Детектирующий узел ионизирующего излучения

Детектирующий узел ионизирующего излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к средствам для детектирования ионизирующего излучения, более конкретно - к детектирующему узлу для получения распределения интенсивности принимаемого ионизирующего излучения по пространственной или угловой координате.

Известен детектирующий узел указанного назначения, содержащий позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения на основе газоразрядного пропорционального счетчика [1]. При использовании такого детектирующего узла его подключают к многоканальному анализатору, формирующему сигнал на выходе одного или нескольких каналов при падении кванта ионизирующего излучения на участок рабочего окна позиционно-чувствительного детектора, соответствующий данным каналам [2]. Разрешающая способность такого детектирующего узла определяется свойствами газоразрядного пропорционального счетчика и ограничена достижимой точностью определения места поглощения кванта ионизирующего излучения вдоль рабочего окна позиционно-чувствительного детектора.

В детектирующем узле, использующем позиционно-чувствительный детектор матричного типа [3] в виде линейки чувствительных элементов, разрешающая способность определяется размером одного элемента.

После подсчета количества выходных сигналов каждого из каналов многоканального анализатора за время наблюдения совокупность полученных сумм, в зависимости от того, где используется детектирующий узел, может интерпретироваться либо как распределение интенсивности излучения непосредственно по линейной пространственной координате вдоль рабочего окна позиционно-чувствительного детектора, либо как распределение по угловой координате (когда источник принимаемого позиционно-чувствительным детектором излучения условно рассматривается как точечный).

В последнем случае может использоваться изогнутый по радиусу позиционно-чувствительный детектор, располагаемый так, чтобы точечный источник излучения находился в центре дуги, в виде которой выполнен этот детектор.

Детектирующие узлы, использующие двухкоординатные позиционно-чувствительные детекторы [3], также имеют разрешающую способность, ограниченную указанными факторами.

Так, в детектирующем узле, рабочее окно которого представляет совокупность рабочих окон параллельно расположенных линейных позиционно-чувствительных детекторов в виде газоразрядных пропорциональных счетчиков, по координате, параллельной направлению ориентации рабочих окон детекторов, разрешающая способность - такая же, как и у отдельно взятого линейного детектора. По другой координате она определяется расстоянием между соседними параллельно расположенными линейными детекторами.

В детектирующем узле с детектором в виде совокупности рядов чувствительных элементов, образующих матрицу, разрешающая способность, как и в одномерном случае, определяется размером одного элемента.

В детектирующем узле на основе уложенного в виде плоской спирали или зигзагообразной кривой сцинтиллятора [4] разрешающая способность по одной координате определяется точностью определения места падения кванта вдоль осевой линии сцинтиллятора, а по другой координате - расстоянием между соседними витками спирали или соседними параллельными участками зигзагообразной кривой.

Аналогичный характер имеет ограничение по разрешающей способности в детектирующем узле, содержащем пространственную спираль, навитую на сердечник из непроницаемого для ионизирующего излучения материала, предназначенном для определения направления падения квантов в цилиндрической системе координат [4].

Упомянутые факторы, ограничивающие разрешающую способность в известном детектирующем узле, основанном на любом из описанных принципов, таковы, что разрешающая способность не может быть улучшена ни путем увеличения интенсивности анализируемого излучения, ни путем увеличения времени анализа.

Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение, использование которого описано в [2].

Предлагаемое изобретение направлено на получение технического результата, заключающегося в повышении разрешающей способности детектирующего узла, ионизирующего излучения, использующего прямолинейный или изогнутый одномерный позиционно-чувствительный детектор или совокупность одномерных позиционно-чувствительных детекторов ионизирующего излучения, или двумерные позиционно-чувствительные детекторы.

Для достижения такого технического результата предлагаемый детектирующий узел ионизирующего излучения, как и в известном из [2] техническом решении, содержит позиционно-чувствительный детектор, имеющий рабочее окно для приема квантов ионизирующего излучения.

В отличие от указанного известного предлагаемый детектирующий узел ионизирующего излучения снабжен щелевой структурой из непроницаемого для ионизирующего излучения материала. Щелевая структура расположена перед рабочим окном позиционно-чувствительного детектора и имеет щели, ортогональные осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. При этом расстояние между серединами соседних щелей щелевой структуры должно быть не менее интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора, а ширина щели - менее этого интервала. Предлагаемый детектирующий узел содержит также средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора. Данное средство выполнено таким образом, что обеспечивает в процессе указанного перемещения сохранение ортогональности щелей щелевой структуры и осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. Благодаря наличию щелевой структуры в каждый момент времени позиционно-чувствительный детектор способен принять только те кванты, которые попадают в щели щелевой структуры. Благодаря тому что щели выполнены с указанными ориентацией и расстояниями между ними, гарантирована возможность однозначного разрешения всех принятых квантов по месту их падения по координате вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. Благодаря тому что средство для перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора является средством контролируемого перемещения, в любой момент времени известно положение каждой щели относительно некоторого начала отсчета по указанной выше координате, так как контролируемый характер перемещения означает, что имеется возможность устанавливать его величину. В сочетании с отмеченной выше возможностью разрешения места падения всех принятых квантов для каждого из них координата места падения может быть определена с точностью, не меньшей чем ширина щели. Поскольку ширина щели меньше интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора, достигается точность определения координат места падения квантов и соответственно разрешающая способность детектирующего узла, более высокая, чем интервал линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора. Благодаря наличию средства для перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора возможно определение распределения интенсивности падающего излучения во всей области пространства, соответствующей рабочему окна позиционно-чувствительного детектора.

В одном из возможных частных случаев выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения позиционно-чувствительный детектор является одномерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде линейного газоразрядного пропорционального счетчика, содержащего прямолинейную анодную нить, размещенную перед плоским рабочим окном в корпусе-катоде. В этом случае направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора совпадает с направлением ортогональной проекции анодной нити линейного газоразрядного детектора на его рабочее окно, а средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью поступательного перемещения щелевой структуры вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора.

В другом возможном частном случае выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения позиционно-чувствительный детектор является одномерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде изогнутого по радиусу газоразрядного пропорционального счетчика, содержащего анодную нить в виде дуги окружности. Анодная нить размещена перед рабочим окном в корпусе-катоде, которое имеет цилиндрическую поверхность, соосную с цилиндрической поверхностью, проходящей через указанную дугу окружности. В этом случае осевая линия рабочего окна позиционно-чувствительного детектора совпадает с центральной проекцией анодной нити на рабочее окно изогнутого по радиусу газоразрядного пропорционального счетчика на его рабочее окно. Средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью их поворота вокруг оси указанной цилиндрической поверхности. В этом частном случае достигаемая линейная разрешающая способность - не хуже ширины щели щелевой структуры, а соответствующая ей угловая разрешающая способность - не хуже отношения ширины щели щелевой структуры к упомянутому радиусу изгиба.

В следующем частном случае выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения позиционно-чувствительный детектор является двумерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде набора уложенных параллельно друг другу в одной плоскости одномерных позиционно-чувствительных детекторов. Каждый из них выполнен в виде линейного газоразрядного пропорционального счетчика, содержащего прямолинейную анодную нить, размещенную перед плоским рабочим окном в корпусе-катоде. Рабочее окно позиционно-чувствительного детектора образовано совокупностью рабочих окон указанных линейных газоразрядных пропорциональных счетчиков. Направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора в этом случае совпадает с ортогональной проекцией анодной нити одного из указанных линейных газоразрядных пропорциональных счетчиков, расположенных в средней части указанного набора, на рабочее окно этого счетчика, а средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью поступательного перемещения щелевой структуры вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. В этом случае обеспечивается повышение разрешающей способности до величины порядка ширины щели по одной линейной координате - направленной вдоль осевой линии позиционно-чувствительного детектора.

Еще в одном частном случае выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения позиционно-чувствительный детектор является двумерным позиционно-чувствительным детектором, содержащим сцинтиллятор, выполненный в виде волоконного световода с пристыкованными к его концам фотоприемниками, уложенный в виде плоской зигзагообразной кривой, имеющей параллельные друг другу прямолинейные участки, соединенные изогнутыми участками. В этом случае рабочее окно позиционно-чувствительного детектора образовано совокупностью указанных прямолинейных участков. При этом направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора совпадает с осевой линией одного из указанных прямолинейных линейных участков, соответствующих средней части указанной зигзагообразной кривой, а средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью поступательного перемещения щелевой структуры вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. В этом случае обеспечивается повышение разрешающей способности до величины порядка ширины щели по одной линейной координате - направленной вдоль прямолинейных участков упомянутой зигзагообразной кривой.

Предлагаемый детектирующий узел ионизирующего излучения может иметь также такое выполнение, при котором позиционно-чувствительный детектор является двумерным позиционно-чувствительным детектором для определения места падения квантов ионизирующего излучения на рабочее окно позиционно-чувствительного детектора в полярной системе координат, содержащим сцинтиллятор, выполненный в виде волоконного световода с пристыкованными к его концам фотоприемниками, уложенный в виде плоской спирали, образующей рабочее окно позиционно-чувствительного детектора. В этом случае осевой линией рабочего окна позиционно-чувствительного детектора является осевая линия указанной плоской спирали. Щелевая структура выполнена в виде щелей, радиально расходящихся от центра, совпадающего с центром указанной плоской спирали, а средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью поворота щелевой структуры вокруг оси, перпендикулярной плоскости указанной спирали и проходящей через ее центр. В этом случае обеспечивается повышение разрешающей способности по координате, соответствующей полярному углу.

Возможен также частный случай выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения, в котором позиционно-чувствительный детектор является позиционно-чувствительным детектором для определения места падения квантов ионизирующего излучения на рабочее окно позиционно-чувствительного детектора в цилиндрической системе координат, содержащим сцинтиллятор, выполненный в виде волоконного световода с пристыкованными к его концам фотоприемниками, навитый в один слой в виде спирали на непроницаемый для ионизирующего излучения цилиндрический стержень. В этом случае рабочее окно позиционно-чувствительного детектора образовано цилиндрической поверхностью, охватывающей указанную спираль. Его осевой линией является центрально-осевая проекция осевой линии указанной спирали на указанную цилиндрическую поверхность. Щелевая структура представляет собой цилиндрический экран, соосный с указанным цилиндрическим стержнем. В этом экране выполнены щели, имеющие наклон относительно образующих цилиндрического экрана, равный углу подъема указанной спирали, а средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью поворота щелевой структуры вокруг оси, совпадающей с осью указанного цилиндрического стержня. В данном случае обеспечивается повышение разрешающей способности по координате, соответствующей полярному углу цилиндрической системы координат.

В следующих двух возможных частных случаях выполнения предлагаемого детектирующего узла ионизирующего излучения используется позиционно-чувствительный детектор матричного типа.

В одном из этих случаев позиционно-чувствительный детектор является одномерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде одномерной матрицы расположенных в ряд по одной прямой чувствительных к ионизирующему излучению элементов. Совокупность поверхностей чувствительных элементов образует рабочее окно позиционно-чувствительного детектора. В этом случае направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора совпадает с направлением осевой линии, проходящей через центры указанных чувствительных элементов, а средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью поступательного перемещения щелевой структуры вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. В данном случае обеспечивается повышение разрешающей способности по сравнению с размером одного элемента - до величины, соответствующей ширине щели.

В другом из указанных двух случаев позиционно-чувствительный детектор является двумерным позиционно-чувствительным детектором, выполненным в виде образующей двумерную прямоугольную матрицу совокупности рядов чувствительных к ионизирующему излучению элементов. Совокупность поверхностей чувствительных элементов образует рабочее окно позиционно-чувствительного детектора. Направление осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора в этом случае совпадает с направлением осевой линии, проходящей через центры указанных чувствительных элементов, принадлежащих одному из средних рядов указанной матрицы, а средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора выполнено с возможностью поступательного перемещения щелевой структуры вдоль осевой линии рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. В этом случае обеспечивается повышение разрешающей способности по сравнению с размером одного элемента - до величины, соответствующей ширине щели, по той координате, вдоль которой обеспечена возможность перемещения щелевой структуры.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется линейный позиционно-чувствительный детектор на основе газоразрядного пропорционального счетчика.

Фиг.2 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется изогнутый по радиусу позиционно-чувствительный детектор на основе газоразрядного пропорционального счетчика.

Фиг.3 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется двумерный позиционно-чувствительный детектор, использующий несколько расположенных параллельно друг другу линейных позиционно-чувствительных детекторов на основе газоразрядных пропорциональных счетчиков.

Фиг.4 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется двумерный позиционно-чувствительный детектор в виде сцинтиллятора, уложенного в форме плоской зигзагообразной кривой.

Фиг.5 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется двумерный позиционно-чувствительный детектор в виде сцинтиллятора, уложенного в форме плоской спирали.

Фиг.6 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется позиционно-чувствительный детектор, содержащий сцинтиллятор, навитый в виде спирали на непроницаемый для ионизирующего излучения стержень.

Фиг.7 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется одномерный позиционно-чувствительный детектор в виде расположенных в один ряд чувствительных к ионизирующему излучению элементов.

Фиг.8 иллюстрирует пример выполнения предлагаемого детектирующего узла, в котором используется двумерный позиционно-чувствительный детектор в виде прямоугольной матрицы чувствительных к ионизирующему излучению элементов.

На Фиг.9 показан детектирующий узел, иллюстрируемый Фиг.1, вместе со средством для поступательного перемещения щелевой структуры относительно линейного одномерного позиционно-чувствительного детектора.

На Фиг.10 показан детектирующий узел, иллюстрируемый Фиг.2, вместе со средством для вращательного перемещения щелевой структуры относительно одномерного изогнутого по радиусу позиционно-чувствительного детектора.

На Фиг.11 показан детектирующий узел, иллюстрируемый Фиг.6, вместе со средством для вращательного перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора.

На Фиг.12 показан детектирующий узел, иллюстрируемый Фиг.8, вместе со средством для поступательного перемещения щелевой структуры относительно двумерного позиционно-чувствительного детектора.

На Фиг.13, 14 и 15 показано использование предлагаемого детектирующего узла при рентгеновских дифрактометрических измерениях и исследовании рассеяния рентгеновского излучения объектом.

На Фиг.16, 17 и 18 представлены результаты экспериментальных исследований, иллюстрирующие эффективность предлагаемого детектирующего узла.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.1, содержит одномерный линейный позиционно-чувствительный детектор 101 на основе газоразрядного пропорционального счетчика (например, описанного в [1]) с рабочим окном 102. Осевая линия 105 рабочего окна является ортогональной проекцией анодной нити (на чертеже не показана) линейного газоразрядного пропорционального счетчика на его рабочее окно 102. Перед рабочим окном 102 размещена щелевая структура 103 со щелями 104 (на проекции в верхней части Фиг.1 детектор и щелевая структура показаны отдельно друг от друга). Большими стрелками 106 условно показана возможность поступательного перемещения щелевой структуры 103 относительно позиционно-чувствительного детектора 101 с помощью средства для контролируемого перемещения (на данной фигуре не показано).

Щели 104 щелевой структуры ориентированы своей длинной стороной ортогонально осевой линии 105 рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. Расстояние d₁ между соседними щелями должно быть не менее интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора 101, а ширина Δ₁ щелей - меньше (предпочтительно - значительно меньше) интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора и расстояния d₁ между щелями. Целесообразно небольшое превышение размеров щелевой структуры над размерами окна детектора, чтобы при перемещении щелевой структуры относительно детектора его окно не выходило за пределы щелевой структуры.

Целесообразно также, чтобы длина щели (т.е. больший ее размер) была не менее ширины рабочего окна позиционно-чувствительного детектора, благодаря чему наличие щелей не приводит к дополнительному уменьшению количества квантов излучения, попадающего в пределы рабочего окна. Сказанное относится и к другим случаям выполнения детектирующего узла.

В данном и всех других случаях выполнения детектирующего узла целесообразно (но не обязательно) выполнение щелевой структуры периодической, т.е. с одинаковыми размерами всех щелей и одинаковыми расстояниями между серединами соседних щелей, равными или кратными интервалу разрешения детектора, а для полного использования рабочего окна детектора средство для контролируемого перемещения щелевой структуры относительно позиционно-чувствительного детектора должно обеспечивать возможность перемещения щелевой структуры на расстояние, не меньшее расстояния между соседними щелями (достаточно перемещение на расстояние, равное расстоянию между соседними щелями). При этом совокупность щелей щелевой структуры "просматривает" все рабочее окно позиционно-чувствительного детектора за время, соответствующее перемещению на указанное расстояние. Из сказанного выше следует, что это расстояние - одного порядка с интервалом линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора, который в типичных случаях составляет от одной до нескольких сотен микрон.

Входящий в состав детектирующего узла позиционно-чувствительный детектор в данном и других частных случаях выполнения предлагаемого детектирующего узла предназначен для подключения к электронной системе для определения на основе анализа его выходных сигналов координат места падения квантов ионизирующего излучения на рабочее окно. При использовании детектирующего узла по Фиг.1 позиционно-чувствительный детектор 101 должен быть ориентирован своим рабочим окном 102 ортогонально по отношению к ожидаемому направлению исследуемого потока ионизирующего излучения. В соответствии с принципом действия используемого позиционно-чувствительного детектора координата места падения каждого зафиксированного кванта излучения может быть определена с точностью не хуже размера интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора 101. Благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла указанная координата может быть уточнена до текущего положения щели, находящейся напротив участка рабочего окна, соответствующего указанному интервалу разрешения. При этом разрешающая способность определяется уже не размером интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора, а шириной щели, т.е. может быть значительно лучше, чем размер этого интервала.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.2, содержит одномерный изогнутый по радиусу позиционно-чувствительный детектор 201 на основе газоразрядного пропорционального счетчика (например, описанного в [1]) с рабочим окном 202. Осевая линия 205 рабочего окна является ортогональной проекцией изогнутой анодной нити (на чертеже не показана) данного газоразрядного пропорционального счетчика на его рабочее окно 202. Перед рабочим окном 202 размещена щелевая структура 203 со щелями 204 (на проекции в верхней части фигуре 2 детектор и щелевая структура показаны отдельно друг от друга). Щелевая структура 203 имеет изгиб по радиусу относительно того же центра, что и окно 202 (и не показанная на чертеже анодная нить) позиционно-чувствительного детектора 201. Предпочтительно такое выполнение щелей щелевой структуры, при котором они сфокусированы на оси цилиндрической поверхности рабочего окна изогнутого по радиусу газоразрядного детектора, т.е. продолжения их осевых линий 207 пересекаются на указанной оси 208. Стрелками 206 (на проекции слева - изогнутой стрелкой) условно показана возможность поворота щелевой структуры 203 относительно позиционно-чувствительного детектора 201 с помощью средства для контролируемого перемещения (на данной фигуре не показано).

Щели 204 щелевой структуры ориентированы своей длинной стороной ортогонально осевой линии 205 рабочего окна позиционно-чувствительного детектора. Расстояние d₂ между соседними щелями - не менее интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора 201, а ширина Δ₂ щелей - меньше (предпочтительно - значительно меньше) интервала линейного разрешения позиционно-чувствительного детектора. Как и в предыдущем случае, целесообразно небольшое превышение размеров щелевой структуры над размерами окна детектора, чтобы при перемещении щелевой структуры относительно детектора его окно не выходило за пределы щелевой структуры.

При использовании детектирующего узла по Фиг.2 позиционно-чувствительный детектор 201 должен быть ориентирован своим окном 202 такими образом, чтобы источник анализируемого излучения находился в центре вращения, т.е. в центре дуг, по которым изогнуты не показанная на чертеже анодная нить детектора, его рабочее окно 202 с осевой линией 205 и щелевая структура 203. Как и в предыдущем случае, благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла достигаемая разрешающая способность может быть значительно лучше, чем интервал линейного (или соответствующего ему углового) разрешения используемого изогнутого по радиусу позиционно-чувствительного детектора, и определяется шириной щели.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.3, содержит двумерный позиционно-чувствительный детектор, использующий несколько расположенных параллельно друг другу одномерных линейных позиционно-чувствительных детекторов 101 на основе газоразрядного пропорционального счетчика (подобный двумерный детектор описан, например, в [1]). Осевые линии 105 рабочих окон этих одномерных детекторов параллельны и расположены в одной плоскости. Совокупность рабочих окон одномерных детекторов 101 образует рабочее окно двумерного позиционно-чувствительного детектора.

Перед рабочим окном двумерного позиционно-чувствительного детектора расположена щелевая структура 303 (на проекции в верхней части Фиг.3 двумерный детектор и щелевая структура показаны отдельно друг от друга). Щелевая структура 303 имеет щели 304, длинная сторона которых ортогональна осевым линиям рабочих окон детекторов 101. Любая из них, например осевая линия одного из средних детекторов совокупности, показанной на Фиг.3, может считаться направлением осевой линии окна двумерного позиционно-чувствительного детектора, образованного указанной совокупностью одномерных детекторов. Вдоль этого направления осуществляется поступательное перемещение щелевой структуры 303 относительно двумерного детектора, показанное стрелками 306, осуществляемое с помощью средства для контролируемого перемещения (на данной фигуре не показано). Расстояние d₃ между серединами соседних щелей щелевой структуры 303 - не менее интервала линейного разрешения одномерных позиционно-чувствительных детекторов 101, а ширина Δ₃ щелей 304 - меньше (предпочтительно - значительно меньше) интервала линейного разрешения одномерных позиционно-чувствительных детекторов. Как и в предыдущих случаях, целесообразно небольшое превышение размеров щелевой структуры над размерами окна детектора (в данном случае - двумерного детектора), чтобы при перемещении щелевой структуры относительно детектора его окно не выходило за пределы щелевой структуры.

При использовании детектирующего узла по Фиг.3 двумерный позиционно-чувствительный детектор должен быть ориентирован своим рабочим окном ортогонально по отношению к ожидаемому направлению исследуемого потока ионизирующего излучения. В соответствии с принципом действия используемого позиционно-чувствительного детектора одна координата места падения кванта излучения определяется по положению того одномерного линейного позиционно-чувствительного детектора 101, для которого зафиксировано наличие кванта излучения. Эта координата определяется с точностью до расстояния между осевыми линями рабочих окон соседних линейных позиционно-чувствительных детекторов. Второй координатой является определенная с помощью того же самого одномерного детектора координата вдоль его окна. Благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла обеспечивается повышение разрешающей способности для указанной второй координаты, аналогично описанному выше при рассмотрении детектирующего узла, иллюстрируемого Фиг.1.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.4, содержит двумерный позиционно-чувствительный детектор со сцинтиллятором 401, уложенным в форме плоской зигзагообразной кривой (см., например, [4]). Эта кривая и осевая линия 405 сцинтиллятора 401 имеют прямолинейные участки и изогнутые сопрягающие участки между ними. Рабочее окно данного двумерного позиционно-чувствительного детектора образовано совокупностью параллельных друг другу прямолинейных участков сцинтиллятора 401, а осевой линией рабочего окна этого двумерного детектора может считаться прямолинейный участок осевой линии 405 сцинтиллятора, принадлежащий любому из средних звеньев зигзагообразно изогнутого сцинтиллятора. Перед указанным рабочим окном двумерного позиционно-чувствительного детектора расположена щелевая структура 303 (на проекции в верхней части Фиг.4 двумерный детектор и щелевая структура показаны отдельно друг от друга). Щелевая структура 303 имеет щели 304, длинные стороны которых ортогональны осевой линии двумерного детектора, т.е. прямолинейным участкам зигзагообразной осевой линии 405 сцинтиллятора. Вдоль направления указанной осевой линии двумерного позиционно-чувствительного детектора осуществляется поступательное перемещение (показанное стрелками 406) щелевой структуры 303 относительно двумерного детектора с помощью средства для контролируемого перемещения (на Фиг.4 не показано). Расстояние d₄ между серединами соседних щелей 304 щелевой структуры 303 - не менее интервала линейного разрешения детектора на основе сцинтиллятора 401, а ширина Δ₄ щелей - меньше (предпочтительно - значительно меньше) интервала линейного разрешения детектора на основе сцинтиллятора. Как и в предыдущем случае, целесообразно небольшое превышение размеров щелевой структуры над размерами рабочего окна двумерного детектора, чтобы при перемещении щелевой структуры относительно детектора его окно не выходило за пределы щелевой структуры

При использовании детектирующего узла по Фиг.4 двумерный позиционно-чувствительный детектор должен быть ориентирован своим рабочим окном ортогонально по отношению к ожидаемому направлению исследуемого потока ионизирующего излучения. В соответствии с принципом действия используемого позиционно-чувствительного детектора определяется положение места падения кванта излучения вдоль изогнутой осевой линии 405 сцинтиллятора. При известных размерах прямолинейных и изогнутых участков сцинтиллятора это позволяет определить тот прямолинейный участок, на который упал квант излучения, и координату места падения кванта вдоль данного участка. Эта координата является одной из искомых декартовых координат места падения кванта, а положение упомянутого прямолинейного участка определяет вторую координату (с точностью до расстояния между соседними прямолинейными участками). Благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемого детектирующего узла обеспечивается повышение разрешающей способности по первой из указанных координат до величины, определяемой шириной щели.

Предлагаемый детектирующий узел при его выполнении, показанном на Фиг.5, содержит двумерный позиционно-чувствительный детектор со сцинтиллятором 501, выполненным в виде волоконного световода с пристыкованными к его концам фотоприемниками, уложенным в форме плоской спирали (см., например, [4]). Рабочее окно данного двумерного позиционно-чувствительного детектора образовано поверхностью спирально уложенного сцинтиллятора. Под осевой линией рабочего окна этого двумерного детектора можно понимать спиральную осевую линию 505 сцинтиллятора. Перед рабочим окном данного двумерного позиционно-чувствительного детектора расположена щелевая структура 503 в виде множества щелей 504, радиально расходящихся от центра, совпадающего с центром указанной плоской спирали (на проекции в верхней части фигуры 5 двумерный детектор и щелевая структура показаны отдельно друг от друга). Щелевая структура 503 имеет щели 504, большие стороны которых ортогональны осевой линии двумерного детектора, т.е. упомянутой осевой линии 505 спирально уложенного сцинтиллятора 501. Для перемещения ортогонально этому направлению осуществляется поворот (на Фиг.5 показан изогнутой стрелкой 506) щелевой структуры 503 относительно двумерного детектора вокруг оси, проходящей через центр спирали перпендикулярно плоскости чертежа, с помощью средства для контролируемого перемещения (на Фиг.5 не показано). Расстояние d₅ между серединами соседних щелей 504 щелевой структуры 503 в любом месте должно быть не менее интервала линейного разрешения детектора на основе сцинтиллятора 501, а ширина Δ₅ щелей - меньше (предпочтительно - значительно меньше) расстояния между щелями и интервала линейного разрешения детектора.

При использовании детектирующего узла по Фиг.5 двумерный позиционно-чувствительный детектор должен быть ориентирован своим рабочим окном ортогонально по отношению к ожидаемому направлению исследуемого потока ионизирующего излучения. В соответствии с принципом действия используемого двумерного позиционно-чувствительного детектора определяется положение места падения кванта излучения вдоль изогнутой осевой линии 505 сцинтиллятора. При известных геометрических размерах спирали это позволяет определить номер витка спирали, на который приходится зафиксированное падение кванта излучения, и положение места падения кванта вдоль данного витка. Двум названным величинам, как нетрудно видеть, соответствуют две координаты: расстояние от центра (т.е. радиус соответствующего витка спирали) и полярный угол полярной системы координат. Первая из указанных координат определяется с точностью до расстояния по радиусу между осевыми линиями соседних витков спирали. Благодаря описанным особенностям конструкции предлагаемо