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Anordnung zum Unterscheiden zwischen zwei Strahlungen
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rende Wirkung aus.
Im Ausgangskreis der Dynode 5 liegt ein, gewünschtenfalls gleichfalls regelbarer Widerstand 8 mit einem Widerstandswert von z. B. etwa 560 Ohm. Das Netzwerk, das von dem Widerstand 8 und der parallel zu diesem auftretenden parasitären Kapazität gebildet wird, hat dann z. B. eine Zeitkonstante von etwa 6. 10-9 sec und übt praktisch keine itegrierende Wirkung aus.
Die am Widerstand 7 auftretende Spannung wird einem Verstärker 9 bekannter Bauart zugeführt, der vorzugsweise als Kathodenverstärkerstufe ausgebildet ist. Im Ausgangskreis des Verstärkers 9 liegt ein als Potentiometer ausgebildeter Widerstand 10. Ein einstellbarer Teil der am Widerstand 10 auftretenden Spannung wird einem gleichfalls vorzugsweise als Kathodenverst1irkerstufe ausgebildeten Verstärker 11 zugeführt.
Die am Widerstand 8 auftretende Spannung wird einem wieder vorzugsweise als Kathodenverstärkerstufe ausgebildeten Verstärker 12 zugeführt. Im Ausgangskreis des Verstärkers 12 liegt ein Schwingungkreis, der die Selbstinduktionsspule 13 und den Kondensator 14 enthält. mit einer Eigenfrequenz von z. B. etwa 10 MHz. Die am Kondensator 14 auftretende Spannung wird dem vorzugsweise als Kathodenverstärkerstufe ausgebildeten Verstärker 15 zugeführt.
Wenn Gammastrahlung oder ein Neutron auf dem Szintillator 1 einfällt und in der Röhre 2 ein Szintillationsimpuls erzeugt wird, tritt im Ausgangskreis des Verstärkers 11 ein Impuls auf, dessen Wellenform
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gung auftritt, deren Kurvenform schematisch mit 17 bezeichnet ist. Dabei ist die Kurvenform des Impul- ses 16 von der den Szintillationsimpuls erzeugenden Strahlung abhängig, während die Kurvenform der gedämpften Schwingung von der den Szintillationsimpuls erzeugenden Strahlung unabhängig, aber abhängig von der Dämpfung des Kreises 13, 14 ist, die in bekannter, nicht dargestellter Weise z. B. mit Hilfe eines parallel zum Kreis liegenden, im Ausgang des Verstärkers 12 vorgesehenen Regelwiderstandes einstellbar ist. Auch lässt sich eine Spule 13 mit dem richtigen Widerstandswert verwenden.
Stammt der Szintillationsimpuls vomEinfall von Gammastrahlung, so hat der Impuls 16 eine verhältnismässig kurze Dauer, während beim Einfall eines Neutrons die Dauer des Impulses 16 länger ist.
Die Dämpfung des Kreises 13, 14 wird Jerart gewählt, dass die Umhüllende 18 der gedämpften Schwingung 17 in nahezu gleicher Weise mit der Zeit abnimmt wie der Impuls 16, wenn er durch den Einfall eines Neutrons herbeigeführt ist.
Das Potentiometer 10 wird derart eingestellt, dass die Amplituden der Spannungen 16 und 17 nahezu gleich sind. Darauf werden die beiden Spannungen im Eingangskreis des Verstärkers 19 addiert und die er- zielte Summenspannung wird verstäkt. Summenspannung wird verstärkt.
In Fig. 2 ist die Summenspannung V n als Linie dargestellt als Funktion der Zeit, falls die auftretende Szintillation vom Einfall eines Neutrons herrührt. Die Spannung V entsteht als Summe der Spannung 17 über dem Netzwerk 15 und der Spannung 16, die, falls sie von einem Neutron herrührt, fast in gleicher Weise mit der Zeit abnimmt als die, Umhüllende 18 der gedämpften Schwingung 17. Die erzielte Summenspannung ist in Fig. 2 immer positiv.
In Fig. 3 ist die beim Auftreten von Gammastrahlung entstehende Spannung Vg ebenfalls auch eine +-Linie, wiedergegeben als Funktion der Zeit. Sie entsteht wieder als Summe der periodischen Spannung 17, die im gleichen Massstab wie in Fig. 2 angegeben ist, und der Spannung 16, die hier aber eine verhältnismässig kurze Dauer hat. Die Minima der Summenspannung Vn haben demzufolge einen negativen Wert.
Die erzielte Summenspannung wird einer Detektorschaltung zugeführt, welche eine Diode 20 in Reihe mit einem Kondensator 21 enthält. Hinter der Detektorschaltung liegen zwei Verstärker 23 und 24, von denen der Verstärker 23 vorzugsweise als Kathodenverstärker ausgebildet ist. Der Verstärker 24 kann ein Tiefpassfilter bekannter Bauart mit einer Zeitkonstante von etwa 0, 1 iL sec zum Unterdrücken der etwa am Kondensator 21 noch auftretenden 10 MHz-Schwingungen enthalten, Wenn die am Eingang der Detektorschaltung auftretende Summenspannung der Kurvenform nach Fig. 3 entspricht, also negative Minima aufweist, so tritt am Ausgang des Verstärkers 24 eine Spannung auf, welche der Kurve 22 in Fig. 4 entspricht. Diese Spannung ist anfänglich noch etwas positiv, aber nimmt darauf einen negativen Wert an.
Da die Temperaturabhängigkeit des Sperrwiderstandes der Diode 20 gewöhnlich zu hoch ist, wird parallel zur Diode ein Widerstand mit einem Wert von etwa 100000 Ohm geschaltet.
Tritt am Eingang der Detektorschaltung eine Spannung nach Fig. 2 auf, die also auf eine durch ein Neutron herbeigeführte Szintillation zurückzuführen ist, so ergibt sich am Ausgang des Verstärkers 24 eine Spannung gemäss der Kurve 26 in Fig. 4, die also stets positiv ist.
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Nach dem Verstärker 24 liegt ein Amplitudendiskriminator 27 bekannter Bauart, der derart einge- stellt ist, dass er nur positive Spannungen über einem bestimmten Wert, z. B. über dem durch die gestri- chelte Linie 28 in Fig. 4 dargestellten Pegel, annimmt.
Im Ausgangskreis des Amplitudendiskriminators 27 tritt also nur dann eine Spannung auf, wenn die
Szintillation des Szintillators 1 durch den Einfall eines Neutrons herbeigeführt wird.
Man kann diese Ausgangsspannung also unmittelbar als Anzeige für das Auftreten solcher Szintillatio- nen verwenden. Wünscht man auch Informationen über die Amplitude jeder durch Neutronen herbeige- führten Szintillation, so kann die Ausgangsspannung des Demodulators 27 in bekannter Weise zum Steuern einer Torschaltung 29 benutzt werden, der die am Widerstand 6 auftretenden Ausgangsimpulse des Photo- vervielfachers 2 zugeführt werden.
Es ist einleuchtend, dass zum Messen von Gammastrahlung ein Amplitudendetektor verwendbar ist, der nur auf negative Spannungen, gegebenenfalls unter einem bestimmten Schwellwert, anspricht.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, dass bei der Anordnung nach der Erfindung von der Information Gebrauch gemacht wird, welche die integrierte Spannung 16 über die Kurvenform der im Ver- vielfacher 2 erzeugten Stromimpulse enthält.
Bemerkt wird, dass die Gammastrahlung, welche immer zusammen mit Neutronen auftritt, das Zählen der Neutronen immer erschwert, da sofort nach einem durch Gammastrahlung herbeigeführten Szintillationsimpuls ein zweiter Szintillationsimpuls durch Gammastrahlung auftreten kann, und diese Kombination zu einer falschen Anzeige führen kann.
Bei der beschriebenen Anordnung hat dies im Kanal des Integrationskreises ein Ansteigen des abklingenden Verlaufes der Spannung 16 zur Folge. Im Kanal des Schwingungskreises kann eine Interferenz zwi- schen den gedämpften Schwingungen auftreten, welche von den aufeinanderfolgenden Impulsen angestossen werden. Dies kann eine Interferenz in günstigem Sinne sein, aber auch eine, die zu einer falschen Zählung Anlass gibt ; dies ist jedoch nur bei Auftreten zwischen den ersten zwei oder drei Schwingungen der Fall. Es hat sich ergeben, dass eine störende Interferenz bei der Schaltung nach der Erfindung nur dann auftritt, wenn die Zeitdauer zwischen zwei Impulsen kleiner als etwa 0, 1 sec ist.
Die Anordnung hat sich zum Unterscheiden von Gammastrahlen und Neutronen und zum Zählen von Neutronen mit einer Energie von mehr als etwa 0, 3 MeV als gut brauchbar erwiesen.
Eine solche Anordnung ist auch für andere Unterscheidungs-Messungen, wie zwischen Ci-Teilchen und Protonen oder Ci-Teilchen und Deuteronen, verwendbar.