RU2231808C1 - Дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора - Google Patents
Дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231808C1 RU2231808C1 RU2002134914/28A RU2002134914A RU2231808C1 RU 2231808 C1 RU2231808 C1 RU 2231808C1 RU 2002134914/28 A RU2002134914/28 A RU 2002134914/28A RU 2002134914 A RU2002134914 A RU 2002134914A RU 2231808 C1 RU2231808 C1 RU 2231808C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detector
- diamond
- dosimeter
- switch
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: для регистрации ионизирующих излучений. Сущность: дозиметр содержит алмазный детектор, управляемый коммутатор, два источника питания постоянного тока, генератор управляющих импульсов, усилитель постоянного тока, ключ и регистратор. Выходы генератора управляющих импульсов подключены соответственно к управляющим входам коммутатора и ключа. Выходы первого и второго источников питания подключены к соответствующим входам управляемого коммутатора, выход которого подключен к одному контакту алмазного детектора. Другой контакт алмазного детектора подключен ко входу усилителя постоянного тока, выход последнего подключен ко входу ключа, выход которого соединен со входом регистратора. Технический результат: повышение точности, упрощение эксплуатации и конструкции. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике регистрации ионизирующих излучений, а именно к дозиметрам на основе алмазных детекторов, в частности к клиническим дозиметрам.
К дозиметрам излучений, особенно предназначенным для клинических измерений, предъявляются высокие требования по точности измерений и их стабильности. Алмазные детекторы, используемые в дозиметрах, являются твердотельными детекторами, их чувствительность не зависит от плотности окружающего воздуха; высокая плотность алмаза обеспечивает высокую удельную чувствительность. Низкий атомный номер углерода обеспечивает слабую зависимость чувствительности детектора от энергии излучения. Однако из-за поляризации большей части алмазов под воздействием ионизирующего излучения для достижения требуемой точности измерений приходится проводить дорогостоящий отбор годных образцов алмазов и при включении дозиметра проводить предварительное облучение алмазного детектора до установления стабильных показаний дозиметра.
Известен алмазный дозиметр рентгеновского и гамма-излучений [1], содержащий алмазный детектор, электрометрический измеритель тока и источник постоянного напряжения, обеспечивающий постоянное смещение на детекторе. Детектор выполнен в виде алмазной пластины толщиной (0,2-0,4) мм. Недостатком дозиметра является влияние поляризации алмаза на линейность выходной характеристики детектора (зависимости выходного тока детектора от мощности дозы), а значит и на точность измерений из-за низкого качества используемых алмазных пластин. Отбор алмазных пластин высокого качества (малый эффект поляризации) для дозиметра привел бы к значительному его удорожанию.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является клинический дозиметр ионизирующих излучений [2]. В состав дозиметра входит алмазный детектор, выполненный из алмазной пластины толщиной (0,2-0,4) мм с инжектирующим контактом. Детектор смонтирован в малогабаритном герметичном корпусе на отрезке коаксиального кабеля. В состав дозиметра входят также регистратор с электрометрическим усилителем и блок питания детектора постоянным напряжением +100 В.
Недостатком прототипа является влияние поляризации алмаза на точность измерений. Для уменьшения этого недостатка при проведении измерений требуется предварительное облучение алмаза (до дозы 5-10 Гр) до установления стабильных показаний дозиметра, что усложняет эксплуатацию дозиметра. Кроме того, для достижения высокой точности измерений в детекторе используют алмазные пластины высокого качества, отбор которых является сложным дорогостоящим процессом с низким процентом выхода годных пластин. Поэтому стоимость такого дозиметра велика.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является значительное уменьшение влияния поляризации алмазного детектора на точность показаний дозиметра, вследствие чего для достижения высокой точности измерений можно использовать менее качественные алмазные пластины, а значит упрощается отбор и повышается выход годных алмазных пластин, появляется возможность использования для дозиметра дешевых CVD-пленок, что приводит к удешевлению дозиметра. Кроме того, исчезает необходимость в предварительном облучении алмазного детектора при включении дозиметра, что упрощает его эксплуатацию.
Технический результат достигается тем, что дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора, содержащий регистратор и источник питания постоянного тока, дополнительно содержит второй источник постоянного тока, управляемый коммутатор, усилитель постоянного тока, ключ и генератор управляющих импульсов, первый выход которого подключен к управляющему входу управляемого коммутатора, а второй - к управляющему входу ключа, выходы первого и второго источников питания подключены к соответствующим входам управляемого коммутатора, выход которого подключен к одному контакту алмазного детектора, другой контакт которого через последовательно соединенные усилитель постоянного тока и ключ подключен по входу регистратора.
Существо изобретения заключается в том, что в дозиметре используются два источника питания с коммутатором, обеспечивающие питание детектора знакопеременным напряжением в виде прямоугольной волны. Накопленный объемный заряд в детекторе в течение действия напряжения питания одной полярности нейтрализуется при приложении напряжения питания другой полярности.
Блок схема дозиметра представлена на чертеже.
Предлагаемый дозиметр ионизирующих излучений содержит алмазный детектор 1, управляемый коммутатор 2, два источника питания постоянного тока 3 и 4, генератор управляющих импульсов 5, усилитель постоянного тока 6, ключ 7 и регистратор 8. Выходы генератора управляющих импульсов 5 подключены соответственно к управляющим входам коммутатора 2 и ключа 7. Выходы первого источника питания 3 и второго источника питания 4 подключены к соответствующим входам управляемого коммутатора 2, выход которого подключен к одному контакту алмазного детектора 1, другой контакт алмазного детектора 1 подключен ко входу усилителя постоянного тока 6, выход последнего подключен ко входу ключа 7, выход которого соединен со входом регистратора 8.
Алмазный детектор 1 выполнен в виде пластины из естественного алмаза или CVD-пленки толщиной (0,2-0,4) мм с инжектирующими контактами и заключен в герметичный малогабаритный корпус, смонтированный на конце коаксиального кабеля.
Принцип работы дозиметра заключается в следующем. Поток ионизирующего излучения образует в алмазном детекторе 1 пары носителей: электроны и дырки. Под действием приложенного внешнего электрического поля от источника постоянного тока 3 (или 4) носители движутся к соответствующим по полярности электродам, образуя в цепи электрический ток, пропорциональный мощности дозы излучения. Часть носителей (чаще дырок) захватывается на имеющихся в алмазе центрах, образуя внутреннее поле поляризации, направленное обратно приложенному внешнему напряжению. При смене полярности питающего напряжения ток в детекторе 1 меняет направление, соответственно меняет направление и поле поляризации, в результате чего предыдущее поле поляризации нейтрализуется. Питающее напряжение на алмазный детектор 1 подается от двух разнополярных источников 3 и 4 через управляемый коммутатор 2, который поочередно на одинаковое время подключает выходы источников 3 и 4 к одному контакту алмазного детектора. Коммутатор 2 управляется генератором управляющих импульсов 5, который выдает импульсы определенной длительности на управляемый коммутатор 2 и импульсы меньшей длительности - на ключ 7. Фронты импульсов меньшей длительности задержаны по отношению к фронтам импульсов, подаваемых на управляемый коммутатор 2, на некоторое время, необходимое для окончания переходных процессов в цепи регистрации при смене полярности напряжения питания детектора 1. Усилитель постоянного тока 6 усиливает сигналы с выхода (с другого контакта) детектора 1 до величин, достаточных для дальнейшей их регистрации. Ключ 7 пропускает усиленные сигналы на регистратор в промежутки времени, определяемые генератором управляющих импульсов 5. Регистратор 8 осуществляет регистрацию амплитуды усиленных импульсов с детектора 1.
Как показали исследования, заявляемый дозиметр даже после облучения значительной дозой (50 Гр) в течение нескольких часов сохраняет стабильные показания.
Таким образом, в предлагаемом дозиметре ионизирующих излучений на основе алмазного детектора в сравнении с прототипом при достижении одинаковой точности измерений значительно уменьшено влияние поляризации алмазного детектора при воздействии ионизирующего излучения. Это позволяет использовать в дозиметре менее качественные, а значит более дешевые алмазные пластины, что упрощает отбор и повышает выход годных пластин. Появляется возможность использования в дозиметре дешевых CVD-пленок, что приводит к удешевлению дозиметра. Кроме того, отпадает необходимость в предварительном облучении дозиметра при включении, что упрощает эксплуатацию дозиметра.
Источники информации
1. Kozlov S.F., Konorova E.A., Kuznetsov Yu. A. etal. Diamond dosimeter for X-ray and γ-radiation. IEEE Trans, NS-24, #1, 1977, p. 235-238.
2. Проспект и техническое описание клинического дозиметра “Unidos” фирмы PTW-Freinburg, Германия, 1996 г. (Прототип).
Claims (1)
- Дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора, содержащий регистратор и источник питания постоянного тока, отличающийся тем, что он дополнительно содержит второй источник питания постоянного тока, управляемый коммутатор, генератор управляющих импульсов, усилитель постоянного тока и ключ, первый выход генератора управляющих импульсов подключен к управляющему входу управляемого коммутатора, а второй - к управляющему входу ключа, выходы первого и второго источников питания подключены к соответствующим входам управляемого коммутатора, выход которого подключен к первому контакту алмазного детектора, второй контакт которого через последовательно соединенные усилитель постоянного тока и ключ подключен ко входу регистратора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002134914/28A RU2231808C1 (ru) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002134914/28A RU2231808C1 (ru) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2231808C1 true RU2231808C1 (ru) | 2004-06-27 |
RU2002134914A RU2002134914A (ru) | 2004-06-27 |
Family
ID=32846604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002134914/28A RU2231808C1 (ru) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231808C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744317C1 (ru) * | 2020-07-22 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью «Производственно-технологический центр «УралАлмазИнвест» | Алмазный детектор ионизирующих излучений |
-
2002
- 2002-12-23 RU RU2002134914/28A patent/RU2231808C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744317C1 (ru) * | 2020-07-22 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью «Производственно-технологический центр «УралАлмазИнвест» | Алмазный детектор ионизирующих излучений |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Galbiati et al. | Performance of monocrystalline diamond radiation detectors fabricated using TiW, Cr/Au and a novel ohmic DLC/Pt/Au electrical contact | |
Conde et al. | A gas proportional scintillation counter | |
Pichler et al. | Lutetium oxyorthosilicate block detector readout by avalanche photodiode arrays for high resolution animal PET | |
Lewis | Multiwire Gas Proportional Counters: Decrepit Antiques or ClassicPerformers? | |
Chepel et al. | Performance study of liquid xenon detector for PET | |
US7368723B2 (en) | Diamond radiation detector | |
Ford Jr et al. | A position sensitive proportional detector for a magnetic spectrograph | |
RU2231808C1 (ru) | Дозиметр ионизирующих излучений на основе алмазного детектора | |
Bouclier et al. | Progress in Cherenkov ring imaging: Part 1. Detection and localization of photons with the multistep proportional chamber | |
Celeste et al. | B-RAD: a radiation survey meter for operation in intense magnetic fields | |
Elad et al. | Low temperature characteristics of ion implanted silicon position sensitive detectors | |
Stern et al. | Ion chambers for fluorescence and laboratory EXAFS detection | |
Castoldi et al. | Versatile multi-channel CMOS frontend with selectable full-scale dynamics from 100 MeV up to 2.2 GeV for the readout of detector's signals in nuclear physics experiments | |
Taylor et al. | Nuclear particle and radiation detectors. Part 1: Ion chambers and ion-chamber instruments | |
Biebl et al. | A position-sensitive surface-barrier Si (Li) detector for low energy γ rays | |
Bellazzini et al. | A novel type of parallel plate chamber with resistive germanium anode and a two-dimensional readout | |
Glasow et al. | Light particle detection by BGO scintillators with photodiode readout | |
US6229377B1 (en) | Dual amplitude pulse generator for radiation detectors | |
RU2229731C1 (ru) | Алмазный детектор ионизирующих излучений | |
Nilsson et al. | Array detectors and extended source used in a double focusing beta spectrometer | |
SU1512340A1 (ru) | Детектор ионизирующего излучени | |
Chepel et al. | First tests of a liquid xenon multiwire drift chamber for PET | |
JP3549931B2 (ja) | 放射線測定装置 | |
Mockett et al. | Neutron and gamma radiation tests of the analog devices TMP37 temperature sensors | |
Roesch et al. | A pulse reading method for condenser ion chambers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20100915 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111224 |