CZ307570B6 - Způsob určování druhu ionizujícího záření a zapojení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob určování druhu ionizujícího záření a zapojení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307570B6 CZ307570B6 CZ2017-649A CZ2017649A CZ307570B6 CZ 307570 B6 CZ307570 B6 CZ 307570B6 CZ 2017649 A CZ2017649 A CZ 2017649A CZ 307570 B6 CZ307570 B6 CZ 307570B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- ionizing radiation
- type
- pin diode
- pulse
- determining
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
- G01T1/244—Auxiliary details, e.g. casings, cooling, damping or insulation against damage by, e.g. heat, pressure or the like
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
- G01T1/247—Detector read-out circuitry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Pro určování druhu ionizujícího záření pomocí polovodičové PIN diody, zapojené v závěrném směru, se použije PIN dioda s nízkým nebo nulovým záporným předpětím o velikosti nula až jednotky voltů. Na jejím výstupu je náboj úměrný energii, kterou předává na ni dopadající ionizující záření. Tento náboj se následně zesiluje a převádí na napěťový impulz, jehož plocha odpovídá energii předané ionizujícím zářením diodě. Signál se vyhodnocuje pomocí tvarové diskriminace pro určení druhu ionizujícího záření. Odezva od kladného iontu má větší amplitudu než odezva od fotonu při stejné ploše impulzu, to jest při stejné předané energii. Polovodičová PIN dioda zapojená v závěrném směru je svým výstupem připojená k nábojovému zesilovači, který je přes filtr a A/D převodník připojen k počítači.
Description
Způsob určování druhu ionizujícího záření a zapojení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká detekce ionizujícího záření pomocí polovodičové PIN diody.
Dosavadní stav techniky
V současné době se v mnoha detektorech ionizujícího záření používá polovodičová PIN dioda nebo identické struktury s intrinzickou vrstvou polovodiče s nízkou vodivostí stejně jako v PIN diodě. Většina detektorů používá PIN diodu zapojenou v závěrném směru s vysokým záporným předpětím o velikosti desítek až stovek voltů. Takovéto uspořádání neumožňuje rozlišit (nebo pouze velmi omezeně) druh dopadajícího ionizujícího záření ať už přímo nebo nepřímo ionizujícího. Na druhu ionizujícího záření jsou přitom závislé kvalitativní účinky záření. Například při použití PIN diody v dozimetru (ve stávajících zapojeních) musíme znát druh ionizujícího záření pro určení efektivní dávky.
Součástí stavu techniky jsou rovněž následující dokumenty US 20112102235 A, US 2013140466 A, WO 2007144624 A, WO 2004073326 A, US 5281822 A, US 4757202 A, US 4687622 A.
Podstata vynálezu
Úkolem předloženého vynálezu je rozlišení ionizujícího záření tvořeného kladnými ionty, například alfa částice nebo protony, od fotonů, například gama fotonů, a umožnit konstrukci přístrojů provádějících dozimetrii záření ve směsných polích obsahujících kladné ionty a fotony.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že pro určování druhu ionizujícího záření pomocí polovodičové PIN diody, zapojené v závěrném směru, se použije PIN dioda s nízkým nebo nulovým záporným předpětím o velikosti nula až jednotky voltů, na jejímž výstupu je náboj úměrný energii, kterou předává na ni dopadající ionizující záření, tento náboj se následně zesiluje a převádí na napěťový impulz, jehož plocha odpovídá energii předané ionizujícím zářením diodě, přičemž signál se vyhodnocuje pomocí tvarové diskriminace pro určení druhu ionizujícího záření, kdy odezva od kladného iontu má větší amplitudu než odezva od fotonu při stejné ploše impulzu, to je stejné předané energii.
Rozlišení druhu částice se provádí určováním plochy impulzu jeho analogovou nebo digitální integrací a porovnáním amplitud impulzu při stejné ploše impulzu. Alternativně se rozlišení druhu částice provádí určováním plochy impulzu jeho analogovou nebo digitální integrací a porovnáním ploch impulzu při stejné amplitudě impulzu.
Předmětem vynálezu je dále zapojení k provádění výše uvedeného způsobu, kde polovodičová PIN dioda zapojená v závěrném směru je svým výstupem připojená k nábojovému zesilovači, který je přes filtr a A/D převodník připojen k počítači.
Vynález umožňuje rozlišení ionizujícího záření tvořeného kladnými ionty (například alfa částice nebo protony) od fotonů (například gama fotony) a konstrukci přístrojů provádějících dozimetrii ionizujícího záření ve směsných polích obsahujících kladné ionty a fotony. Umožňuje kvantitativně určit složení takovýchto polí za pomoci PIN diody jako detekčního prvku.
- 1 CZ 307570 B6
Objasnění výkresů
Na obr. 1 je příklad blokového schéma zapojení systému pro určování druhu ionizujícího záření pomocí polovodičové PIN diody, na obr. 2 příklad konkrétního provedení zapojení podle obr. 1.
Na obr. 3 je zobrazen výstup z A/D převodníku z obr. 1 a 2, příklad diskriminace signálu pro částice se stejnou amplitudou odezvy. Červená křivka je odezva od protonů, zelená křivka je odezva od fotonů. Zobrazeno je sedm protonů a tři fotony najednou přes sebe.
Na obr. 4 je zobrazen výstup z A/D převodníku z obr. 1 a 2, příklad diskriminace signálu. Červená křivka je odezva od protonů, zelená křivka je odezva od fotonů. Všechny částice mají stejnou předanou energii, je zde stejná plocha impulzu měřená mezi křivkou a vodorovnou osou. Zobrazeny jsou dva protony a pět fotonů najednou přes sebe.
Příklady uskutečnění vynálezu
Pro určování druhu ionizujícího záření pomocí polovodičové PIN diody, zapojené v závěrném směru se použije PIN dioda s nízkým nebo nulovým záporným předpětím o velikosti nula až jednotky voltů, na jejímž výstupu je náboj úměrný energii, kterou předává na ni dopadající ionizující záření, tento náboj se následně zesiluje a převádí na napěťový impulz, jehož plocha odpovídá energii předané ionizujícím zářením diodě, přičemž signál se vyhodnocuje pomocí tvarové diskriminace pro určení druhu ionizujícího záření, kdy odezva od kladného iontu má větší amplitudu než odezva od fotonu při stejné ploše impulzu, to je stejné předané energii. Na obr. 1 je blokové schéma zapojení vynálezu, kde polovodičová PIN dioda zapojená v závěrném směruje svým výstupem připojená k nábojovému zesilovači, který je přes filtr a A/D převodník připojen k počítači. Na obr. 3 je příklad konkrétního zapojení podle obr. 2, kde PIN dioda je výstupem připojená ke vstupu operačního zesilovače, na který navazuje frekvenční filtr typu dolní propust. Výstup filtruje pak přes analogově digitální převodník připojen k počítači.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob určování druhu ionizujícího záření pomocí polovodičové PIN diody, zapojené v závěrném směru, vyznačující se tím, že se použije PIN dioda s nízkým nebo nulovým záporným předpětím o velikosti nula až jednotky voltů, na jejímž výstupu je náboj úměrný energii, kterou předává na ni dopadající ionizující záření, tento náboj se následně zesiluje a převádí na napěťový impulz, jehož plocha odpovídá energii předané ionizujícím zářením diodě, přičemž signál se vyhodnocuje pomocí tvarové diskriminace pro určení druhu ionizujícího záření, kdy odezva od kladného iontu má větší amplitudu než odezva od fotonu při stejné ploše impulzu, to je stejné předané energii.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozlišení druhu částice se provádí určováním plochy impulzu jeho analogovou nebo digitální integrací a porovnáním amplitud impulzu to jest při stejné ploše impulzu.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozlišení druhu částice se provádí určováním plochy impulzu jeho analogovou nebo digitální integrací a porovnáním ploch impulzu při stejné amplitudě impulzu.-2CZ 307570 B6
- 4. Zapojení k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že polovodičová PIN dioda zapojená v závěrném směruje svým výstupem připojená k nábojovému zesilovači, který je přes filtr a A/D převodník připojen k počítači.2 výkresy
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2017-649A CZ2017649A3 (cs) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Způsob určování druhu ionizujícího záření a zapojení k provádění tohoto způsobu |
PCT/CZ2017/000076 WO2019072319A1 (en) | 2017-10-12 | 2017-12-04 | METHOD FOR DETERMINING THE TYPE OF IONIZING RADIATION USING A SEMICONDUCTOR DIODE AND CIRCUIT FOR EXECUTING THIS METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2017-649A CZ2017649A3 (cs) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Způsob určování druhu ionizujícího záření a zapojení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ307570B6 true CZ307570B6 (cs) | 2018-12-12 |
CZ2017649A3 CZ2017649A3 (cs) | 2018-12-12 |
Family
ID=61156939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2017-649A CZ2017649A3 (cs) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Způsob určování druhu ionizujícího záření a zapojení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2017649A3 (cs) |
WO (1) | WO2019072319A1 (cs) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021136562A1 (en) | 2020-01-05 | 2021-07-08 | Ústav Jaderné Fyziky Av Čr V.V.I. | Device for measuring the mixed radiation field of photons and neutrons |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4163240A (en) * | 1977-03-21 | 1979-07-31 | The Harshaw Chemical Company | Sensitive silicon pin diode fast neutron dosimeter |
US4687622A (en) * | 1985-10-29 | 1987-08-18 | Irt Corporation | Nuclear event detector |
US4757202A (en) * | 1985-07-24 | 1988-07-12 | Canadian Patents & Development Limited | Solid state dosimeter |
US5281822A (en) * | 1990-07-11 | 1994-01-25 | Mcdonnell Douglas Corporation | Advanced neutron detector |
WO2004073326A2 (en) * | 2003-02-09 | 2004-08-26 | Structured Materials Industries, Inc. | Smart portable detector and microelectronic radiation detector |
WO2007144624A2 (en) * | 2006-06-12 | 2007-12-21 | Radiation Watch Limited | Apparatus, device and system |
US20110210235A1 (en) * | 2009-02-25 | 2011-09-01 | Bart Dierickx | Photon sharpening |
US20130140466A1 (en) * | 2010-06-03 | 2013-06-06 | Grégory Jean | Alpha-particle detection device |
CZ30488U1 (cs) * | 2017-02-08 | 2017-03-14 | Bruno Sopko | Dozimetrická dioda pro dozimetrii rychlých neutronů |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3043955A (en) * | 1960-01-25 | 1962-07-10 | Hughes Aircraft Co | Discriminating radiation detector |
-
2017
- 2017-10-12 CZ CZ2017-649A patent/CZ2017649A3/cs not_active IP Right Cessation
- 2017-12-04 WO PCT/CZ2017/000076 patent/WO2019072319A1/en active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4163240A (en) * | 1977-03-21 | 1979-07-31 | The Harshaw Chemical Company | Sensitive silicon pin diode fast neutron dosimeter |
US4757202A (en) * | 1985-07-24 | 1988-07-12 | Canadian Patents & Development Limited | Solid state dosimeter |
US4687622A (en) * | 1985-10-29 | 1987-08-18 | Irt Corporation | Nuclear event detector |
US5281822A (en) * | 1990-07-11 | 1994-01-25 | Mcdonnell Douglas Corporation | Advanced neutron detector |
WO2004073326A2 (en) * | 2003-02-09 | 2004-08-26 | Structured Materials Industries, Inc. | Smart portable detector and microelectronic radiation detector |
WO2007144624A2 (en) * | 2006-06-12 | 2007-12-21 | Radiation Watch Limited | Apparatus, device and system |
US20110210235A1 (en) * | 2009-02-25 | 2011-09-01 | Bart Dierickx | Photon sharpening |
US20130140466A1 (en) * | 2010-06-03 | 2013-06-06 | Grégory Jean | Alpha-particle detection device |
CZ30488U1 (cs) * | 2017-02-08 | 2017-03-14 | Bruno Sopko | Dozimetrická dioda pro dozimetrii rychlých neutronů |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Tobias Schmitz, Matthias Blaickner: Adaption of a PIN-diode detector as an online neutron monitor for the thermal column of the TRIGA research reactor, Applied Radiation and Isotopes 128 (2017), pages 142–147, Available online: 08 July 2017, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804317300660 * |
V. Sopko, B.Sopko, D.Chren, J.Dammer: Development of defects in the structure of PIN dosimetry diodes exposed to gamma radiation, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 730 (2013), pages 146–148, Available online: 5 June 2013, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900213007973 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021136562A1 (en) | 2020-01-05 | 2021-07-08 | Ústav Jaderné Fyziky Av Čr V.V.I. | Device for measuring the mixed radiation field of photons and neutrons |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019072319A1 (en) | 2019-04-18 |
CZ2017649A3 (cs) | 2018-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9677931B2 (en) | Detection of radiation quanta using an optical detector pixel array and pixel cell trigger state sensing circuits | |
US8084748B2 (en) | Radioactive material detecting and identifying device and method | |
JP6040248B2 (ja) | ピクセル検出器、コンプトン・カメラ、陽子線治療デバイス、中性子イメージングデバイス、X線偏光計及びγ線偏光計 | |
Tomanin et al. | Characterization of a cubic EJ-309 liquid scintillator detector | |
WO2017054593A1 (zh) | 光子测量前端电路 | |
Yang et al. | The design of rapid turbidity measurement system based on single photon detection techniques | |
CN107450092B (zh) | 用于测量光子信息的装置 | |
CZ307570B6 (cs) | Způsob určování druhu ionizujícího záření a zapojení k provádění tohoto způsobu | |
Panahi et al. | Simultaneous alpha and gamma discrimination with a phoswich detector using a rise time method and an artificial neural network method | |
Masek et al. | Directional detection of fast neutrons by the Timepix pixel detector coupled to plastic scintillator with silicon photomultiplier array | |
Gruber | Studies of SiPM photosensors for time-of-flight detectors within PANDA at FAIR | |
WO2024140346A1 (zh) | 闪烁脉冲的处理方法、装置、设备及存储介质 | |
Anastasi et al. | The monitoring electronics of the laser calibration system in the Muon g-2 experiment | |
Jithin et al. | Novel coincidence setup using indigenously developed portable USB gamma spectrometer and associated analysis software | |
CN116009050A (zh) | 闪烁脉冲的处理方法、装置、设备及存储介质 | |
Shustov et al. | Efficiency Of Charged-Particle Detection with Scintillation-Detector Prototype for the Anticoincidence System of the Signal Experiment | |
Arosio et al. | Development of a silicon photomultiplier toolkit for science and education | |
RU2751458C1 (ru) | Способ измерения интенсивности радиационного излучения неизвестного состава | |
US11181648B2 (en) | Scintillator-based neutron and gamma-ray dosimeter | |
Han et al. | Advances in iQID: Upgraded algorithms, thicker scintillators and larger area | |
Vanden Broeck | A LARGE ION COLLIDER EXPERIMENT (ALICE)-MEASURING ENERGY | |
Chatzakis et al. | Improved detection of fast neutrons with solid-state electronics | |
Giroletti et al. | A novel, fast readout, gamma detector system for nuclear fingerprinting | |
Vyacheslavovich et al. | UDK 531: 535 DETECTOR MODELING FOR RADIATION CONTROL SYSTEMS | |
CZ36509U1 (cs) | Detekční modul detektoru neutronů |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20201012 |