RU2088952C1 - Детектор для регистрации ионизирующего излучения - Google Patents
Детектор для регистрации ионизирующего излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088952C1 RU2088952C1 RU95102593A RU95102593A RU2088952C1 RU 2088952 C1 RU2088952 C1 RU 2088952C1 RU 95102593 A RU95102593 A RU 95102593A RU 95102593 A RU95102593 A RU 95102593A RU 2088952 C1 RU2088952 C1 RU 2088952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- proton
- sensitive
- ray
- sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: для обнаружения и идентификации α-, β-, γ- протонного или рентгеновского излучения на фоне сопутствующего и требующего учета нейтронного излучения в системах технического радиационного контроля. Сущность изобретения: детектор содержит датчик и блок электронной обработки сигнала (БЭОС). Датчик выполнен в виде последовательно соединенных сцинтиллятора (чувствительного к α-, β-, γ- протонному и рентгеновскому излучению и имеющего толщину, полностью поглощающую это излучение), световода и фотоэлектронного умножителя, причем световод выполнен из водородсодержащего сцинтиллирующего вещества, чувствительного к нейтронам. Блок электронной обработки сигналов содержит схему временной селекции, которая подсчитывает число импульсов от ионизирующего излучения и нейтронов, обеспечивая их раздельный и общий учет. 1 з.п. ф-лы.
Description
Устройство относится к детекторам ядерных (α-, β-, γ -излучений), протонного или рентгеновского излучений, регистрируемых на фоне сопутствующего и требующего учета нейтронного излучения, и может быть использовано для обнаружения и идентификации различных ионизирующих излучений при наличии нейтронного излучения, особо для обнаружения и идентификации гамма-источников на фоне сопутствующего и требующего учета космического и земного нейтронного излучения в системах технического контроля, в частности в системах таможенного контроля.
Известные детекторы ядерных излучений содержат, как правило, датчик и блок электронной обработки сигналов [1-4] Например, селективный детектор нейтронов по патенту [2] содержит два датчика, один из которых чувствителен к заряженным частицам и нейтронам, в то время как другой чувствителен только к заряженным частицам; число регистрируемых нейтронов определяется разностным сигналом с этих датчиков, выделяемым с помощью разностной схемы электронного блока. Однако возможность применимости такого детектора для регистрации незаряженных частиц, в частности гамма-излучения, в патенте [2] не оговорена. Известный детектор [3] нескольких излучений включает два сцинтилляционных датчика с зеленым и красным свечением, один из которых чувствителен к высокоэнергетическому излучению, а другой к низкоэнергетическому, и электронно-оптический блок регистрации, выделяющий сигналы от разных датчиков с помощью светофильтров (зеленого и красного) и регистрирующий их с помощью фотодиодов. Такой детектор имеет ограниченные области применения, по данным [3] он пригоден для регистрации рентгеновского излучения с двумя различными энергиями.
Наиболее близким к заявленному является устройство, описанное в [4] которое представляет собой прибор для измерения нейтронов и гамма-лучей. Это устройство содержит датчик, в частности сцинтилляционный однокристальный датчик, чувствительный одновременно к нейтронам и гамма-лучам, и электронную схему селекции (разделения) сигналов (импульсов), генерируемых нейтронами и гамма-лучами. Однако такое устройство имеет весьма ограниченные области применения: любой однокристальный датчик не является оптимальным для одновременной регистрации нейтронов и гамма-лучей в диапазоне энергий до 10 МэВ и выше. Если сцинтилляционный датчик выполнен из водородсодержащего, чувствительного к быстрым нейтронам материала, т.е. из материала с низким эффективным атомным номером, то такой датчик практически не чувствителен к высокоэнергетическому гамма-излучению в диапазоне 1-10 МэВ и выше. Если сцинтилляционный датчик выполнен из материала с высоким эффективным атомным номером, то будучи чувствительным к высокоэнергетическому гамма-излучению, он не будет регистрировать быстрые нейтроны. Таким образом, известное устройство [4] непригодно для одновременной регистрации высокоэнергетического (1-10 МэВ и выше) гамма-излучения и быстрых нейтронов.
Заявленное устройство содержит датчик и блок электронной обработки сигналов. Датчик выполнен в виде последовательно соединенных сцинтилляционного кристалла на основе ортогерманата висмута Bi4Ge3O12 (BGO), чувствительного к протонному, рентгеновскому, а также a-, β-, γ -излучениям, и световода, выполненного из органического водородосодержащего вещества на основе стильбена или пластмассы (CH)n, чувствительного к быстрым нейтронам, и фотоэлектронного умножителя, а блок электронной обработки сигналов включает схему временной селекции сцинтиимпульсов от сцинтиллятора и световода. Сущность изобретения заключается в том, что световод датчика выполнен из сцинтиллирующего вещества, избирательно чувствительного к быстрым нейтронам. Сцинтилляционный кристалл BGO, чувствительный к протонному, рентгеновскому, а также a-, β-, γ -излучению, (включая высокоэнергетическое излучение 1-10 МэВ и выше), имеет толщину, достаточную для того, чтобы регистрируемое излучение поглощалось в нем полностью и не доходило бы до сцинтиллирующего световода, и находится в оптическом контакте со световодом-сцинтиллятором, выполненным из стильбена или из пластмассы (CH)n, последний находится в оптическом контакте с окном фотоэлектронного умножителя, сигнал с которого поступает на блок электронной обработки сигналов.
Устройство работает в полях a-, β-, γ- протонного (p) или рентгеновского излучений на фоне сопутствующего (и требующего учета) нейтронного излучения следующим образом.
Под действием α-, β-, γ- протонного или рентгеновского излучения в сцинтилляционном кристалле BGO возникает световая вспышка с длиной волны излучения 480-505 нм и длительностью 300 нс, которая по световоду без особых потерь (потери<3%) поступает на фотокатод ФЭУ, создавая на выходе ФЭУ электрический импульс длительностью 300 нс. Толщина кристалла BGO выбирается такой (15-30 мм и более), чтобы регистрируемое им протонное, рентгеновское, а также α-, β- и γ- излучение (до 1-10 МэВ и выше) поглощалось в нем полностью и не доходило до световода. Сопутствующее и подлежащее учету нейтронное излучение, проходя без существенных потерь через первичный сцинтилляционный кристалл BGO (потери составляют<3-5%), попадает в сцинтилляционный световод из органического материала (стильбена или пластмассы (CH)n) и вызывает в нем световую вспышку с длиной волны излучения 400-420 нм с длительностью до 2-3 нс (в 100-150 раз более короткую, чем длительность вспышки в BGO). Эта короткая световая вспышка, создаваемая нейтронами, поступает на фотокатод ФЭУ, создавая на выходе его электрический импульс длительностью 2-3 нс. Таким образом, когда частицы ( α-, β- протоны, γ или рентгеновское излучение и сопутствующее нейтронное излучение) пройдут через сцинтиллятор и сцинтиллирующий световод выходной сигнал ФЭУ будет иметь две компоненты: быструю (2-3 нс), соответствующую зарегистрированным нейтронам, и медленную (300 нс), соответствующую зарегистрированному a-, β-, γ- p- или рентгеновскому излучению. Такой двухкомпонентный выходной сигнал поступает в электронный блок обработки (на схему временной селекции), которая подсчитывает раздельно число импульсов (сигналов) от ионизирующего излучения и от нейтронов, обеспечивая их раздельный и общий учет.
Claims (2)
1. Детектор для регистрации ионизирующего излучения на фоне нейтронного излучения, содержащий датчик и блок электронной обработки сигналов, отличающийся тем, что для регистрации протонного, рентгеновского, а также α-, β-, γ-ионизирующих излучений на фоне одновременно регистрируемого нейтронного излучения (быстрые нейтроны) датчик выполнен в виде последовательно соединенных сцинтилляционного кристалла, чувствительного к протонному, рентгеновскому, а также α-, β-, γ-излучениям, и световода, выполненного из органического сцинтиллирующего вещества на основе стильбена или пластмассы (СН)n, чувствительного к быстрым нейтронам, и фотоэлектронного умножителя, а блок электронной обработки сигналов включает схему временной селекции сцинтиимпульсов, поступающих в него от сцинтиллятора и световода.
2. Детектор по п.1, отличающийся тем, что в качестве сцинтилляционного криcталла, чувствительного к протонному, рентгеновскому, а также α-, β-, γ-излучениям, используют кристалл ортогерманата висмута Bi4, Ge3, O1 2 (BGO), причем толщина кристалла BGO выбирается такой, чтобы регистрируемое им протонное, рентгеновское, а также α-, β-, γ-излучения поглощались в нем полностью и не доходили до световода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95102593A RU2088952C1 (ru) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Детектор для регистрации ионизирующего излучения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95102593A RU2088952C1 (ru) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Детектор для регистрации ионизирующего излучения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2088952C1 true RU2088952C1 (ru) | 1997-08-27 |
RU95102593A RU95102593A (ru) | 1998-05-10 |
Family
ID=20165060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95102593A RU2088952C1 (ru) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Детектор для регистрации ионизирующего излучения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2088952C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8058624B2 (en) | 2008-05-05 | 2011-11-15 | Institute Of Scintillation Materials, National Academy Of Sciences Of Ukraine | Method of detection of fast neutrons |
US10670739B2 (en) | 2018-07-17 | 2020-06-02 | Polimaster Holdings Corporation | Gamma radiation and neutron radiation detector |
-
1995
- 1995-02-23 RU RU95102593A patent/RU2088952C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Акимов Ю.К. Сцинтилляционные методы регистрации частиц больших энергий. - М.: Изд-во МГУ, 1963. 2. US, патент, 3688118, кл. G 01 T 1/00, 1972. 3. ЕР, заявка, 0311503, кл. G 01 T 1/00, 1989. 4. US, патент, 4482808, кл. G 01 T 3/06, 1984. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8058624B2 (en) | 2008-05-05 | 2011-11-15 | Institute Of Scintillation Materials, National Academy Of Sciences Of Ukraine | Method of detection of fast neutrons |
US10670739B2 (en) | 2018-07-17 | 2020-06-02 | Polimaster Holdings Corporation | Gamma radiation and neutron radiation detector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5481114A (en) | Process and apparatus for the simultaneous selective detection of neutrons and X or gamma photons | |
AU2007267904B2 (en) | Neutron and gamma ray monitor | |
US5393981A (en) | Apparatus for the simultaneous selective detection of neutrons and X or gamma photons and detection system using said apparatus | |
US7626178B2 (en) | Integrated neutron-gamma radiation detector with adaptively selected gamma threshold | |
US6876711B2 (en) | Neutron detector utilizing sol-gel absorber and activation disk | |
RU2501040C2 (ru) | Устройство и способ для детектирования нейтронов с помощью поглощающих нейтроны калориметрических гамма-детекторов | |
US5514870A (en) | Fast CsI-phoswich detector | |
RU2502088C2 (ru) | Устройство и способ для детектирования нейтронов посредством калориметрии на основе гамма-захвата | |
US10670739B2 (en) | Gamma radiation and neutron radiation detector | |
EP0227216A1 (en) | Coal analysis system and gamma-ray detector | |
US3566118A (en) | An axially aligned gamma ray-neutron detector | |
WO1993005380A1 (en) | Method and apparatus for detecting and discriminating between particles and rays | |
RU2189057C2 (ru) | Сцинтилляционный детектор нейтронного и гамма-излучения | |
US2954473A (en) | Cerenkov radiation fission product detector | |
RU2088952C1 (ru) | Детектор для регистрации ионизирующего излучения | |
Langeveld et al. | A whole-system approach to x-ray spectroscopy in cargo inspection systems | |
RU2158011C2 (ru) | Детектор для регистрации нейтронов и гамма-излучения | |
RU2259573C1 (ru) | Сцинтилляционный детектор быстрых и тепловых нейтронов | |
RU2143711C1 (ru) | Детектор для регистрации ионизирующих излучений | |
JPH08285949A (ja) | 放射線検出装置 | |
RU56003U1 (ru) | Детектор нейтронов и гамма-квантов | |
US11650339B2 (en) | Spectroscopic sensor for alpha and beta particles | |
RU2272301C1 (ru) | Сцинтилляционный детектор нейтронов | |
Paulus et al. | Enhancement of peak-to-total ratio in gamma-ray spectroscopy | |
RU2347241C1 (ru) | Детектор для регистрации ионизирующих излучений |