Датчик для рентгенорадиометрического анализатора с полупроводниковым детектором

Датчик для рентгенорадиометрического анализатора с полупроводниковым детектором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>767628

Ф (61) Дополнительное к авт, саид-ву Р 531401 (22) Заявлено 190577 (2() 2478151/18-25 с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет

Опубликовано 3009.80.бюллетень ¹

Дата опубликования описания 300980

{51)M. Кл.

6 01 и 23/223

Государственный комитет

СССР оо делам нзобретеннй к открытнй (53) УДК 621. 386 (088. 8) В.А.Мейер, A.Н.Жуковский, В.С.Пономарев, A.Ä.Ñîêîëîâ, В.A. Скакодуб, Л.И. Анатычук и A.Ï. Мельник (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени государственный университет им. A.À.Æäàíoâà и Всесоюзный научно-исследовательский институт радиоиэотопного приборостроения (71) Заявители г ююа

Я 8 р (54) ДАТЧИК ДЛЯ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО

,юБ

АНАЛИЗАТОРА С ПОЗТУПРОВОДНИКОВЫМ ДЕТЕКТОРОМ МЯ p:-: q g, g

Изобретение относится к устройствам беэдисперсионных рентгенофлуоресцентных анализаторов на основе полу-. проводниковых детекторов (ППД) излучения, охлаждаемых с помощью термоэлектрических холодильников, и может быть использовано в полевой аппаратуре, например, в скважинпых приборах для рентгенорадиометрического каротажа,.

3Î

Известен датчик для рентгенорадиометрического анализатора с полупроводниковым детектором по авт.св. Р 531401, содержащий термоэлектрический холо-" дильник с двумя разветвлениями, имею-\5 щими различный набор термоэлементов, обеспечивающими на одном разветвлении режим максимального охлаждения, а на другом — режим максимальной хо лодопроиэводительности. На холодных 20 спаях первого разветвления размещен вышеуказанный полупроводниковый детектор, а на холодных спаях второго разветвления размещен полевой транзистор головного каскада предусилйтеля (11.

Термоэлектрический холодильник, полупроводниковый детектор и полевой транзистор размещены в вакуумированной капсуле, имеющей входное бериллиевое окно и радиатор.

В описанном устройстве в любой момент времени температура на кристалле полупроводникового детектора наиболее низкая по отношению к температурам окружающих конструктивных элементов (полевой транзистор, капсула и т.п.), что приводит к криосорбции остаточных газов, выделяющихся в процессе работы датчика внутри капсулы, на поверхность детектора.

В результате этого происходит отравление поверхности детектора и, как следствие, ухудшение спектрометрических параметров датчика.

Целью изобретения является стабилизация параметров датчика путем уменьшения адсорбции остаточных газов на поверхности детектора.

Поставленная цель достигается тем,. что в датчике для рентгенорадиометрического анализатора с полупроводниковым детектором термоэлектрический холодильник снабжен дополнительным разветвлением с набором термоэлементов, обеспечивающих режим максимального охлаждения.

Это дополнительное ненагруженное разветвление обеспечивает на своих

767628 холодных спаях наиболее низкую температуру по отношению к температурам окружающих конструктивных элементов, в том числе относительно кристалла детектора. В связи с этим молекулы остаточных газов будут в основном адсорбироваться на холодных спаях дополнительного разветвления, а не йа поверхности детектора.

На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого. датчика; на фиг. 2 — сечение A-А на фиг. 1. 10

Датчик содержит вакуумированную капсулу 1 с входным бериллиевым окном 2 и радиатором 3. На радиаторе 3 внутри капсулы 1 установлен термоэлектрический холодильник, имеющий 15 разветвления 4, 5, б и нижний каскад

7. На разветвлении 4 установлен полупроводниковый детектор 8, на разветвлении 5 — полевой транзистор 9. На нижнем каскаде 7 термоэлектрического gp холодильника размещен адсорбент 10.

Питание термоэлектрического холодильника и связь с внешними устройствами осуществляется через герметизированные электрические вводы 11. Откачка объема капсулы производится через штенгель 12.

Снаружи в корпусе капсулы 1 установлены коллиматоры 13 радиоизотопных источников 14.

Для дополнительной защиты от прямого излучения источников 14 внутри капсулы 1 установлены защитное кольцо

15 и пластина 16. Капсула 1 помещается в корпусе 17 скважинного снаряда и герметично закрывается бериллиевым 35 цилиндром 18. Герметизация осуществляется с помощью резиновых колец 19.

Датчик работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на термоэлектрический холодильник холод- 40 ные связи разветвления 4, 5, б и нижнего каскада 7 начинают охлаждаться.

Вследствие этого охлаждаются установленные на соответствуюших холодных спаях полупроводниковый детектор 8, полевой транзистор 9 и адсорбент 10.

Через 3-5 мин после включения датчик входит в режим, адсорбент 10 начинает активно поглощать остаточные газы в предварительно вакуумированном объеме капсулы, дополнительно разре- О жая его и снижая таким образом теплопритоки от стенок капсулы 1 на полупроводниковый детектор 8 и полевой транзистор 9.

Тепло с горячих спаев термоэлек- 55 трического холодильника отводится через радиатор 3, корпус капсулы 1 и бериллиевый цилиндр 18 во внешнюю среду. В случае скважинного варианта датчика внешней средой является буровой раствор (вода), заполняющий скважину.

Квантй характеристического рентгеновского излучения, возникающие в исследуемой среде под действием первичного коллимированного (коллиматоры

13) излучения радиоизотопных источников 14, через бериллиевый цилиндр 18 и бериллиевое окно 2 капсулы попадают в полупроводниковый детектор 7, и, поглощаясь í его рабочем объеме, об-. разуют электронно-дырочные пары, заряд которых пропорционален энергии поглощенного кванта. Перемещаясь под действием электрического ноля, созданного в детекторе 8 внешним источником смещения (на чертеже не показан), образованный заряд индуцирует во внешней электрической цепи детектора 8 (на чертеже не показана) импульс, который усиливается полевым транзистором 9 и подается через один . из электрических выводов 11 на усилитель и далее к наземному регистрирующему прибору (на чертеже не показан).

Дополнительное разветвление б, ненагруженное, обеспечивает на своих холодных спаях наиболее низкую температуру по отношению к температурам окружающих конструктивных элементов датчика. В связи с этим остаточные газы, находящиеся в капсуле, адсорбируются, в основном, на холодных спаях дополнительного разветвления б, уменьшая адсорбцию остаточных газов на поверхность детектора. Предлагаемый датчик для рентгенорадиометрического анализатора с полупроводниковым детектором обеспечивает стабилизацию .параметров, позволяет повысить точность и чувствительность рентгенорадиометрических определений.

Предлагаемый датчик можно использовать в условиях полевых работ, связанных с ядерно-геофизическими измерениями и, в частности, в скважинном приборе для рентгенорадиометрического каротажа.

Датчик может быть также использован для спектрометрии рентгеновского и.гамма-излучения.

Формула изобретения

Датчик для ренгенорадиометрического анализатора с полупроводниковым детектором по авт.св. Ф 531401, о т л и ч а ю шийся тегл, что, с целью стабилизации параметров датчика путем уменьшения адсорбции остаточных газов на поверхности полупроводникового детектора, термоэлектрический холодильник снабжен дополнительным разветвлением с набором термозлементов, обеспечивающих режим максимального охлаждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

Р 531401, кл. 6 01 и 23/223, 1975.

767628 (Ри и.f

11

ff (Рцю. г

Составитель Е.Кохов

Редактор Н,Коляда Техред А.Щепанская Корректор M.Лем«ик

Заказ 7184/39 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4