

Известны способы регистрации рентгеновского излучения путем его пропускания через среду, состоящую из перегретых сверхпроводящих гранул, равномерно размещенных в объеме аморфного диэлектрика, и определения облученных гранул по их переходу из сверхпроводящего состояния в нормальное по появлению импульсного сигнала на выходе катушки, охватывающей одну или множество гранул 1.

Детектирование рентгеновского излучения таким способом требует в силу малости возникающих сигналов чрезвычайно чувствительной многоканальной регистрирующей аппаратуры.

Известен способ детектирования рентгеновского излучения, заключающийся в пропускании излучения через среду, состоящую из металлических гранул, погруженных в аморфный диэлектрик, охлажденных до сверхпроводящего состояния и помещенных в постоянное магнитное поле такой величины, что часть гранул оказывается в перегретом сверхпроводящем состоянии, а часть в нормальном состоянии, и регистрации гранул, перешедших под воздействием рентгеновского излучения из сверхпроводящего состояния в нормальное, путем измерения коэффициента самоиндукции ка5 тушек, охватывающих одну или множество гранзл 2.

Недостатками этого способа являются низкая чувствительность при малых размерах измерительных катушек и ограничение

10 пространственной разрешающей способности размерами катушек, а также малое быстродействие.

Цель изобретения - повышение чувствительности и улучшение пространственно15 го разрешения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе детектирования рентгеновского излучения, заключающемся в пропускании его через среду, состоящую из металлических гранул, погруженных в аморфный диэлектрик, охлаи денных до сверхпроводящего состояния и помещенных в постоянное магнитное поле такой величины, что часть гранул оказывается в перегретом

25 сверхпроводящем, а часть в нормальном состоянии, и регистрации гранул, перешедших под воздействием рентгеновского излучения из сверхпроводящего состояния в нормальное, среду, содержащую перегретые

30 сверхпроводящие гранулы, облучают электромагнитными волнами миллиметрового и субмиллиметрового диапазоиа и регистрируют величииу отражеииой мощиости измерения, ири этом длииу волны облучеиия выбирают близкой к пороговой, ири которой для данного сверхпроводника коэффициенты отражения от сверхпроводящих и нормальных гранул еще различаются.

Предложенный снособ практически реализуется следующим образом.

Рентгеновское излучение в диапазоне энергий от 3 до 300 кэВ ироиускают через детектирующую среду, представляющую собой коллоид из гранул размером 3-5 мкм, выполненных из олова с содержаиием примесей не более , которые равномерно распределены в химически чистом парафине с расстоянием между гранулами 100 мкм. Детектирующую среду охлаждают до температуры 1,3° К и помещают в постоянное магнитное поле напряженностью 330 Э. Детектирующую среду выполняют в внде тонкого слоя глубиной порядка 1 мм с поперечным размером, большим чем поперечны размеры исследуемого пучка рентгеновского излучения. Поверхность детектирующего слоя облучают электромагнитными волиамн с длиной волны 0,5 мм и регистрируют изменения коэффициеита отражения этих волн от участков, соответствующих гранулам, находящимся в сверхпроводящем состоянии, и участков, соответствующих граиулам, перешедшим в нормальное состояние нод воздействием рентгеновского излучения. Простраиственная разрешающая способность составляет - 0,5 мм. Максимальное быстродействие способа определяется временем нерехода гранул из сверхпроводящего состояния в нормальное под воздействием рентгеновского излучения и составляет с. Реальное быстродействие определяется быстродействием систем регистрации.

Предлагаемый способ детектироваиия рентгеновского излучения найдет широкое применение в физике частиц высоких энергий, в частности в детекторах рентгеновского нереходного излучения, в которых коллоид со сверхпроводящими гранулами одновременно служит и детектором и радиатором рентгеновского излучения, а также в качестве ливневого детектора, где при

энергиях электронов в несколько ГэВ его разрешающая способность по энергии сравнима с Na, но позволяет исследовать более широкие ливни с лучшим пространственным разрешением. Преимуществом предлагаемого способа является возможность бесконтактного съема информации о иространственных характеристиках рентгеновского излучения, что особенно важно в

тех случаях, когда требуется детектирование больших площадей с высоким пространственным разрешением, наиример, в медицине при рентгеновской томографии.

Формула изобретения

1. Способ детектирования рентгеновского нзлучения, заключающийся в пропускании его через среду, состоящую из металлических гранул, погруженных в аморфный диэлектрик, охлажденных до сверхпроводящего состояния и помещенных в постоянное магнитное поле такой величины, что часть гранул оказывается в перегретом

сверхпроводящем состояпии, а часть- в нормальном состоянни, и регистрации гранул перещедших иод воздействием рентгеновского излучения из сверхпроводящего состояния в нормальное, отличающийся

тем, что, с целью улучшения пространственного разрешения при сохранении высокой чувствительности и высокого быстродействия, сверхпроводящие гранулы облучают электромагнитиыми волнами миллиметрового и субмиллиметрового диаиазона и измеряют величину отраженной мощности излучения.

2. Способ по н. 1, отличающийся тем, что, с целью достижения максимального пространственного разрешения, длину волны облучения выбирают предельно близкой к иороговой, при которой для данного сверхпроводника коэффициенты отражения от сверхироводящих и нормальных

гранул еще различаются.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Bernas П. et al. Destruction of Superconduction metastable states by p-irradiation.

Phus detiers, 24A, 721 (1967).

2.Патент Франции № 2333353, кл. G OIT 1/16, . 1977 (прототип).