RU100297U1

RU100297U1 - TWO-ORDER DETECTOR

Info

Publication number: RU100297U1
Application number: RU2010103008/28U
Authority: RU
Inventors: Виталий Иванович Микеров
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2010-12-10

Abstract

Двухкоординатный детектор, содержащий модуль из слоев полимерных сцинтиллирующих оптических волокон, уложенных попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и электронно-оптическую систему регистрации оптического излучения, отличающийся тем, что между слоями взаимно перпендикулярных полимерных сцинтиллирующих волокон, выполненных из спектросмещающего материала, с оптическим контактом установлен матричный экран-преобразователь в виде сотовой структуры с отражающими свет стенками и каналами, заполненными прозрачным для света сцинтиллятором, а каждое волокно соединено с фотоприемником с помощью оптоволокна, причем пластмассовые сцинтилляторы выполнены из полистирола или полипропилена, и/или с добавками бора-10, и/или использованы порошковые сцинтилляторы Li6F+ZnS:Ag и B10+ZnS:Ag, и/или использованы прозрачные сцинтилляторы из неорганических материалов. A two-coordinate detector containing a module of layers of polymer scintillating optical fibers arranged alternately in two mutually perpendicular directions, and an electron-optical system for recording optical radiation, characterized in that between the layers of mutually perpendicular polymer scintillating fibers made of spectroscopic material, an optical contact is installed matrix screen converter in the form of a honeycomb structure with light-reflecting walls and channels filled with transparent d I am a light scintillator, and each fiber is connected to a photodetector using optical fiber, and the plastic scintillators are made of polystyrene or polypropylene, and / or with the addition of boron-10, and / or Li6F + ZnS: Ag and B10 + ZnS: Ag scintillators are used, and / or transparent scintillators of inorganic materials have been used.

Description

Полезная модель относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для неразрушающего контроля материалов, изделий и предметов радиографическими методами, а также для обнаружения и идентификации опасных материалов как активными, так и пассивными методами.The utility model relates to the field of registration of ionizing radiation and can be used for non-destructive testing of materials, products and objects by radiographic methods, as well as for the detection and identification of hazardous materials by both active and passive methods.

Известны двухкоординатные детекторы, содержащие волоконный экран-преобразователь, оптические объективы, электронно-оптические усилители, ПЗС-матрицу и микропроцессорные устройства для регистрации радиографических изображений. Оптическое изображение, возникающее под действием ионизирующего излучения в экране-преобразователе, переносится с помощью объектива на усилитель изображения, а затем с помощью еще одного объектива на ПЗС-матрицу, где регистрируется в цифровом виде с помощью микропроцессорного устройства, затем передается в компьютер для отображения, дальнейшей обработки и использования. Mikerov V., Bogolubov E., Samosyuk V., Verushkin S., "Fast Neutron Imaging with CCD Detectors and Imaging Plates", International Workshop on Fast Neutron Detectors, University of Cape Town, South Africa April 3-6, 2006, http://pos.sissa.it; MOR I., VARTSKY D., BAR D., et al., "High Spatial Resolution Fast-Neutron Imaging Detectors for Pulsed Fast-Neutron Transmission Spectroscopy", 2009 JINST 4 P05016.Known two-coordinate detectors containing a fiber screen converter, optical lenses, electron-optical amplifiers, a CCD matrix and microprocessor devices for recording radiographic images. The optical image arising under the action of ionizing radiation in the screen transducer is transferred using the lens to the image amplifier, and then using another lens to the CCD, where it is digitally recorded using a microprocessor device, then transferred to a computer for display, further processing and use. Mikerov V., Bogolubov E., Samosyuk V., Verushkin S., "Fast Neutron Imaging with CCD Detectors and Imaging Plates", International Workshop on Fast Neutron Detectors, University of Cape Town, South Africa April 3-6, 2006, http : //pos.sissa.it; MOR I., VARTSKY D., BAR D., et al., "High Spatial Resolution Fast-Neutron Imaging Detectors for Pulsed Fast-Neutron Transmission Spectroscopy", 2009 JINST 4 P05016.

Данные устройства имеют ограничения по размеру чувствительной поверхности, обусловленные тем, что перенос возникающего в экране-преобразователе оптического изображения осуществляется на входное окно усилителя изображения, размер которого значительно меньшего, чем размер экрана. Возникающие при переносе изображения потери света примерно обратно пропорциональны квадрату коэффициента уменьшения изображения. Это приводит к тому, что эффективность детектора зависит от размера экрана-преобразователя. При получении радиографических изображений, например, с помощью быстрых нейтронов эффективная площадь детектора с пластмассовым сцинтиллятором в настоящее время не превышает 20×20 см. Кроме того, применяемые для регистрации оптического изображения ПЗС-матрицы обладают малым быстродействием и обычно работают в накопительном режиме. Увеличение эффективной площади детектора за счет объединения в одной конструкции нескольких экранов-преобразователей приводит к соответствующему увеличению количества оптических, электронно-оптических и электронных устройств и соответствующему увеличению стоимости всего устройства. При этом количество экранов и других компонент детектора квадратично зависит от всей чувствительной площади всего устройства. Другим недостатком сцинтилляционных ПЗС-детекторов является невозможность удаления его электронно-оптических и электронных устройств на безопасное расстояние от пучка излучения и, как следствие сокращение срока их службы.These devices have limitations on the size of the sensitive surface, due to the fact that the transfer of the optical image that appears in the screen-converter is carried out on the input window of the image amplifier, the size of which is much smaller than the screen size. Light losses that occur during image transfer are approximately inversely proportional to the square of the image reduction ratio. This leads to the fact that the efficiency of the detector depends on the size of the screen transducer. When radiographic images are obtained, for example, using fast neutrons, the effective area of the detector with a plastic scintillator currently does not exceed 20 × 20 cm. In addition, the CCD arrays used for recording the optical image have a low speed and usually operate in a storage mode. The increase in the effective area of the detector due to the combination of several transformer screens in one design leads to a corresponding increase in the number of optical, electron-optical and electronic devices and a corresponding increase in the cost of the entire device. The number of screens and other components of the detector quadratically depends on the entire sensitive area of the entire device. Another disadvantage of scintillation CCD detectors is the impossibility of removing its electron-optical and electronic devices at a safe distance from the radiation beam and, as a result, shortening their service life.

Известен преобразователь ионизирующего излучения, выполненный из плоских элементов, причем, по крайней мере, один из элементов выполнен в виде слоя порошкового люминофора. Преобразователь содержит спектросмещающие элементы в виде лент, и оптоволокно, на концах которого установлены фотоприемники, слой порошкового люминофора нанесен на поверхность ленты или введен в ее состав. Патент Российской Федерации на полезную модель №54438, МПК: G01T 3/06, 2006 г.Known converter of ionizing radiation made of flat elements, and at least one of the elements is made in the form of a layer of powder phosphor. The converter contains spectroscopic elements in the form of tapes, and optical fiber, at the ends of which photodetectors are installed, a layer of powder phosphor is deposited on the surface of the tape or introduced into its composition. Utility Model Patent of the Russian Federation No. 54438, IPC: G01T 3/06, 2006

Недостатком аналога являются низкая эффективность рождения протонов отдачи и, как следствие, низкая эффективность преобразования из-за того, что часть объема преобразователя занята неорганическим порошковым люминофором.A disadvantage of the analogue is the low production efficiency of recoil protons and, as a consequence, the low conversion efficiency due to the fact that part of the volume of the converter is occupied by an inorganic powder phosphor.

Известен детектор нейтронов, содержащий волоконный модуль, собранный из слоев полимерных сцинтиллирующих оптических волокон, уложенных попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и электронно-оптическую систему регистрации оптического излучения, выходящего из торцов этих волокон, электронно-оптическая система содержит фотоприемники. Патент США №4942302, МПК: G01T 3/06, 1990 г. Указанное устройство имеет низкую эффективность из-за малого пробега протонов отдачи в полимерных сцинтиллирующих волокнах; предназначен для регистрации только быстрых нейтронов, минимальная энергия которых определяется сечением волокна, имеет ограничения на размер чувствительной поверхности, обусловленные необходимостью сопряжения торцевой поверхности устройства с фотоприемниками и возникающими из-за этого потерями света.Known neutron detector containing a fiber module, assembled from layers of polymer scintillating optical fibers, stacked alternately in two mutually perpendicular directions, and an electron-optical system for recording optical radiation emerging from the ends of these fibers, the electron-optical system contains photodetectors. US patent No. 4942302, IPC: G01T 3/06, 1990. This device has low efficiency due to the small range of recoil protons in polymer scintillating fibers; it is designed to detect only fast neutrons, the minimum energy of which is determined by the cross-section of the fiber, has limitations on the size of the sensitive surface, due to the need to interface the end surface of the device with photodetectors and the resulting loss of light.

Известен детектор нейтронов, содержащий волоконный модуль, собранный из слоев полимерных сцинтиллирующих оптических волокон, уложенных попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и электронно-оптическую систему регистрации оптического излучения, выходящего из торцов этих волокон. Торцы волокон расположены в плоскостях граней волоконного параллелепипеда, образуемого слоями волокон, а электронно-оптическая система выполнена в виде позиционно-чувствительных фотоприемников, оптически сопряженных с соответствующими гранями волоконного параллелепипеда. Диаметр волокон равен половине длины свободного пробега протона отдачи в материале волокна. Электронно-оптическая система содержит локальные подсистемы, в которые введены полупрозрачные пластины для ответвления оптической мощности на быстродействующие приемники.Known neutron detector containing a fiber module, assembled from layers of polymer scintillating optical fibers, stacked alternately in two mutually perpendicular directions, and an electron-optical system for recording optical radiation emerging from the ends of these fibers. The ends of the fibers are located in the planes of the faces of the fiber parallelepiped formed by the fiber layers, and the electron-optical system is made in the form of position-sensitive photodetectors that are optically paired with the corresponding faces of the fiber parallelepiped. The diameter of the fibers is equal to half the mean free path of the recoil proton in the fiber material. The electron-optical system contains local subsystems into which translucent plates are introduced for branching optical power to high-speed receivers.

Патент Российской Федерации №2119178, МПК: G01T 3/06, 1998 г. Прототип.Patent of the Russian Federation No. 2119178, IPC: G01T 3/06, 1998. Prototype.

Прототип имеет низкую эффективность, т.к. не обеспечивает двухкоординатную регистрацию протонов отдачи с пробегом сравнимым с поперечным сечением одиночного волокна, предназначен для регистрации только быстрых нейтронов, минимальная энергия которых определяется сечением волокна. Обычно сечение волокна составляет около 1 мм, а в качестве материала используется полипропилен или полистирол. При использовании волокна из полистирола только нейтроны с энергией более 12 МэВ начинают выбивать протоны отдачи с пробегом более 1 мм. При использовании электроннооптических систем возникают ограничения на размер чувствительной поверхности детектора, обусловленные необходимостью сопряжения граней волоконного параллелепипеда с чувствительной поверхностью электронноптической системы и возникающими из-за этого потерями света.The prototype has low efficiency, because It does not provide two-coordinate registration of recoil protons with a range comparable to the cross section of a single fiber, it is designed to detect only fast neutrons, the minimum energy of which is determined by the cross section of the fiber. Typically, the fiber cross-section is about 1 mm, and polypropylene or polystyrene is used as the material. When using polystyrene fiber, only neutrons with an energy of more than 12 MeV begin to knock recoil protons with a range of more than 1 mm. When using electron-optical systems, there are restrictions on the size of the sensitive surface of the detector, due to the need to pair the faces of the fiber parallelepiped with the sensitive surface of the electron-optical system and the resulting light loss.

Данная полезная модель устраняет недостатки аналога и прототипа.This utility model eliminates the disadvantages of analogue and prototype.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности регистрации ионизирующих излучений: тепловых и быстрых нейтронов, рентгеновских и гамма лучей, различного типа заряженных частиц; расширение энергетического диапазона регистрируемых излучений, увеличение чувствительной поверхности детектора, уменьшение стоимости устройства.The technical result of the utility model is to increase the efficiency of registration of ionizing radiation: thermal and fast neutrons, x-rays and gamma rays, various types of charged particles; expanding the energy range of the recorded radiation, increasing the sensitive surface of the detector, reducing the cost of the device.

Технический результат достигается тем, что в двухкоординатном детекторе, содержащем модуль из слоев полимерных сцинтиллирующих оптических волокон, уложенных попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и электронно-оптическую систему регистрации оптического излучения, между слоями взаимно-перпендикулярных полимерных сцинтиллирующих волокон выполненных из спектросмещающего материала, с оптическим контактом установлен матричный экран-преобразователь в виде сотовой структуры с отражающими свет стенками и каналами, заполненными прозрачным для света сцинтиллятором, а каждое волокно соединено с фотоприемником с помощью оптоволокна, причем пластмассовые сцинтилляторы выполнены из полистирола или полипропилена, и/или с добавками бора-10, и/или использованы порошковые сцинтилляторы Li⁶F+ZnS:Ag и B¹⁰+ZnS:Ag, и/или использованы прозрачные сцинтилляторы из неорганических материалов.The technical result is achieved in that in a two-coordinate detector containing a module of layers of polymer scintillating optical fibers, stacked alternately in two mutually perpendicular directions, and an electron-optical system for recording optical radiation, between layers of mutually perpendicular polymer scintillating fibers made of spectroscopic material, with an optical contact is used to establish a matrix screen converter in the form of a honeycomb structure with walls and channels reflecting light, behind olnennymi transparent to light by the scintillator, and each fiber connected to the photodetector via optical fibers, and plastic scintillators made of polystyrene or polypropylene, and / or a boron-10 supplements and / or used powder scintillators Li ⁶ F + ZnS: Ag and B ¹⁰ + ZnS: Ag, and / or transparent scintillators from inorganic materials were used.

Сущность полезной модели поясняется на Фиг.1 и 2.The essence of the utility model is illustrated in figures 1 and 2.

На фиг.1 схематично представлен общий вид устройства, где 1 - матричный экран-преобразователь, 2 - спектросмещающие волокна, 3 - сцинтилляционная вспышка, возникшая в одной из ячеек матричного экрана-преобразователя, 4 - выход света на фотоприемные устройства.Figure 1 schematically shows a General view of the device, where 1 is a matrix screen converter, 2 is a spectroscopic fiber, 3 is a scintillation flash that has arisen in one of the cells of the matrix screen converter, 4 is the light output to photodetector devices.

На фиг.2 представлен вариант детектора с использованием в качестве фотоприемника фотодиодов, включенных в схему совпадений с целью уменьшения влияния их собственных электронных шумов, где 1 - матричный экран-преобразователь (вид со стороны источника), 2 - спектросмещающие волокна, 5 - фотоприемники (фотодиоды), 6 - аналоговые усилители, 7 - дискриминаторы, 8 - схемы совпадений.Figure 2 shows a variant of the detector using photodiodes as a photodetector included in the coincidence circuit in order to reduce the influence of their own electronic noise, where 1 is a matrix screen converter (view from the source side), 2 are spectroscopic fibers, 5 are photodetectors ( photodiodes), 6 - analog amplifiers, 7 - discriminators, 8 - matching schemes.

Матричный экран-преобразователь 1 представляет собой сотовую структуру, с отражающими свет стенками и каналами, заполненными прозрачным для света сцинтиллятором. Материал сцинтиллятора определяется типом регистрируемого излучения. Для регистрации быстрых нейтронов используют пластмассовые сцинтилляторы, например, из полистирола или полипропилена; для тепловых нейтронов - пластмассовые сцинтилляторы с добавками бора-10, или порошковые сцинтилляторы Li⁶F+ZnS:Ag и B¹⁰+ZnS:Ag. Для регистрации заряженных частиц: протонов, электронов, позитронов, мюонов, а также рентгеновского и гамма излучений помимо органических сцинтилляторов могут также применяться прозрачные сцинтилляторы из неорганических материалов, например, из NaI:Tl, CsI:Tl, LaBr3:Ce LSO:Ce LaCl3:Ce, YAG:Ce, YAP:Ce, BGO и др.The matrix screen converter 1 is a honeycomb structure, with light-reflecting walls and channels filled with a scintillator transparent to light. The scintillator material is determined by the type of radiation detected. To detect fast neutrons, plastic scintillators are used, for example, from polystyrene or polypropylene; for thermal neutrons - plastic scintillators with boron-10 additives, or powder scintillators Li ⁶ F + ZnS: Ag and B ¹⁰ + ZnS: Ag. For registration of charged particles: protons, electrons, positrons, muons, as well as x-ray and gamma radiation, in addition to organic scintillators, transparent scintillators from inorganic materials can also be used, for example, from NaI: Tl, CsI: Tl, LaBr3: Ce LSO: Ce LaCl3: Ce, YAG: Ce, YAP: Ce, BGO, etc.

Одним из примеров матричного экрана-преобразователя является волоконно-оптический сцинтиллятор. Для эффективной регистрации различных по типу излучений могут применяться составные сцинтилляторы.One example of a matrix transducer screen is a fiber optic scintillator. Compound scintillators can be used to effectively register various types of radiation.

Спектросмещающее волокно 2 представляет собой пластмассовый сцинтиллятор диаметром от долей миллиметра и выше, покрытый снаружи одно или двухслойной оболочкой из материалов с меньшим коэффициентом преломления света, обычно из полиметилметакрилата. Оно служит для захвата фотонов, пришедших на него снаружи, их переизлучения и транспортировки переизлученных фотонов к фотоприемникам 5, расположенным на одном торце или обоих торцах волокна.Spectroscopic fiber 2 is a plastic scintillator with a diameter of fractions of a millimeter or more, externally coated with one or two-layer sheath made of materials with a lower refractive index of light, usually polymethyl methacrylate. It serves to capture the photons that came to it from the outside, reradiate them and transport the reradiated photons to photodetectors 5 located at one end or both ends of the fiber.

Спектросмещающие волокна 2 с помощью оптоволокна приведены в оптический контакт с фотоприемниками 5. Для регистрации фотонов, выходящих из спектросмещающих волокон 2, используют двухкоординатные ФЭУ или фотодиоды.Spectroscopic fibers 2 using optical fiber are brought into optical contact with photodetectors 5. To register photons emerging from spectroscopic fibers 2, two-axis PMTs or photodiodes are used.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Излучение попадает в матричный экран-преобразователь 1 и вызывает в одной или нескольких его ячейках сцинтилляционную вспышку 3. Свет от сцинтилляционной вспышки 3 распространяется по ячейке (ячейкам) в обе стороны к торцам матричного экрана-преобразователя 1, где на каждом торце попадает в одно или несколько спектросмещающих волокон 2. В каждом из спектросмещающих волокон 2, на которое попал свет от сцинтилляционной вспышки 3, первоначальный свет вначале поглощается (с вероятностью более 80%), а затем переизлучается в соответствующем диапазоне длин волн. Переизлученный свет частично (около 5% от общего числа возникших фотонов) доходит до торцов волокон 4 и далее на фотоприемные устройства 5, где и регистрируется.The radiation enters the transducer matrix screen 1 and causes a scintillation flash 3 in one or several of its cells. Light from the scintillation flash 3 propagates through the cell (s) in both directions to the ends of the transducer matrix screen 1, where it hits one or several spectroscopic fibers 2. In each of the spectroscopic fibers 2, which received light from a scintillation flash 3, the initial light is first absorbed (with a probability of more than 80%), and then reradiated in the corresponding range no wavelengths. Partially re-emitted light (about 5% of the total number of photons arising) reaches the ends of the fibers 4 and then to the photodetector 5, where it is recorded.

Координаты Х и Y ячейки матричного экрана, в котором возникла сцинтилляционная вспышка 3, определяют по номерам ячеек ФЭУ или фотодиодов, с которых сигнал пришел практически одновременно и которые находятся в оптическом контакте с взаимно-перпендикулярными спектросмещающими волокнами, расположенными по разные стороны от матричного экрана-преобразователя 1. Степень одновременности определяют длиной спектросмещающих волокон 2 и скоростью распространения света в спектросмещающим волокне 2. Таким образом, отбор полезных событий осуществляют как по времени, так и по принадлежности к противоположным группам спектросмещающих волокон 2. Число дошедших до фотоприемника 5 фотонов составляет около 2×10^-3 от общего числа фотонов, излученных во время сцинтилляционной вспышки 3. При использовании фотоприемника 5 лишь на одном конце спектросмещающего волокна 2 противоположный торец спектросмещающего волокна 2 может быть покрыт светоотражающим материалом. Это увеличивает почти в два раза количество фотонов, попадающих на данный фотоприемник 5. Число фотонов, дошедших до фотоприемника, в отличие от прототипа не зависит от площади (объема) детектора.The X and Y coordinates of the cell of the matrix screen in which the scintillation flash 3 occurred is determined by the numbers of PMT cells or photodiodes from which the signal came almost simultaneously and which are in optical contact with mutually perpendicular spectroscopic fibers located on opposite sides of the matrix screen transducer 1. The degree of simultaneity is determined by the length of the spectroscopic fibers 2 and the speed of light propagation in the spectroscopic fibers 2. Thus, the selection of useful events carried out both in time and in belonging to opposite groups of spectroscopic fibers 2. The number of 5 photons reaching the photodetector is about 2 × 10 ^-3 of the total number of photons emitted during the scintillation flash 3. When using the photodetector 5, only at one end of the spectroscopic fiber 2 the opposite end of the spectroscopic fiber 2 can be coated with a reflective material. This almost doubles the number of photons incident on the given photodetector 5. The number of photons reaching the photodetector, unlike the prototype, does not depend on the area (volume) of the detector.

Количество фотоприемников (в случае ФЭУ - это общее число его ячеек) пропорционально периметру матричного экрана-преобразователя 1, а не его площади или площади торца, как в случае прототипа. При чувствительной площади детектора 1 м², сечении спектросмещающего волокна 1 мм требуется всего два двухкоординатных ФЭУ фирмы Photonis Planacon модели 85011-011, каждый из которых содержит 1024 светочувствительных ячейки.The number of photodetectors (in the case of PMTs is the total number of its cells) is proportional to the perimeter of the matrix screen converter 1, and not its area or the area of the end face, as in the case of the prototype. With a sensitive detector area of 1 m ² and a spectroscopic fiber cross section of 1 mm, only two two-coordinate PMTs of the Photonis Planacon model 85011-011 are required, each of which contains 1024 photosensitive cells.

В устройстве на фиг.2 фотоны от сцинтилляционной вспышки 3, возникшей в одной из ячеек матричного экрана преобразователя 1, попадают сразу в два смежных спектросмещающих волокна 2, где переизлучаются и транспортируются к фотодиодам 5. Сигнал с выхода одного из фотодиодов 5, пришедший первым, после усиления аналоговым усилителем 6 и дискриминации дискриминатором 7 поступает на вход схемы совпадений 8 и открывает временное окно. Приход в течение этого окна сигнала со второго фотодиода 5 вызывает появление сигнала на выходе схемы совпадений 8.In the device of FIG. 2, the photons from the scintillation flash 3, which appeared in one of the cells of the matrix screen of the transducer 1, immediately fall into two adjacent spectroscopic fibers 2, where they are reradiated and transported to the photodiodes 5. The signal from the output of one of the photodiodes 5, which came first, after amplification by an analog amplifier 6 and discrimination by discriminator 7, it enters the input of coincidence circuit 8 and opens a time window. The arrival of a signal from the second photodiode 5 during this window causes a signal to appear at the output of the coincidence circuit 8.

Только срабатывание сразу двух устройств в определенном временном интервале приводит к регистрации сцинтилляционной вспышки 3. При этом уменьшается вероятность ложных срабатываний от сигнала, вызванного собственными электронными шумами фотодиодов 5.Only the operation of two devices at once in a certain time interval leads to the registration of a scintillation flash 3. At the same time, the probability of false positives from a signal caused by the intrinsic electronic noise of photodiodes 5 is reduced.

Эффективность детектора определяется толщиной матричного экрана-преобразователя 1 и помимо других общих для всех детекторов физических ограничений ограничена только длиной затухания света в его сцинтилляторе (для полимерных сцинтилляторов составляет несколько метров).The efficiency of the detector is determined by the thickness of the matrix screen converter 1 and, in addition to other physical restrictions common to all detectors, is limited only by the length of the light attenuation in its scintillator (for polymer scintillators it is several meters).

Эффективность светосбора практически не зависит от размера детектора вплоть до, размера, определяемого длиной затухания света в спектросмещающем волокне, которая обычно составляет не менее 2 м. Расчеты показывают, что в случае матричного экрана-преобразователя 1 из полипропилена эффективность регистрации быстрых нейтронов с энергией 2 МэВ может составлять 25% и растет с увеличением энергии, например, до 55% для нейтронов с энергией 8 МэВ.The light collection efficiency practically does not depend on the size of the detector up to the size determined by the attenuation length of light in a spectroscopic fiber, which is usually not less than 2 m. Calculations show that in the case of a matrix screen converter 1 made of polypropylene, the detection efficiency of fast neutrons with an energy of 2 MeV can be 25% and grows with increasing energy, for example, up to 55% for neutrons with an energy of 8 MeV.

С помощью волоконной оптики фотоприемные устройства 5 выводят из пучка излучения и, таким образом, обеспечивают нормальные условия для работы электронных устройств детектора. В случае регистрации излучений на уровне естественного фона фотоприемные устройства 5 целесообразно охлаждать с целью повышения их чувствительности (уменьшения собственных электронных шумов).Using fiber optics, the photodetector devices 5 are removed from the radiation beam and, thus, provide normal conditions for the operation of the electronic devices of the detector. In the case of registration of radiation at the level of the natural background, the photodetector 5 is advisable to cool in order to increase their sensitivity (reduce intrinsic electronic noise).

Claims

A two-coordinate detector containing a module of layers of polymer scintillating optical fibers arranged alternately in two mutually perpendicular directions, and an electron-optical system for recording optical radiation, characterized in that between the layers of mutually perpendicular polymer scintillating fibers made of spectroscopic material, an optical contact is installed matrix screen converter in the form of a honeycomb structure with light-reflecting walls and channels filled with transparent d I light by the scintillator, and each fiber connected to the photodetector via optical fibers, and plastic scintillators made of polystyrene or polypropylene, and / or a boron-10 supplements and / or used powder scintillators Li ⁶ F + ZnS: Ag and B ¹⁰ + ZnS : Ag, and / or transparent scintillators made from inorganic materials.