CS256116B1

CS256116B1 - Detection device with response's compensated directional dependence

Info

Publication number: CS256116B1
Application number: CS86756A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Viererbl
Original assignee: Ladislav Viererbl
Priority date: 1986-02-03
Filing date: 1986-02-03
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS75686A1

Abstract

Detekční zařízení obsahuj ící scintilátor nekulového tvaru, který je spolu s fotonásobíčem uložen v plášti tvořeném ze dvou částí o různém chemickém složení, umožňuje korekci směrové závislosti odezvy pro různé energie dopadajícího záření. Plášt detekčního zařízení je tvořen jednak dutým tělesem, které je z více než 90 % tvořeno atomy s atomovými čísly menšími než 14, a jednak absorpčním prstencem, který je tvořen z více než 90 % atomy s atomovými čísly většími než 23. Volba vhodné výšky a tlouštky prstence zajištuje úspěšnou korekci směrové závislosti pro různé energie dopadajícího záření.Detection device containing scintillator a non-spherical shape that is along with a photomultiplier stored in a cloak of two part of the different chemical composition allows correction of directional response response for different energy of incident radiation. Detection sheath the device consists of a hollow body, which is more than 90% atoms with atomic numbers less than 14, and secondly an absorbent ring that is formed more than 90% atoms with atomic numbers greater than 23. Choosing the appropriate height and thickness the ring ensures a successful correction directional dependencies for different incident energies radiation.

Description

Vynález se týká detekčního zařízení s kompenzovanou směrovou závislostí odezvy pro měření externího záření gama.The invention relates to a detection device with compensated directional response for the measurement of external gamma radiation.

Detekční zařízení se scintilačním detektorem se často používá pro registraci záření gama, které přichází ze vzdálenějších zdrojů. Měří se anodový proud fotonásobiče nebo četnosti impulsů v určitých energetických intervalech a z těchto měřených hodnot se obvykle odvozuji veličiny jako je dávkový příkon, expoziční příkon, hustota proudu fotonů a podobně. Přitom často nevíme, 2e kterého směru záření dopadá na detektor, nebo záření na detektor přichází z různých směrů. Je technicky obtížné zkonstruovat kulově symetrický detektor, proto detekční zařízení vykazuje chybu způsobenou směrovou závislostí odezvy v důsledku toho, že měřené záření nedopadá na detektor ze stejného směru, ve kterém byl cejchován. Největší chyby vznikají pro nízké energie záření - 10 až 100 keV, protože v tomto případě se záření neabsorbuje homogenně v celém objemu scintilátoru.A scintillation detector detection device is often used to register gamma radiation coming from more distant sources. The anode current of the photomultiplier or the pulse rate at certain energy intervals is measured, and from these measured values, quantities such as dose rate, exposure rate, photon current density, and the like are usually derived. However, we often do not know which direction of radiation falls on the detector, or the radiation on the detector comes from different directions. It is technically difficult to construct a spherical symmetrical detector, therefore the detection device exhibits an error due to the directional response of the response due to the measured radiation not impinging on the detector from the same direction in which it was calibrated. The biggest errors arise for low radiation energies - 10 to 100 keV, because in this case radiation is not absorbed homogeneously throughout the scintillator volume.

Většinou se k měření používá scintilátorů válcového tvaru, kdy průměr válce je přibližně stejný jako jeho výška a detektor je cejchován pro záření, které na něj dopadá rovnoběžně s osou válce. V tomto případě je chyba způsobená směrovou závislostí největší pro záření, jehož směr svírá s osou válce úhel alfa = 40° až 60°, jak je naznačeno na přiloženém obr. 2. Chyba v tomto případě bývá až + 50 3, to znamená, že signál je podstatně větší než v případě, kdy záření dopadá rovnoběžně s osou válce.Usually cylindrical scintillators are used for measurement, the diameter of the cylinder being approximately the same as its height and the detector is calibrated for radiation that impinges on it parallel to the axis of the cylinder. In this case, the error due to directional dependence is greatest for radiation whose direction forms the angle alpha = 40 ° to 60 ° with the cylinder axis, as shown in the attached Fig. 2. The error in this case is up to + 50 3, ie the signal is considerably greater than when the radiation is incident parallel to the cylinder axis.

Uvedený nedostatek z větší části odstraňuje detekční zařízení s kompenzovanou směrovou závislostí odezvy podle vynálezu, jehož podstatou je, že plást detekčního zařízení je vytvořen ze dvou částí o různém chemickém složení, přičemž jednu část tvoří duté těleso, jehož vnitřní rozměr je takový, aby umožnil vložení scinilátoru, druhou část tvoří prstenec, jehož výška je menší než polovina největšího rozměru scintilátoru a je umístěn na straně čela scintilátoru na vzdálenějším konci od fotokatody fotonásobiče. Přitom prstenec je tvořen z více než 90 % atomy s atomovým číslem větším než 23 a duté těleso pláště je tvořeno více než 90 % z atomů s atomovým ^číslem menším než 14.This drawback largely eliminates the detection device with compensated directional response according to the invention, which is based on the fact that the detection device housing is formed of two parts of different chemical composition, one part being a hollow body whose internal dimension is such as to allow insertion The second part is formed by a ring whose height is less than half the largest dimension of the scintillator and is located on the side of the scintillator face at the distal end of the photomultiplier photocathode. The ring is made up of more than 90% of the atoms with an atomic number greater than 23 and the hollow body of the shell is made up of more than 90% of the atoms with an atomic number less than 14.

Část pláště detekčního zařízení ve tvaru prstence absorbuje záření gama více a je umístěna tak, aby k největší absorpci docházelo při dopadu záření pod úhly 40° až 60°. Absorpční prstenec je konstruován tak, aby došlo k potřebné korekci směrové závislosti pro různé energie dopadajícího záření.The ring-shaped portion of the detector device absorbs more gamma radiation and is positioned so that the greatest absorption occurs at 40 ° to 60 ° when the radiation strikes. The absorption ring is designed to provide the necessary directional correction for the different energies of the incident radiation.

Na obr. 1 je uvedeno příkladné uspořádání detekčního zařízení s pláštěm podle vynálezu. Plást detekčního zařízení je tvořen částí ^L, v níž je umístěn scintilátor 2 ^s fotonásobičem 5. Část 2^ pláště tvoří prstenec, který je umístěn u čela scintilátoru 3^.Fig. 1 shows an exemplary arrangement of a detection device with a jacket according to the invention. The housing of the detection device is formed by the portion L1 in which the scintillator 2 ^{with the} photomultiplier 5 is placed.

Absorpční prstenec 2 lze vhodnou volbou výšky a tlouštky prstence 2 navrhnout tak, aby byla zajištěna úspěšná korekce směrové závislosti pro různé energie. Chyba způsobená směrovou závislostí má podobnou závislost na energii jako absorpční koeficienty. V rozmezí od 10 do 100 keV s rostoucí energií klesají, nad 100 keV jsou relativně malé ve srovnání s hodnotami kolem 20 keV. Ke zvýšení signálu může docházet také pro úhly alfa = 120° až 140°, ovšem již ne tak výraznému, protože se zde projevuje také absorpce záření gama na částech fotonásobiče J5.The absorbent ring 2 can be designed to suitably select the height and thickness of the ring 2 to ensure successful directional correction for different energies. The error caused by directional dependence has a similar dependence on energy as absorption coefficients. They range from 10 to 100 keV with increasing energy, above 100 keV they are relatively small compared to around 20 keV. The signal increase can also occur for the angles alpha = 120 ° to 140 °, but not so pronounced, since the absorption of gamma radiation on the parts of the photomultiplier J5 also occurs.

Detekční zařízení s kompenzovanou směrovou závislosti odezvy podle vynálezu bylo úspěšně odzkoušeno. Jako scintilátor 2 bylo použito plastického scintilátoru s vrstvou ZnS(Ag) o rozměrech ¢5 75 x 75 mm. Část 1_ pláště detekčního zařízení byla zhotovena z černého polypropylenu, část 2_ ze železa o rozměrech 0 90 x 21 mm, tlouštka 0,83 mm.The compensated directional response detector of the present invention has been successfully tested. The scintillator 2 used was a plastic scintillator with a ZnS (Ag) layer of ¢ 5 75 x 75 mm. The housing part 1 of the detector was made of black polypropylene, the iron part 2 of the dimensions 90 x 21 mm, 0.83 mm thick.

Byl měřen dávkový příkon záření gama, který byl odvozován z anodového proudu fotonásobiče 5_. Změřeny byly směrové závislosti pro úhly 0° až 90° a energie E = 22 keV a E = 60 keV s detekčním zařízením bez i s prstencem Maximální chyba způsobená směrovou závislostí se pro úhel alfa ~ 0° až 90° pro energii E - 22 keV s použitím prstence 2 snížila z původních 55 % na 18 % a pro energii E = 60 keV z půsodních 19 % na 7,5 %.The dose rate of gamma radiation, which was derived from the anode current of the photomultiplier 5, was measured. Directional dependencies were measured for angles 0 ° to 90 ° and energy E = 22 keV and E = 60 keV with detector without and with ring Maximum error due to directional dependence for angle alpha ~ 0 ° to 90 ° for energy E - 22 keV s using ring 2, it decreased from the original 55% to 18% and for energy E = 60 keV from the original 19% to 7.5%.

Claims

object of the invention

Detection device with compensated directional response of non-spherical scintillator with sheath, photomultiplier and electronic part, characterized in that the sheath of the detection device is formed from two parts (1 and 2) of different chemical composition, the first part (1) ) form a hollow body, the inner dimension of which is at least such as to allow the insertion of scintillators (3), the second part (2) of the housing being a ring whose height is less than half the largest dimension of the scintillators (3) and ) scintillators (3) on the far side of the photomultiplier photocathode (5).

Detection device with compensated directional response according to claim 1, characterized in that the first part (1) of the jacket is formed by more than 90% of atoms with atomic numbers less than 14 and the second part (2) by the jacket is more than 90% atoms with atomic numbers greater than 23

2 drawings