CS214631B1 - Automatický riadený koleraéný spektrometer - Google Patents

Description

1 214 631

Vynález1 sa týká automatickáho riadeného koleračného spektrometre, ktorým sa meria uhlovérozloženie fotónov gama .při metoda'elektrón-pozitrónovej anhiláoie. V súčasnosti' koleračné spektrometre sú zložené z jednotlivých hlokov stavebnice v prove-dení CAMAC, NIM, alebo inýoh, praeujúoioh následovně. Fotony gama vznikajúce pri anhiláciielektrón-pozitrónu vyletujú navzájom v protiíahlých smeroch. Každý z fotónov je registrovanýjedným z dvojice scintilačných detektorov. Jeden z detektorov sa vzhíadom na druhý detektorprésóva. Výstupné napHÍové impulzy z detektorov po zosilnení v lineárnych zosilňovačoch savedú do jednokanálových amplitúdovýqh analyzátorov. Obidva analyzátory sú nastavené na ampli-túdu impulzov zodpovedajúcu energii fotónov gama 0,51 MeV. Časový sled unifikovaných impul-zov z jednoksinálovýoh analyzátorov sa porovnává v koincidenčnom obvode. Výstup koinoidencieje připojený na čítač impulzov. Koleračné spektrum je potom závoslosť počtu koincidennýohimpulzov od vzájomnej polohy detektorov. Uvedený spBsob merania nie je automatizovaný aúčinná plocha detekcie je malá.

Uvedené nedostatky odstraňuje automatický riadený koleračný spektrometer s elektronickoua mechanickou Časíou podía vynálezu, ktorého podstata je v tom, že v olovenom kryte, v kto-rom sa nachádza zdroj pozitronov Na je na jednej straně oloveného krytu uložené pevné ra-meno. Na pevnom ramene je prvá kolimačná štrbina a druhá kolimačná štrbina a na konci rame-na je vertikálně uložený prvý a druhý scinťilaoný detektor. Na druhéj straně oloveného kry-tu je uložené pohyblivé rameno s trefou kolimačnou štrbinou, pohybovým zariadením a štvrtoukolimačnou štrbinou. Na konci pohyblivého ramena je vertikálně áložený třetí a štvrtý scin-tilačný detektor. Podstata elektronickej časti spektrometre je v tóm, že prvý a druhý scin-tilačný detektor sú napojené na prvý zdroj vysokého napa tia. Prvý scintilačný detektor jepřipojený na prvý jédnokanálový amplitúdový analyzátor. Druhý scintilačný detektor je připo-jený na druhý jédnokanálový amplitúdový analyzátor. Tieto analyzátory sú připojené na prvýlogický súčtový člen přepojeného cez prvý obvod pre nastavenie doby koinoidencie na koinci-denčný obvod. Třetí a štvrtý sointilačný detektor sú napojené na druhý zdroj vysokého napfl-tia. Třetí scintilačný detektor je připojený na třetí jédnokanálový amplitúdový analyzátora štvrtý scintilačný detektor je připojený na štvrtý jédnokanálový amplitúdový analyzátor.·Tieto analyzátory sú připojené.na druhý logický súčtový člen přepojeného cez druhý obvodpre nastavenie doby koinoidencie na koinoidenčný obvod. Tento je oez čítač koincidenčnýchimpulzov připojený na blok riadenia analyzátore'spojeného s riadiaoou jednotkou. Na riadia-cu jednotku je napojené pohybové zariadenie a blok ručného ovládania·. Sálej jé řiadiacajednotka spojená s čítačom počtu krokov přepojeného na blok riadenia analyzátore a s číta-čom celkového počtu krokov přepojeného na blok riadenia analyzátore a?s čítačom celkovéhopočtu krokov přepojeného na blok riadenia analyzátore. Riadeaca jednotka je spojená aštes čítačom počtu opakovaní merania přepojeného na blok riadenia analyzátore, na ktorý je ešte napojený čítač doby merania a čítač pořadového čísla merania. Automatický koleračnýspektrometer praouje následovně. Pozitrony vyletujúoe zo zdroje žiarenia Na dopadajú nameranú vzorku. Po termalizáoii pozitrónov tieto enteragujú s. elektrónmi natíhádžajúcimi savo vzorke. V okamžiku anihilácie vznikajú s najvfičšou pravdeíiodobnosfou dva fotony gamao energii 0,51 MeV, ktoré vyletujú zo vzorky. Uhol, ktorý zvierajú dráhy fotónov gama,závisí od energetického stavu elektrónov vzorky s ktorými anihiláoia nastala.

Vyšší účinok predmetu vynálezu je v tom, že horizontálnou polohou sointilačných dete-ktorov sa pftf násobné zvýšila účinná plocha detekcie voči horizontálnej polohe detektorov.Sálej paralelná spolupráca dvojice sointilačných detektorov je zabezpečená dvojioou jedno-kanálových analyzátorov a logickým súčtovým členom. Automatickým opakováním merania v jednejpolohe pohyblivého ramena koleračného spektrometre je odstránený vplyv premenlivého pozadiana samotné meranie.

Na přiložených výkresooh je na obr. 1 znázorněná bloková schéma koleračného spektromet-re a na obr. 2 je znázorněná bloková schéma automatického riadeného koleračného spektro-metre. Koleračný spektrometer používaný v súčasnosti na obr.l pozostáva z dvoch scintilač»nýoh horizontálnyoh detektorov 2 a 7, pri ktorýoh sa naohádzajú kolimačné štrbiny 3 a 6. V olovenom kryte £ sa nachádza zdroj pozitronov Na s meránou vzorkou £. Zdroj vysokého 214 631 2 napRtia 1, napája sointilačný detektor 2, ktorý je připojený cez jednokanálový amplitúdovýanalyzátor a lineámym zosilnóvačom 2 na koincidenčný obvod 10. Zdroj vysokého napatia 8 na-pája sointilačný detektor X, ktorý je oez jednokanálový amplitúdový analyzátor a lineárriymzosilňovačom 13 připojený tiež na koincidenčný obvod 10. Tento je připojený na čítač kolnoi-denčnýoh impulzov a tlačiarňou či předvolbou Sasu 11. ktorý je spojený a ovládáním posuvupohyblivého ramena 12.

Na obr. 2 automatický riadený koleraSný spektrometer pozostáva z dektronickej a mecfeanickejSas ti, kde v olovenom kryte 6 sa naohádza zdroj pozitronov Na s meranou vzorkou X· Na jed-nej straně oloveného krytu 6 je uložené pevně rameno 8 s prvou khlimačnou štrbinou j)» s dru-hou kolimačnou štrbinou 11 a na konci je vertikálně uloženie prvého scintilačného detektore10 a druhého scintilačného detektore 12. Na druhej straně oloveného krytu 6 je uložené po-hyblivé rameno & a trelou kolimačnou Štrbinou 2» 8 pohybovým zariadením 13. so štvrtou koli-mačnou štrbinou 2 a na konci je vertikálně uloženie tretieho scintilačného detektore 2 aštvrtého scintilačného detektora 1. Elektronická část sa skládá z prvého scintilačného de-tektore 10 a druhého scintilačného detektora 12 napojených na prvý zdroj vysokého napfitia19 a prvý sointilačný detektor 10 je připojený na prvý jednokanálový amplitúdový analyzá-tor 17.Druhý sointilačný detektor 12 je připojený na druhý jednokanálový amplitúdový ana -lyzátor 18,Tieto sú připojené na prvý logický súčtový člen 21, ktorý je přepojený cez obvodpre nastavenie doby koincidencie 32 na koincidenčný obvod 22. Třetí sointilačný detektor 3a čtvrtý sointilačný detektor 1 sú napojené na druhý zdroj vysokého napatia 14 a třetí scin-tilačný detektor 2 3® připojený na třetí jednokanálový amplitúdový analyzátor 15. Štvrtýsointilačný detektor 1 je připojený na štvrtý jednokanálový amplitúdový analyzátor 16. Tie-to sú připojené na druhý' logický súčtový člen 20, ktorý je přepojený cez druhý obvod prenastavenie doby koincidencie 22 na koinoidenSný obvod 22. Tento je cez čítač koincidenčnýchimpulzov 22 připojený na blok riadenia analyzátore 31 spojeného s riadiacou jednotkou 22 »na ktorú je napojené pohybové zariadenie 12 a blok ručného ovládania 29. Sálej je riadiacajednotka 22 spojená jednak s Sítačora počtu krokov 2£ přepojeného na blok riadenia analyzá-tore 21 8 s čítačom celkového poštu krokov 2g, ktorý je přepojený na blok riadenia analy -zátora 21 a jednak s čítačom počtu opakovaní merania 26 přepojeného na blok riadenia ana -lyzátora 21» na ktorý je napojený ešte čítač doby merania 27 a čítač pořadového čísla mera-nia 28.Příklad spolupráce riadiacej jednotky so štyrrni jednokanálovými analyzátormi je nasle-dovnái Předpokládejme, že pohyblivé rameno sa nachádzav jednej z krajných poloh. Ručně spus-tíme analyzátory. Čítač koincidenčných impulzov 23 začne počítal koincidenčné impulzy. Pouplynutí nastavenej doby merania sa spustí tlačiaren. Po ukončení tlačenia naměřených výs-ledkov riadiaca jednotka vykoná jeden z dvoch úkonoví 1. spustí registráoiu koincidenčných fotónov bezozmeny polohy pohyblivého ramena alebo, 2. pres unie pohyblivé rameno o zadaná hodnotu a spustí registráciu koincidenčných Im-pulzov. V riadiacej jednotke možno vopred předvolil počet opakovaní meraní pri jednej polo-he pohyblivého ramena / 0 - 9 / krát. Po zopakovaní předvoleného počtu meraní nastáva posuvramena o vopred předvolený počet krokov. Jeden krok zodpovedá premiestneniu pohyblivého ra-mena o 0,1 mrad. Tento počet registruje snímač krokov pohyblivého ramena. Snímač krokov po -zostáva z fotoelektrického snímača a kvoli kontrole je pohybovému zariadeniu připojené mecha-nické počítadlo otáčok skrutky, ktorá posúva pohyblivé rameno koleračného spektrometre. Impul-zy z fotoelektrického snímača sa vedú do čítače poštu krokov 2£, v riadiacej jednotke a dočítačov celkového poštu krokov 2£, ktoré zaznamenávajú počet krokov pri jednom premiestnení a celkový počet krokov premiestnenia ramena od začiatku merania.

Ke5 počet impulzov z fotoelektrického snímača krokov zodpovedá vopred zvoleným, zastavísa motor a začína meranie v novej polohe. V krajných polohách pohyblivého ramena sú umiest-nené koncové vypínače. To ioh zopnutí pohyblivým ramenom sa samočinné zastaví meranie a nas-taví sa opačný zmyšel otáčania motore. V případe vačšleho poklesu sledového bapatia, připadne jeho výpadku a po jeho zapnutí riadiaoa jednotka samočinné blokuje spustienie merania a posun pohyblivého ramena spektrometre.Ďalšie pokračovanie merania je třeba urobil ručně.

Claims (2)

3 214 631 V závislosti od aktivity použitého zdroja pozitrónov a rozmerov skúmanej vzorky mera-nie korelačnóho spektra trvá v priemere okolo 100 hodin něpretržitého meřania. Navrhovaný korelačný spektrometer umožňuje merať korelačně spektrá bez dozoru obsluhu-júoeho personálu, pričom pohyblivé rameno sa može automaticky premietňovať o vopred^zvo-lený počet krokov v rozmedzí 1 - 99. Γο uplynutí předvoleného času merénia 1,- 9.10° sekmožno samočinné meranie zopakoval až devdťkrát pri tej istej polohe pohyblivého ramena.Opakovanie merania v jednej polohe má význam v případe, KeS sa v roeracej miestnostiÍmsní napríkla pozadie. Pódia vopred zvoleného kritéria možno takto jedno i viao z opako-vaných maraní neuvažovali Na registráoiu anihilačnýoh fotónov gama sú použité po dvasointilačné detektory so zabudovanými lineámymi zosilňovačmi. Elektronické obvody, ktoréepraoovávajú výstupné napttťové impulzy z jednokanálových amplitúdovýeh analyzátorov umož-ňuje plynule meniť rozlišovaciu dobu koinoidenoie^od 50 + 800 ne. Všetky operácie, které vy, konáva riadiaca jednotka kořelačného spektrometre je možnétiež urobiť ručně. Opísáné elektronické zariadenie je možné poůžiť aj pri inýoh meraniaoh, ktoré sa perio-dicky opakujú, připadne , kde je třeba meohanioky meniť jeden parameter například meraniepoločasu rozpadu rádioaktívnyoh zdrojov - zariadenie je možné dopinií zásobníkem vzoriek,$plej pri rýchlom porovnávání energetiokého spektra rádióaktívnyoh zdrojov - až v Styroohkanálooh, v geologii a v banskom priemysle. PŘEĎMET VYNÁLEZU

1. Automatický riadehý koleračný spektrometer s elektronickou a mechanickou časťou,vyznačujíc! sa tým, že v olovenom kryte /6/, v ktorom sa nachádza zdroj pozitronov Na jena jednej straně oloveného krytu /6/ uložené pevné rameno /8/ s prvpu kolimačnou Strbinou/9/, s druhou kolimačnou Strbinou Al/ a na konci je opatřené vertikálnym uložením prvéhosolntilačného detektora /10/ a druhého sointilačného detektore /12/ a Sálej na druhéj stra-ně oloveného krytu /6/ je uložené pohyblivé rameno /4/ s treťou kolimačnou Strbinou /5/, s pohybovým zariadením A3/ so štvrtou kolimačnou Strbinou /2/ a na konci je opatřené ver-tikálnym uložením tretieho sointilačného detektora /3/ a štvrtého sointilačného detektoraA/.

2. - Automaticky riadený koleračný spektrometer pódia bodu 1 opatřený elektronickou časťou,opatřený elektronickou časťou, vyznačujúoi sa tým, že prvý scintilačný detektor /10/ adruhý scintilačný detektor /12/ sú napojené na prvý zdroj vysokého nap&amp;tia A9/ a prvý scin-tilaČný detektor /10/ je rpipojený na prvý jednokanálový amplitúdový analyzátor A7/ a druhýsointilačný detektor /12/ je připojený na druhý jednokanálový amplitúdový analyzátor A8/,ktoré sú připojené na prvý logioký súčtový člen /21/ přepojeného oez prvý obvod pre nasta-vehie doby koinoideňcie /33/na koinoidenčný obvod /22/, pričom třetí scintilačný detektor/3/ a Stvrtý scintilačný detektor A/ sú napojené m druhý zdroj vysokého nap&amp;tia A4/ a třetí sointilačný detektor /3/ je připojený na třetí jednokanálový amplitúdový analyzátorA5/, Stvrtý sointilačný detektor A/ je připojený na Stvrtý jednokanálový amplitúdový ana-lyzátor A6/ ktoré sú připojené na druhý logický súčtový Člen /20/ přepojeného cez druhýobvod pre . nastavenie doly koinoideňcie /32/ na koinoidenčný obvod /22/, ktorý <je cez čítačkoincidenčnýoh impulzov /23/ připojený na blok riadenia analyzátore /31/ spojeného s ria-diacou jednotkou /30/, na ktorú je napojené pohybové zariadenie A3/ a blok ručného ovláda-nia /23/ a áalej je riadiaca jednotka /30/ jednak spojená s čítačom počtu krokov /24/ pře-pojeného na blok riadenia analyzátore /31/ a s čítačom celkového počtu krokov /25/ přepoje-ného na blok riadenia analyzátore /31/ a jednak s čítačom počtu opakovaní merania /26/ pře-pojeného na blok riadenia analyzátore /31/, na ktorý je nepojený eSte čítač doby merania/21 / a čítač pořadového čísla merania /28/. 2 výkresy