Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией

Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сцинтилляционным детекторам ионизирующего излучения и предназначено для определения момента пролета частицы через детектор большого размера. Целью изобретения является улучшение временного разрешения. Детектор содержит сцинтиллятор в виде протяженной полосы, фотоумножитель, находящийся в оптическом контакте с торцом сцинтиллятора, аналоговый разветвитель, к выходу которого подключены два временных формирователя - со следящим порогом и с постоянным порогом. Для достижения цели используется тот факт, что временное положение сигнала на выходах этих двух формирователей по-разному зависит от координаты пролета частицы через сцинтиллятор. С помощью схемы перекрытия, преобразователя интервалов времени и формирователя сигнала окончания преобразования компенсируется зависимость времени появления выходного сигнала от координаты пролета частицы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1479906 A 1 дц4 С 01 T 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” - — - Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ках сцинтилляционного детектора с координатной компенсацией. (21) 4289988/3 1-25 (22) 24.07,87 (46) 15.05.89.Бюл, И 18 (71) Московский инженерно-физический институт (72) В.А. Григорьев и В.А. Каплин (53) 539.1.08(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 270107, кл. С 01 Т 1/208, 1978, Chidini В, et. а1., А Long Scintillattion Counter for Precise Йеasurement of Time of Flight and Impact

Position.

Багдасарян Л.С. и др. Измерение временных характеристик больших пластических сцинтилляторов. — Приборы и техника эксперимента, 1975, У 2, с, 67, (54) СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР С КООРДИНАТНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к сцинтилляционным детекторам ионизирукщего

Изобретение относится к сцинтилляционным детекторам ионизирующего излучения и предназначено для определения момента пролета частицы через детектор большого размера.

Цель изобретения — улучшение временного разрешения сцинтилля р онного детектора с координатной компенсацией.

На фиг. 1 изображена блок-схема сцинтилляционного детектора с координатной компенсацией; на фиг, 2эпюры напряжений в характерных точ-,. излучения и предназначено для определения момента пролета частицы через детектор большого размера. Целью изобретения является улучшение временного разрешения. Детектор содержит сцинтиллятор в виде протяженной полосы, фотоумножитель, находящийся в оптическом контакте с торцом сцинтиплятора, аналоговый разветвитель, к выходу которого подключены два временных формирователя — со следящим порогом и с постоянным порогом.

Для достижения цели используется тот факт, что временное положение сигнала на выходах этих двух формирователей по-разному зависит от координаты пролета частицы через сцинтиллятор.

С помощью схемы перекрытия, преобразователя интервалов времени и формирователя сигнала окончания преобразования компенсируется зависимость времени появления выходного сигнала oa" координаты пролета частицы. 2 ил.

Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией содержит сцинуиллятор 1 в виде протяженной полосы, фотоумножитель (ФЭУ) 2, находящий- ся в оптическом контакте с торцом сцинтиллятора 1, аналоговый разветвитель 3, формирователь 4 со следящим порогом (ФСП), формирователь 5 с постоянньм порогом (ФПП), схему б перекрытия, преобразователь 7 RHTepBR»

1479906

Т, = Х/V, (для формирователя 4 со следящим порогом);

Т „ = Х/V „ (для формирователя 5 с постоянным порогом), Х Х Х вЂ” = к(— — — ) 7и 1 и Чс лов времени и формирователь 8 сигнала окончания преобразования.

Выход фотоумножителя 2 через аналоговый разветвитель 3 соединен с входами формирователя 4 со следящим

5 порогом и с входами формирователя 5 с постоянным порогом, выходы которых соединены с входами схемы 6 перекрытия„ выход которой соединен с входом преобразователя 7 интервалов времени.

Выход преобразователя 7 интервалов времени соединен с входом формирователя Я сигнала окончания преобразования, выход которого является выходом сцинтилляционного детектора.

Позициями 9, 10, 11, 12, 13 и 14 обозначены выходы блоков сцинтилляционного детектора, для которых на фиг. 2 приведены соответствующие эпю- 2р ры напряжений. На эпюре 9 (фиг. 2) позициями 15 и 16 обозначены сигналы с ФЭУ от частицы, прошедшей соответственно вблизи ФЭУ .и вдали от ФЭУ.

Работа сцинтилляционного детекто- 25 ра с координатной компенсацией основана на использовании зависимости разности моментов срабатывания формирователей с разными способами временной привязки от амплитуды сигнала фото- Зр умножителя и, следовательно, в условиях фиксированного энерговыделения, где Х вЂ” координата пролета частицы;

Vc и V эффективная скорость распространения светового сигнала соответственно дпя формирователя 4 со следят щим порогом и формирователя 5 с постоянным порогом, причем V и < Vñ °

С помощью схемы б перекрытия формируются импульсы перекрытия выходных сигналов обоих формирователей, временное положение и дпительность которого зависит от координаты сцинтилляции. Этот импульс поступает на преобразователь 7 интервалов времени.

Если коэффициент К преобразования равен К = V /(V — V„), то момент преобразования, определяемый с помощью формирователя 8 сигнала окончания преобразования, не зависит от координаты сцинтилляции. эа счет затухания света в сцинтилля торе — от координаты прохождения час— тицы, для изменения задержки появления выходного сигнала устройства, компенсирующей координатную зависимость момента появления сигнала на выходе фотоумножителя.

Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией работает следующим образом.

При прохождении заряженной частицы через сцинтиллятор 1 фотоумножи-. тель 2 регистрирует сцинтилляционную вспьппку. Сигнал с анода фотоумножителя ? через разветвитель 3 поступает на вход формирователя 4 со следящим порогом и на вход формирователя 5 с постоянным порогом. Задержка срабаты- . вания формирователя 4 со следящим порогом относительно момента пролета частицы через детектор, исключая собственные постоянные задержки электронных узлов, линейно зависит от координаты сцинтилляции. Иомент срабатывания формирователя 5 с постоянным порогом зависит от координаты сцинтилляции и, кроме того, от амплитуды сигнала с фотоумножителя. В результате момент появления сигналов Т и Т„ на выходах временных формирователей описывается зависимостями

Значение коэффициента К преобразования получается из условия, что задержка выходного сигнала с формирователя 5 с постоянным порогом, вызываемая изменением координаты, должна компенсироваться разностью изменений задержек для обоих формирователей, умноженной на коэффициент К преобразования, т.е. приблизительно: откуда следует, что К = Ч„/(V — V„) .

Таким образом, в сцинтилляционном детекторе с координатной компенсацией осуществляется координатная компенсация и, следовательно, временное положение сигнала не зависит от координаты прохождения частицы .через детектор.

В качестве примера сцинтилляционного детектора с координатной к мпен1479906 сацией может быть предложено устройство со сцинтиллятбром, изготовленным из стандартного пластмассового сцинтиллятора на основе полистирола, фотоумножителем ФЭУ-85, простым резиствным разветвителем, формирователем со следящим порогом и формирователем с постоянным порогом, схемы перекрытия и преобразователя временных интервалов на основе диода с накоплением заряда, применение которого позволяет одновременно с преобразованием получать сигнал окончания преобразования.

Использование предлагаемого сцинтилляционного детектора с координат-. ной компенсацией позволяет в несколько раз увеличить точность определения момента пролета частицы через детектор.

Формул а и з о б р е т е н и я

Сцинтилляционный детектор с координатной компенсацией, состоящий из сцинтиллятора в виде протяженной полосы, фотоумножителя, находящегося в оптическом контакте с торцом сцинтиллятора, и первого формирователя временной отметки, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью улучшения временного разрешения детектора, в него дополнительно введены аналоговый разветвитель, второй формирователь временной отметки, схема перекрытия, преобразователь интервалов времени, формирователь сигнала окончания преобразования, причем выход фотоумножителя через аналоговый разветвитель подключен к входам двух формирователей временной отметки, выходы которых соединены с входами схемы перекрытия, выход схемы перекрытия подключен к входу преобразования интервалов времени, выход которого соединен с входом формирователя сигнала окончания преобразования, выход которого является выходом устройства, причем один из формирователей временр5 ной отметки является формирователем с постоянным порогом, а другой — формирователем со следящим порогом.

1479906

Составитель И. Данилов

Редактор А, Ренин Техред М-Ходанич Корректор Т. Малец

Заказ 2541/45 Тираж 485 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т !! !!

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101