Устройство для детектирования ионизирующих излучений Советский патент 1982 года по МПК G01T1/16 

пространственного разрешения при сохранении высокой чувствительности.

Цель достигается тем, что в устройство для детектирования ионизирующих излучений введены излучатель и нриемник высокочастотных колебаний, разделенные детектирующей средой с электронной схемой для возбуждения колебаний в излучателе и усиления сигнала приемника, подвижный металлический экран с отверстием, размеры которого но крайней мере на порядок меньше размеров излучателя, установленный параллельно детектирующей среде со стороны, противоположной падению ионизирующего излучения, и прилегающий к ней, и схема регистрации высокочастотной мощности, поглощенной детектирующей средой, соединенная с электронной схемой для возбуждения колебаний в излучателе, и усиления сигнала приемника.

С целью повышения чувствительности излучатель и приемник высокочастотных колебаний выполнены в виде высокодобротных резонаторов с элементами подстройки и образуют проходную резонансную сиетему.

В другом варианте излучатель и приемник выполнены в виде диэлектрических кристаллических резонаторов или в виде полуволповых полосковых резонаторов.

На чертел е приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из излучателя 1, представляющего собой высокодобротный диэлектрический кристаллический резонатор призматической формы, сделанный из рутила (ТЮ2), приемника 2, представляющего аналогичный резонатор, передвижного металлического экрана с отверстием 3 диаметром порядка нескольких десятых миллиметра, пространственно разделяющего излучатель и приемник, детектирующей среды 4, представляющей собой оловянные гранулы размерами порядка (5-30 мкм) в парафиновой матрице в виде тонкой пластинки и помещенной перед отверстием со стороны падения ионизирующего излучения, металлического настроечного винта 5, служащего для настройки резонатора, и графитовых поглотителей 6, которые все вместе образуют проходную резонансную систему, собранную в кожухе 7, помещенную в гелиевый криостат 8 и помещенную в постоянное магнитное поле, электромагнита 9. Усилитель 10 высокочастотных колебаний, связанный с помощью линий передачи И с проходной резонансной системой, возбуждается на частоте резонатора.

В состав устройства входит также система приема, регистрации и записи 12. Кожух 7 и гелиевый криостат 8 имеют окна для пропускания ионизирующего излучения.

Устройство работает следующим образом.

Проходная резонансная система, собранная в кожухе 7, охлаждается с помощью криогенной системы 8 до таких температур, когда гранулы нереходят в сверхпроводящее состояние. С помощью настроечных элементов устанавливается уровень генерации. Соответствующим выбором значения постоянного магнитного поля гранулы переводятся в метастабильное перегретое состояние, когда часть из них находится в сверхпроводящем состоянии, а часть - в нормальном состоянии.

Ионизирующее излучение при прохождении через детектирующую среду 4 переводит часть гранул из сверхпроводящего в нормальное состояние, что приводит к уменьшению проводимости детектирующей среды 4 в области отверстия в экране 3. Это в свою очередь вызывает соответствующее уменьшение уровня генерации, регистрируемое системой 12.

Исследование пространственных характеристик ионизирующего излучения осуществляется путем сканирования поверхности детектирующей среды отверстием в подвижном экране 3.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволит упростить получение информации о пространственных характеристиках ионизирующих излучений и в частности рентгеновского излучения, особенно в тех случаях, когда требуется высокое пространственное разрешение на больших площадях. Высокая эффективность работы этого устройства достигается благодаря бесконтактному съему информации. Предлагаемое устройство найдет широкое применение в физике частиц высоких энергий, в частности в детекторах рентгеновского переходного излучения, в которых диэлектрик с помещенными в нем гранулами из сверхпроводника одновременно служит и радиатором рентгеновского переходного излучения и детектором этого излучения, а также в качестве ливневого детектора, особенно при регистрации широких ливней. Предлагаемое устройство найдет широкое применение и в медицине, например при рентгеновской томографии.

Формула изобретения

1. Устройство для детектирования ионизирующих излучений, содержит детектирующую среду, состоящую из сверхпроводниковых гранул, погруженных в диэлектрическую матрицу, выполненную в виде тонкого слоя, плоскость которого обращена в сторону падения исследуемого излучения, магнит и гелиевый криостат, причем детектирующая среда расположена в гелиевом криостате и размещена в поле магнита, отличающееся тем, что, с целью упрощения копструкции путем создания бесконтактной системы съема информации, в устройство