RU2386146C1 - Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников - Google Patents
Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386146C1 RU2386146C1 RU2008150823/28A RU2008150823A RU2386146C1 RU 2386146 C1 RU2386146 C1 RU 2386146C1 RU 2008150823/28 A RU2008150823/28 A RU 2008150823/28A RU 2008150823 A RU2008150823 A RU 2008150823A RU 2386146 C1 RU2386146 C1 RU 2386146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- searching
- view
- electronic converter
- detector
- elements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве средства поиска и определения направления на фотонный источник в телесном угле 4π стерадиан. Технический результат - увеличение зоны обзора устройства до полного телесного угла 4π стерадиан и повышение обнаружительной способности обнаружения. Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников, содержащее детектирующий блок, включающий защитный экран в форме шара и многоэлементный детектор, электронный преобразователь, соединенный с элементами детектора и блок электроники, соединенный с электронным преобразователем. Детектирующие элементы расположены по ребрам правильного многогранника, образованного платами электронного преобразователя, внутри которого размещается защитный экран. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве средства поиска и определения направления на фотонный источник в телесном угле 4π стерадиан.
Известно «Устройство для поиска и измерения двух угловых координат фотонных источников» [Патент РФ №2192656], содержащее детектирующий блок, включающий защитный экран в виде сферы с ортогональными пазами, в которых размещены многоэлементные детекторы, соединенные с блоком электроники. Ортогональное расположение многоэлементных детекторов позволяет определять две угловые координаты источника излучения. Недостатками устройства являются относительно низкая обнаружительная способность, связанная с малой площадью пазов по сравнению с площадью всей сферы, а также ограниченное поле зрения по каждой координате за счет применения коллиматора.
Известно устройство «Gamma ray incident direction detector (Детектор для определения направления падения гамма-излучения)» [Патент JP №2004170116]. Устройство содержит детектирующий блок, включающий защитный экран в виде сферы с отверстиями в ее поверхности (25 отверстий), в которых размещены детекторы, соединенные со схемой обработки. Колоколообразные диаграммы направленности, формирующиеся экраном для каждого детектора, позволяют определять направление на источник излучения в телесном угле 4π стерадиан. Недостатками устройства являются относительно низкая обнаружительная способность, связанная с малой площадью отверстий, в которых располагаются детекторы, по сравнению с общей площадью поверхности сферы, а также невысокая интегральная чувствительность за счет заглубления детекторов в защитном экране.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является «Устройство для поиска фотонных источников» [Патент РФ № 012016]. Устройство содержит детектирующий блок, включающий защитный экран в форме цилиндра, многоэлементный детектор, расположенный на боковой поверхности экрана, и схему обработки, соединенную с детекторами. Полученное с элементов детектора распределение сигналов, зависящее от углового положения источника и чувствительного элемента, сравнивается со значениями нормированных угловых характеристик каждого элемента. По результатам сравнения делается вывод о положении источника в азимутальной плоскости. Недостатками устройства являются определение направления на источник излучения только по одной угловой координате и относительно низкая обнаружительная способность.
Задачей изобретения является увеличение зоны обзора устройства до полного телесного угла 4π стерадиан и повышение обнаружительной способности.
Предложено устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников, содержащее детектирующий блок, включающий защитный экран в форме шара и многоэлементный детектор, электронный преобразователь, соединенный с элементами детектора, и блок электроники, соединенный с электронным преобразователем. Детектирующие элементы расположены по ребрам правильного многогранника, образованного платами электронного преобразователя, внутри которого размещен защитный экран. В качестве детектирующих элементов могут быть использованы счетчики Гейгера, сцинтилляционные или полупроводниковые детекторы фотонного излучения. Защитный экран должен быть изготовлен из материала с большой атомной массой и высокой плотностью (свинец, вольфрам и т.д.). Электронный преобразователь управляет питанием детектирующих элементов и передает накопленную в результате измерений информацию в блок электроники. Блок электроники производит первичную обработку полученной от детектирующих элементов информации и передает данные для последующих вычислений в ПЭВМ.
Существенным является выполнение защитного экрана в виде шара и расположение детектирующих элементов многоэлементного детектора вокруг его поверхности по ребрам правильного многогранника, образованного платами электронного преобразователя.
Такая конструкция устройства позволяет получить зону обзора 4π стерадиан за счет размещения детектирующих элементов вокруг всей поверхности экрана в отличие от прототипа, где элементы размещались в одной плоскости, и измерять направление на источник по двум координатам - азимутальному и полярному углам. Повышение обнаружительной способности достигается за счет возможности размещения большего числа детектирующих элементов вокруг экрана, открытых для фотонного излучения. Обнаружение источника происходит при выполнении следующего неравенства:
где NC - суммарное зарегистрированное количество импульсов от источника, NФ - суммарное зарегистрированное количество импульсов фонового излучения, k - коэффициент (квантиль обнаружения) [Патент РФ №2192656]. Если устройство содержит n детекторов, то значение величины импульсов сигнала и фона можно записать в виде:
где , - среднее зарегистрированное количество импульсов сигнала и фонового излучения для одного элемента. Подставляя выражения (2) в формулу (1), получаем:
Таким образом, увеличение количества детектирующих элементов в устройстве приводит к выигрышу в чувствительности в корень квадратный раз из числа элементов по сравнению с чувствительностью устройства, содержащего один детектор.
Расположение в данном устройстве детектирующих элементов без дополнительной коллимации самих элементов позволяет добиться более высокой обнаружительной способности, так как в процессах регистрации фотонного излучения участвует вся открытая для излучения площадь детектирующего элемента, а не его часть.
На фиг.1 показана схема устройства.
Устройство содержит защитный экран в виде шара 1, многоэлементный детектор 2, платы электронного преобразователя 3 и блок электроники 4. При конкретном исполнении для регистрации жесткого фотонного излучения в качестве элементов многоэлементного детектора 2 используются счетчики Гейгера, защитный экран выполнен из вольфрамового сплава. Детектирующие элементы располагаются по ребрам додекаэдра.
На фиг.2 показана плата электронного преобразователя, являющаяся одной гранью додекаэдра, с установленными на ней элементами детектора.
В процессе поиска гамма-источника сигналы с выходов элементов детектора 2, сформированные по амплитуде и длительности в преобразователе 3, поступают на входы электронного блока 4. Блок 4, содержащий логическую схему и управляющий микроконтроллер, осуществляет поканальное накопление и преобразование данных в машинный код, который по последовательному каналу поступает на ПЭВМ. Передача данных в ПЭВМ может осуществляться через один из интерфейсов: RS-232, RS-485, USB или CAN. Алгоритм обработки поступившей информации для вычисления направления на источник фотонного излучения аналогичен прототипу за исключением того, что угловые характеристики каждого элемента имеют распределение по двум угловым координатам.
Дополнительное преимущество в измерении направления на фотонный источник по двум угловым координатам заключается в возможности определения расстояния до источника и, как следствие, дистанционной оценки его активности (при условии нахождения источника на земле и известной высоте Н расположения устройства относительно земли). Расстояние может быть вычислено по формуле:
где θ - угол места, отсчитываемый от горизонтальной плоскости.
Claims (1)
- Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников, содержащее детектирующий блок, включающий защитный экран и многоэлементный детектор, расположенный вокруг поверхности экрана, отличающееся тем, что оно содержит электронный преобразователь, соединенный с элементами детектора и блок электроники, соединенный с преобразователем, защитный экран выполнен в виде шара, а детекторы расположены по ребрам правильного многогранника, образованного платами электронного преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150823/28A RU2386146C1 (ru) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150823/28A RU2386146C1 (ru) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2386146C1 true RU2386146C1 (ru) | 2010-04-10 |
Family
ID=42671263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008150823/28A RU2386146C1 (ru) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386146C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579799C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ НА ИСТОЧНИК ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ДВУМ КООРДИНАТАМ В ТЕЛЕСНОМ УГЛЕ 2π СТЕРАДИАН |
RU2616088C2 (ru) * | 2015-09-30 | 2017-04-12 | Андрей Александрович Каплун | Способ определения направления на источник ядерного излучения |
RU226827U1 (ru) * | 2024-04-11 | 2024-06-25 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Широкодиапазонный блок детектирования гамма-излучения |
-
2008
- 2008-12-22 RU RU2008150823/28A patent/RU2386146C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579799C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ НА ИСТОЧНИК ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ДВУМ КООРДИНАТАМ В ТЕЛЕСНОМ УГЛЕ 2π СТЕРАДИАН |
RU2616088C2 (ru) * | 2015-09-30 | 2017-04-12 | Андрей Александрович Каплун | Способ определения направления на источник ядерного излучения |
RU226827U1 (ru) * | 2024-04-11 | 2024-06-25 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Широкодиапазонный блок детектирования гамма-излучения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8294110B2 (en) | Method for improved correction of SiPM non-linearity in multiplexed radiation detectors | |
US8168953B2 (en) | Method, apparatus and computer program for measuring the dose, dose rate or composition of radiation | |
CN106873024B (zh) | 一种用于小型快堆的高灵敏环境中子能谱分析*** | |
JP2007271400A (ja) | 多重分割水平ミュオン検出手段を用いて構造物の内部構造情報を得る方法 | |
US10371855B2 (en) | Apparatus and method for non-invasive inspection of solid bodies by muon imaging | |
JP2023537997A (ja) | 検知コリメートユニット、検知装置及びspect結像システム | |
WO2020114330A1 (zh) | 一种射线在闪烁晶体中的击中点定位方法及其*** | |
Baek et al. | Optimization of large-angle pinhole collimator for environmental monitoring system | |
CN109239757B (zh) | 一种强脉冲伽马辐射剂量场分布测量与诊断装置及方法 | |
RU2386146C1 (ru) | Устройство со сферической зоной обзора для поиска фотонных источников | |
JP2019502900A5 (ru) | ||
JP2015075393A (ja) | 放射線入射方向検出器 | |
JP2001013251A (ja) | MSGCによる反跳電子の軌跡映像からのγ線入射方向決定方法及びその装置 | |
US20220244409A1 (en) | Personal wearable dosimeter for neutrons | |
Randall et al. | A method of providing directionality for ionising radiation detectors—RadICAL | |
Balmer et al. | Critical review of directional neutron survey meters | |
CN103424764A (zh) | 一种射线辐射场剂量分布测量装置 | |
RU2700365C1 (ru) | Устройство с полусферической зоной обзора для поиска источников фотонного излучения | |
JP2012189345A (ja) | 放射線撮像装置および核医学診断装置 | |
JP7496181B1 (ja) | 測定装置および測定方法 | |
JP6818579B2 (ja) | 土壌放射能汚染検査装置 | |
RU2579799C1 (ru) | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ НА ИСТОЧНИК ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ДВУМ КООРДИНАТАМ В ТЕЛЕСНОМ УГЛЕ 2π СТЕРАДИАН | |
RU214394U1 (ru) | Устройство детектирования нейтронов | |
RU2578048C1 (ru) | Устройство для радиационного измерения плотности | |
CN203630363U (zh) | 一种射线辐射场剂量分布测量装置 |