Способ спектрометрии импульсного рентгеновского излучения Советский патент 1985 года по МПК G01T1/36 

Изобретение относится к области экспериментальных методов ядерной физики и может быть использовано для осуществления временного анализа потоков ядерных излучений, в частности гамма-квантов. Известен способ спектрометрии гмпульсного рентгеновского излучения, в котором спектр исследуемого излучения измеряют с помощью пространственно разделенных детекторов, причем каждьй детектор чувствителен к определенному спектральному .диапазону, отличному от диапазонов чувствительности других детекторов ij Наиболее близким к изобретению является способ спектрометрии импульсного рентгеновского излучения, заключающийся в облучении закрытых различными фильтрами термолюминесцентных детекторов 2}. Детекторы с разными спектральными характеристиками получают с помощью набора фильтров различной толщины. В пределах телесного угла, в котором исследуемое излучение изотропно, помещают несколько детекторов полного поглощения, каждьй из которых закрывают фильтром. В результате облучения получают зависимость показаний детекторов от толщины фильтра - кривую ослабления исследуемого- излучени в веществе, из которого изготовлены фильтры. В дальнейшем по этой кривой восстанавливают спектр излучения или ойредёляют отличие реального спектра излучения от модельного.Если длительность рентг еновского импульса меньще, чем временное разрешение детекторов, т способ позволяет измерить только ийтег.ральньй за время импульса спектр что значительно ограничивает возможности способа и является существенным недостатком. Например, длительность рентгеновского импульса лазер,ной плазмы не превьппает величины vIO с, однако детекторов рентгеновского излучения с разрешением 10 не существует. Целью изобретения является улучшение временного разрешения при измерении спектров импульсного рентгеновского излучения, т.е. измерение спектра за время, меньшее длительности импульса рентгеновского излучения. Цель достигается тем, что по способу спектрометрии импульсного рентгеновского излучения, заключающемуся в облучении закрытых различными фильтрами термолюминесцентных детекторов, детекторы облучают импульсом света с энергией кванта меньше ширины запрещенной зоны, интенсивностью, превьш1ающей интенсивность рентгеновского излучения более чем на два порядка (что достаточно для полной ионизации центров захвата), и имеющими длительность, меньшую длительности рентгеновского импульса излучения, и синхронизованным с его началом. Способ осуществляется следуюпщм образом. Обычно при измерении кривой ослабления используют несколько фильтров различной толщины и столько же детекторов, измеряющих поток энергии излучения за фильтрами, т.е. за одним фильтром располагают один детектор. В предлагаемом способе за каждым фильтром располагается не менее двух термолюминесцентных детекто ров, т.е. фактически имеется два или более одинаковых спектрометра. Рассмотрим, как достигается цель изоб- . ретения на простом примере двух спектрометров . Все детекторы одного спектрометра синхронно с началом рентгеновского импульса длительностью д- начинают облучать светом, который освобождает носители, локализующиеся на центрах захвата при облучении рентгеновским излучением, препятствуя тем самым запасанию светосуммы, и прекращают облучать через время д /2. Второй спектрометр облучают только рентгеновским излучением, т.е. детекторы второго спектрометра запасают светосумму в течение времени , а детекторы первого - в течение времени f,, - дС .Рассмотрим детекторы, расположенные за фильтром какой-нибудь опре.деленной толщины..Показание детектора первого спектрометра пропорционально среднему потоку рентгеновского излучения за этим фильтром за время о - до , а разность показаний детекторов второго и первого спектрометров - среднему потоку излучения за время дс . Это справедливо для любого фильтра, т.е. по кривой ослабления., измеренной первым спектрометром, можно определить спектр кэЛучени усредненньй за время Sj - ut , а по рачности кривых ослабления второго и первого спектрометров - спектр, усреднениый за время it . Получим два спектра импульсного рентгеновского излучения, усредненные по двум следу ющим один за другим временным интерв лам. Применяя не два, .а и одинаковых спектрометров, аналогично получим и спектров излучения, соответствующих М следующих друг за другом временны интервалов. Предлагаемый способ дает возможность определить спектр излучения с временным разрешением Д О - С /п, При этом используются такие положительные качества ТЛД, как возможност надежных абсолютных измерений, широкий динамический диапазон по дозе, хорошая воспроизводимост результатов, и существенно расширяются возможности исследования характеристик импульсного рентгеновского излучения Способ осуществляют с помощью спектрометра,которьй позволяет изме рять кривую ослабления рентгеновского излучения лазерной плазмы в берил дни в девятнадцати точках. За каждым фильтром помещают пять ТЛД из алюмофосфатного стекла. В качестве светового излучения, препятствующего запасанию светосуммы, используют излучение лазера с длиной волны 0,69 мкм (будем называть этот лазер подсвечиваютцим). Источником рентгеновского излучения является лазерная плазма, получаемая при облучении плоской алюминиевой мишени лазером на неодимовом стекле. Плотность потока излучения лазера на мишени достигает 10 Вт/см, а длительность рентгеновского импульса составляет около 0 .Из пучка лаз ера подсветки формируют четыре импульса длительность ,Сг 8.10 1,2,.1П-с и-г 1,6 10-с. За каждым фильтром, как уже упоминалось, помещается пять ТЛЛ диаметром 8 мм и толщиной 1 мм. Четыре из низ синхронно с началом рентгеновского импульса (начало рентгеновского импульса совпадает с началом импульса лазера, создающего плазму, поэтому импульс подсветки синхронизуется с началом лазерного импульса) начинают облучать лазером подсветки, причем интенсивность подсветки выбирают такой, что ТЛД заметло не нагреваются, но в то же время не происходит запасания светосуммы. Первьй из детекторов чувствителен к рентгеновскому излучению 2-10с, в течение времени v,, рой - в течение времени «о- «-4 0,4 10 с, третий - в течение С, - И, 0,, четвертый - в течение V - V 1, и пятый С о - 1,6 .. Сняв течение тие показаний с- ТДТ производится на установке термовысвечивания фирмы Харшоу. Разность показаний первого и второго детекторов за каждым фильтром пропорциональна средней энергии рентгеновского излучения за этим фильтром на интервале О - , разность показаний второго и третьего-на интервале С - i третьего и четвертого - на участке э четвертого и пятого - на участке 3 показание пятого - на участке - о . В одном эксперименте получено пять кривых ослабления, соответствующих пяти временным интервалам. Далее по этим кривым восстанавливают спектры излучения. Таким образом, предлагаемый способ позволяет измерять спектр рентгеновского излучения за время, меньшее длительности импульса.

СПОСОБ СПЕКТРОМЕТРИИ ИМПУЛЬСНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключакяцийся в облучении закрытьпс . различными фильтрами термолюминесцентных детекторов, отличающийся тем, что, с целью измерения спектра за время, меньшее длительности импульса рентгеновского излучения, детекторы облучают импульсом света с энергией кванта меньше ширины запрещенной зоны, интенсивностью, превьтшющей интенсивность рентгеновского излучения более чем на два порядка, и имеющим i длительность, меньшую длительности импульса рентгеновского излучения, (Л и синхронизованным с его началом. ;о ел 4 00