RU198513U1 - STAND FOR TESTS OF SCINTHILLATION SENSORS - Google Patents

STAND FOR TESTS OF SCINTHILLATION SENSORS Download PDF

Info

Publication number
RU198513U1
RU198513U1 RU2019145678U RU2019145678U RU198513U1 RU 198513 U1 RU198513 U1 RU 198513U1 RU 2019145678 U RU2019145678 U RU 2019145678U RU 2019145678 U RU2019145678 U RU 2019145678U RU 198513 U1 RU198513 U1 RU 198513U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
source
photomultiplier tube
light
scintillation
flashes
Prior art date
Application number
RU2019145678U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Николаевич Злыгостев
Николай Семенович Карманов
Руслан Николаевич Медведев
Андрей Петрович Фирсов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
Priority to RU2019145678U priority Critical patent/RU198513U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU198513U1 publication Critical patent/RU198513U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/208Circuits specially adapted for scintillation detectors, e.g. for the photo-multiplier section

Abstract

Полезная модель относится к области разработки и метрологического обеспечения геофизической аппаратуры и, в частности, может быть использована в разработке сцинтилляционных детекторов гамма-излучения.Стенд включает в себя фотоэлектронный умножитель с блоком усиления, сцинтилляционный кристалл, соединенный с фотоэлектронным умножителем, источник калиброванных вспышек света для симуляции сцинтилляционного светового излучения, связанный с фотоэлектронным умножителем с помощью световода, эталонный источник гамма-излучения и сменные свинцовые экраны, расположенные на одной оптической оси с фотоэлектронным умножителем, датчик температуры, закрепленный на сцинтилляционном кристалле, и управляющий компьютер, связанный с фотоэлектронным умножителем и источником калиброванных вспышек света. Стенд позволяет проводить работы по измерению технических параметров как отдельных частей датчиков, например, ФЭУ, так и детектора в сборе.Технический результат заключается в достижении высокой точности измерений и расширении эксплуатационных возможностей стенда за счет использования комбинации светодиодного источника калиброванных коротких вспышек света и излучателя с эталонным источником гамма-излучения и глубокой автоматизации процесса. 2 ил.The utility model relates to the field of development and metrological support of geophysical equipment and, in particular, can be used in the development of scintillation detectors of gamma radiation. The stand includes a photomultiplier tube with an amplification unit, a scintillation crystal connected to a photomultiplier tube, a source of calibrated light flashes for simulations of scintillation light, coupled to a photomultiplier tube using a light guide, a reference gamma-ray source and replaceable lead screens located on the same optical axis with a photomultiplier tube, a temperature sensor attached to a scintillation crystal, and a control computer coupled to a photomultiplier tube and source calibrated flashes of light. The stand allows to carry out work on measuring the technical parameters of both separate parts of the sensors, for example, a PMT, and the detector assembly. The technical result is to achieve high measurement accuracy and expand the operational capabilities of the stand by using a combination of an LED source of calibrated short flashes of light and an emitter with a reference a source of gamma radiation and deep automation of the process. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области разработки и метрологического обеспечения геофизической аппаратуры и, в частности, может быть использована в разработке сцинтилляционных детекторов гамма-излучения.The utility model relates to the development and metrological support of geophysical equipment and, in particular, can be used in the development of scintillation detectors of gamma radiation.

Известна установка гамма-каротажа УПГК (С.И. Дембицкий. "Оценка и контроль качества геофизических измерений в скважинах". М.: Недра, 1991, с. 47), содержащая размещенные на одной линии источник гамма-излучения и калибруемый детектор, между которыми установлен свинцовый экран. Калибровка осуществляется путем автоматического перемещения источника излучения на заданное расстояние от детектора при фиксированной толщине экрана, либо при фиксированном расстоянии от источника излучения до детектора калибруемого скважинного прибора, но со сменными свинцовыми экранами различной толщины.Known installation for gamma-ray logging UPGK (SI Dembitsky. "Assessment and quality control of geophysical measurements in wells". M .: Nedra, 1991, p. 47), containing placed on one line a source of gamma radiation and a calibrated detector, between with a lead shield installed. Calibration is carried out by automatically moving the radiation source at a specified distance from the detector with a fixed screen thickness, or at a fixed distance from the radiation source to the detector of the downhole tool being calibrated, but with replaceable lead screens of various thicknesses.

При автоматическом смещении источника излучения для обеспечения высокой точности калибровки необходимо источник излучения перемещать от детектора на расстояние до четырех метров. Во втором случае, при фиксированном расстоянии от источника излучений до детектора, габаритные размеры установки существенно снижаются, но смена экранов производится вручную. Это приводит к значительным временным затратам, снижает точность результатов калибровки в связи с влиянием человеческого фактора.With automatic displacement of the radiation source, to ensure high calibration accuracy, it is necessary to move the radiation source from the detector at a distance of up to four meters. In the second case, with a fixed distance from the radiation source to the detector, the overall dimensions of the installation are significantly reduced, but the screens are changed manually. This leads to significant time costs, reduces the accuracy of the calibration results due to the influence of the human factor.

Также известно устройство для калибровки скважинных приборов гамма-каротажа (RU 2231810 C1 МПК G01V 13/00), предназначенное для работы со стандартными гамма-датчиками, используемыми в промышленности. Устройство содержит излучатель с источником гамма-излучения, калибруемый детектор и экран, расположенный между излучателем и детектором, выполненный в виде цилиндрической кассеты, заполненной поглотителями с различной степенью поглощения гамма-излучения. Поглотители изготовлены из образцов горных пород.Also known is a device for calibrating downhole gamma ray logging tools (RU 2231810 C1 IPC G01V 13/00), designed to work with standard gamma sensors used in industry. The device contains an emitter with a source of gamma radiation, a calibrated detector and a screen located between the emitter and the detector, made in the form of a cylindrical cassette filled with absorbers with different degrees of absorption of gamma radiation. The absorbers are made from rock samples.

В указанных аналогах отсутствует источник калиброванных коротких вспышек света, поэтому невозможно провести измерения параметров фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), в частности, измерить степень нелинейности преобразования светового сигнала в электрический при различных напряжениях на динодах и, руководствуясь этой характеристикой, выбрать наилучший диапазон. На установках не установлены датчики температуры, поэтому данные устройства не позволяют получить данные о зависимости параметров сцинтилляционных датчиков и ФЭУ от температуры. Тем самым установки не обеспечивают достаточной точности измерений. Указанные выше аналоги предназначены для ограниченной задачи - калибровки стандартных гамма-датчиков и не могут быть использованы при разработке инновационных сцинтилляционных датчиков, использующих кристаллы различных форм и габаритов.In these analogs, there is no source of calibrated short flashes of light, therefore it is impossible to measure the parameters of a photomultiplier tube (PMT), in particular, to measure the degree of nonlinearity of the conversion of a light signal into an electrical one at various voltages at the dynodes and, guided by this characteristic, to choose the best range. The installations do not have temperature sensors, therefore, these devices do not allow obtaining data on the dependence of the parameters of scintillation sensors and PMTs on temperature. Thus, the installations do not provide sufficient measurement accuracy. The above analogs are intended for a limited task - the calibration of standard gamma sensors and cannot be used in the development of innovative scintillation sensors using crystals of various shapes and sizes.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в достижении высокой точности измерений и расширении эксплуатационных возможностей установки за счет использования комбинации светодиодного источника калиброванных коротких вспышек света и излучателя с эталонным источником гамма-излучения и глубокой автоматизации процесса.The technical result of the claimed utility model is to achieve high measurement accuracy and expand the operational capabilities of the installation through the use of a combination of an LED source of calibrated short flashes of light and an emitter with a reference source of gamma radiation and deep automation of the process.

Эксплуатационные возможности полезной модели при сохранении сходных возможностей прототипа позволяют дополнительно измерить базовые характеристики отдельных частей гамма-датчиков:The operational capabilities of the utility model, while maintaining similar capabilities of the prototype, make it possible to additionally measure the basic characteristics of individual parts of gamma sensors:

1. Степень нелинейности преобразования в ФЭУ световых вспышек в электрические сигналы. Измерения обеспечиваются наличием на стенде светодиодного источника калиброванных коротких вспышек света. Измерение данного параметра при различных напряжениях на динодах позволяет выбрать диапазон работы, обеспечивающий максимально приближенную к линейной зависимость выходного сигнала от интенсивности светового излучения и тем самым повысить конечную точность измерений.1. Degree of nonlinearity of conversion of light flashes into electrical signals in the PMT. Measurements are provided by the presence of calibrated short flashes of light on the LED source. Measurement of this parameter at various dynode voltages allows you to select the operating range that provides the most linear dependence of the output signal on the intensity of light radiation and thereby increase the final measurement accuracy.

2. Уровень нестабильности работы датчиков во времени и в зависимости от температуры. Измерения обеспечиваются наличием на стенде температурного датчика, закрепленного на сцинтилляционном кристалле, что позволяет получить данные о зависимости параметров датчиков и ФЭУ от температуры, выявить допустимые рабочие пределы рабочего диапазона.2. The level of instability of the sensors in time and depending on temperature. Measurements are provided by the presence of a temperature sensor on the stand, fixed on a scintillation crystal, which allows obtaining data on the dependence of the parameters of sensors and PMTs on temperature, and revealing the permissible operating limits of the operating range.

Кроме вышеперечисленных возможностей стенд позволяет проводить стандартные измерения в режиме реального детектирования, в частности, измерение важнейшего параметра - изменение разрешения по линии 662 кэВ (Cs) при различной интенсивности излучения и колебаниях температуры. При этом изменение интенсивности эталонного источника гамма-излучения достигается путем размещения сменных свинцовых экранов на оптической оси межу эталонным источником и гамма-датчиком.In addition to the above capabilities, the stand allows standard measurements in real-time detection mode, in particular, the measurement of the most important parameter - the change in resolution along the 662 keV (Cs) line at different radiation intensity and temperature fluctuations. In this case, the change in the intensity of the reference source of gamma radiation is achieved by placing replaceable lead screens on the optical axis between the reference source and the gamma sensor.

Технический результат достигается в стенде для проведения испытаний сцинтилляционных датчиков, включающем фотоэлектронный умножитель с блоком усиления, сцинтилляционный кристалл, соединенный с фотоэлектронным умножителем, источник калиброванных вспышек света для симуляции сцинтилляционного светового излучения, связанный с фотоэлектронным умножителем с помощью световода, эталонный источник гамма-излучения и сменные свинцовые экраны, расположенные на одной оптической оси с фотоэлектронным умножителем, датчик температуры, закрепленный на сцинтилляционном кристалле, и управляющий компьютер, связанный с фотоэлектронным умножителем и источником калиброванных вспышек света.The technical result is achieved in a test bench for scintillation sensors, including a photomultiplier tube with an amplification unit, a scintillation crystal connected to a photomultiplier tube, a source of calibrated light flashes for simulating scintillation light radiation, connected to a photomultiplier tube using a light guide, a reference source of gamma radiation and replaceable lead screens located on the same optical axis with a photomultiplier tube, a temperature sensor mounted on a scintillation crystal, and a control computer connected to a photomultiplier tube and a source of calibrated light flashes.

Стенд позволяет проводить работы по измерению технических параметров как отдельных частей датчиков, например, ФЭУ, так и детектора в сборе. Полученные данные могут быть использованы для оптимизации формы и размеров сцинтилляционных кристаллов, изготовленных из различных материалов.The stand allows to carry out work on measuring the technical parameters of both separate parts of the sensors, for example, a photomultiplier, and the detector assembly. The data obtained can be used to optimize the shape and size of scintillation crystals made of various materials.

Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами.The essence of the utility model is illustrated by the following figures.

Фиг. 1. Принципиальная схема экспериментального стенда, где:FIG. 1. Schematic diagram of the experimental stand, where:

1 - фотоэлектронный умножитель с блоком питания,1 - photomultiplier tube with power supply,

2 - АЦП с системой обработки сигнала,2 - ADC with signal processing system,

3 - светодиодный источник калиброванных вспышек света,3 - LED source of calibrated light flashes,

4 - эталонный источник гамма-излучения,4 - reference source of gamma radiation,

5 - сцинтилляционный кристалл,5 - scintillation crystal,

6 - датчик температуры,6 - temperature sensor,

7 - сменные свинцовые экраны,7 - replaceable lead screens,

8 - компьютер.8 - computer.

Фиг. 2. Среднеквадратичное отклонение в зависимости от интенсивности световых вспышек на входе (относительных единиц) при Vд=1000 В.FIG. 2. Root-mean-square deviation depending on the intensity of light flashes at the input (relative units) at V d = 1000 V.

Принципиальная схема стенда представлена на Фиг. 1. Фотоэлектронный умножитель 1 предназначен для преобразования световых сцинтилляционных вспышек или светового излучения от источника калиброванных вспышек в электрический сигнал и его усиления. АЦП с системой обработки сигнала 2 необходимы для преобразования выходного сигнала в цифровую форму. Блок питания ФЭУ позволяет задавать и регулировать напряжение на динодах ФЭУ. Светодиодный источник калиброванных вспышек света 3 выдает вспышки света заданной интенсивности и частоты. Контроль интенсивности излучения светодиода проводится с помощью вспомогательного монитора излучения на кремниевом фотодиоде. Длина волны генерируемого света соответствует длине волны сцинтилляционных вспышек. Источник соединен со сцинтилляционным кристаллом с помощью световода. Эталонный источник гамма-излучения 4 предназначен для получения моноэнергетического пучка гамма-квантов. Как правило, используется радиоактивный источник 137Cs. Сцинтилляционный кристалл 5 изготавливается из различных материалов (например, NaI, CsI, ортогерманат висмута и др.) и предназначен для преобразования гамма-излучения, поступающего от эталонного источника, в световой поток, который пропорционален энергии регистрируемого фотона (гамма-кванта). Датчик температуры 6 служит для измерения рабочей температуры детектора и крепится на боковой поверхности сцинтилляционного кристалла. Сменные свинцовые экраны различной толщины 7 располагаются на оптической оси межу эталонным источником излучения и гамма-датчиком. Персональный компьютер 8, связанный с ФЭУ и источником калиброванных световых вспышек, служит для управления работой стенда и регистрацией результатов.The schematic diagram of the stand is shown in Fig. 1. The photomultiplier tube 1 is designed to convert light scintillation flashes or light radiation from a source of calibrated flashes into an electrical signal and amplify it. ADCs with signal processing system 2 are required to convert the output signal to digital form. The PMT power supply unit allows setting and regulating the voltage across the PMT dynodes. The LED source of calibrated flashes of light 3 produces flashes of light of a given intensity and frequency. The LED radiation intensity is monitored using an auxiliary radiation monitor on a silicon photodiode. The wavelength of the generated light corresponds to the wavelength of the scintillation flares. The source is connected to the scintillation crystal using a light guide. The reference source of gamma radiation 4 is designed to obtain a monoenergetic beam of gamma rays. Typically, a 137 Cs radioactive source is used. Scintillation crystal 5 is made of various materials (for example, NaI, CsI, bismuth orthogermanate, etc.) and is designed to convert gamma radiation from a reference source into a luminous flux that is proportional to the energy of the detected photon (gamma quantum). Temperature sensor 6 is used to measure the operating temperature of the detector and is mounted on the side surface of the scintillation crystal. Replaceable lead screens of various thicknesses 7 are located on the optical axis between the reference radiation source and the gamma sensor. Personal computer 8, connected with a photomultiplier and a source of calibrated light flashes, is used to control the operation of the stand and record the results.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

Предварительно на стенде измеряются ключевые параметры работы ФЭУ. Для достижения высоких базовых характеристик гамма-спектрометра (точность и стабильность во времени измерения интенсивности излучения, термостабильность и быстродействие прибора, высокое разрешение по энергии детектируемых гамма-квантов) требуется максимально близкая к линейной зависимость напряжения на выходе ФЭУ от интенсивности светового излучения, выходящего из сцинтилляционного кристалла. Снимая зависимости напряжения на выходе ФЭУ от интенсивности светового излучения при различных напряжениях на динодах ФЭУ и рассчитывая среднеквадратичные отклонения от линейной зависимости подбирается оптимальный режим работы ФЭУ.The key parameters of the PMT are preliminarily measured at the stand. To achieve high basic characteristics of a gamma spectrometer (accuracy and stability in time of measuring the radiation intensity, thermal stability and speed of the device, high resolution of the energy of detected gamma quanta), the dependence of the voltage at the output of the PMT on the intensity of light output from the scintillation crystal. By removing the dependence of the voltage at the output of the PMT on the intensity of light radiation at different voltages at the dynodes of the PMT and calculating the root-mean-square deviations from the linear dependence, the optimal mode of operation of the PMT is selected.

Для решения этой задачи с помощью световода световое излучение от светодиодного источника калиброванных коротких вспышек света подается на поверхность сцинтилляционного детектора в сборе, состоящего из ФЭУ и сцинтилляционного кристалла. Оптический контакт ФЭУ и сцинтилляционного кристалла обеспечивается за счет качественной склейки изделий специально подобранным клеем с промежуточным значением коэффициента преломления между значениями для стекла входного окна ФЭУ и материала кристалла. На боковую поверхность кристалла наносится светоотражающее покрытие. Система экранируется от посторонних источников света. Эталонный источник гамма-квантов перекрывается свинцовым экраном, полностью поглощающим излучение. От светодиодного источника калиброванных вспышек света на вход ФЭУ с определенной частотой поступают регулярные оптические вспышки с заданной длиной волны. Контроль интенсивности излучения светодиода проводится с помощью вспомогательного монитора излучения на кремниевом фотодиоде. Режим работы светодиодного источника подбирается с целью симулировать сцинтилляционный процесс в реальном кристалле. Так, для кристалла ортогерманата висмута, длина волны равняется 468 nm, продолжительность вспышки 8-20 ns, частота до 1 кГц, интенсивность может варьироваться в широких пределах. В ФЭУ слабый световой сигнал преобразуется в электрический и многократно усиливается. Электрический сигнал с выхода ФЭУ поступает на АЦП и систему обработки данных. Управление стендом осуществляется с помощью ПК. Измерения проводятся при различных напряжениях на динодах ФЭУ (700, 800, 900, 1000, 1100, 1300, 1500 В). Для каждого значения напряжения на динодах строится график зависимости напряжения на выходе ФЭУ от интенсивности световых вспышек, выраженной в условных единицах. Результаты экстраполируются линейным уравнением, затем для всех экспериментальных точек вычисляется среднеквадратичное отклонение, которое не должно превышать 1%. По результатам измерений и расчетов выбирается диапазон работы ФЭУ (напряжение на динодах) с наименьшими среднеквадратичными отклонениями от линейной зависимости.To solve this problem, using a light guide, light radiation from an LED source of calibrated short flashes of light is supplied to the surface of a scintillation detector assembly consisting of a photomultiplier tube and a scintillation crystal. The optical contact of the PMT and the scintillation crystal is ensured by high-quality gluing of the products with a specially selected glue with an intermediate refractive index between the values for the glass of the PMT entrance window and the crystal material. A reflective coating is applied to the side surface of the crystal. The system is shielded from extraneous light sources. The reference gamma-ray source is covered by a lead screen that completely absorbs the radiation. From the LED source of calibrated flashes of light, regular optical flashes with a given wavelength arrive at the PMT input with a certain frequency. The LED radiation intensity is monitored using an auxiliary radiation monitor on a silicon photodiode. The operating mode of the LED source is selected in order to simulate the scintillation process in a real crystal. So, for a crystal of bismuth orthogermanate, the wavelength is 468 nm, the flash duration is 8–20 ns, the frequency is up to 1 kHz, and the intensity can vary within wide limits. In a photomultiplier, a weak light signal is converted into an electrical one and amplified many times over. The electrical signal from the PMT output goes to the ADC and the data processing system. The stand is controlled by a PC. The measurements are carried out at various voltages on the PMT dynodes (700, 800, 900, 1000, 1100, 1300, 1500 V). For each value of the voltage across the dynodes, a graph of the dependence of the voltage at the output of the PMT on the intensity of light flashes, expressed in arbitrary units, is plotted. The results are extrapolated by a linear equation, then the standard deviation is calculated for all experimental points, which should not exceed 1%. Based on the results of measurements and calculations, the range of operation of the PMT (voltage across the dynodes) with the smallest root-mean-square deviations from the linear dependence is selected.

После измерения параметров ФЭУ на стенде могут проводится испытания сцинтилляционных датчиков в режиме реального детектирования гамма-квантов, в частности может измеряется относительное изменение разрешения по эталонной линии 662 кэВ (137Cs). Энергетическое разрешение по эталонной линии является важнейшим эксплуатационным параметром, характеризующим спектрометрические возможности гамма-датчиков. Стенд позволяет измерить его относительное изменение в зависимости от интенсивности излучения, времени и от изменений температуры. Энергетическое разрешение детектора представляет собой ширину пика полного поглощения на половине его высоты (FWHM). Для сцинтилляционных гамма-датчиков FWHM=(50-80) кэВ при энергии гамма-кванта 662 кэВ. При известном разрешении детектора R1 для энергетической линии E1 (эталона) оценка разрешения R2 для любой другой энергии Е2 может производиться по формуле:After measuring the parameters of the photomultiplier, the test bench can be used to test scintillation sensors in the real detection mode of gamma quanta, in particular, the relative change in resolution can be measured along the 662 keV reference line ( 137 Cs). Reference line energy resolution is the most important operational parameter characterizing the spectrometric capabilities of gamma sensors. The stand allows you to measure its relative change depending on the radiation intensity, time and temperature changes. The energy resolution of a detector is the full absorption peak width at half maximum (FWHM). For scintillation gamma sensors FWHM = (50-80) keV at 662 keV gamma-ray energy. With a known resolution of the detector R 1 for the energy line E 1 (reference), the resolution of R 2 for any other energy E 2 can be estimated by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Для проведения на стенде данных испытаний стенд содержит: сцинтилляционный детектор (гамма-датчик) в сборе, состоящий из ФЭУ и сцинтилляционного кристалла, систему АЦП и обработки сигнала и эталонный источник гамма-излучения. Светодиодный источник калиброванных коротких вспышек света отключается. Управление стендом осуществляется с помощью ПК. Излучение от эталонного источника гамма-излучения, расположенного на одной оптической оси со сцинтилляционным датчиком поглощается сцинтилляционным кристаллом, излучающим фотоны приблизительно пропорционально поглощенной энергии. Интенсивность гамма-излучения, поступающего на сцинтилляционный кристалл регулируется с помощью установки сменных свинцовых экранов между эталонным источником и гамма-датчиком. В ФЭУ слабое световое излучение преобразуется в электрический сигнал. Режим работы ФЭУ выбирается с учетом результатов предварительных измерений выполненных с применением светодиодного источника калиброванных коротких вспышек света. Критерием выбора является максимально близкая к линейной зависимость напряжения на выходе ФЭУ от интенсивности светового излучения. Аналоговый сигнал с выхода ФЭУ подается на АЦП и переводится в цифровую форму. Результат измерения получается в виде энергетического спектра излучения. На полученных спектрах выделяется пик полного поглощения по эталонной линии 662 кэВ (137Cs) и вычисляется его ширина на половине высоты пика.To carry out these tests at the stand, the stand contains: a scintillation detector (gamma sensor) assembled, consisting of a photomultiplier tube and a scintillation crystal, an ADC system and signal processing and a reference gamma radiation source. The LED source of calibrated short flashes of light is turned off. The stand is controlled by a PC. Radiation from a reference gamma-ray source located on the same optical axis with the scintillation sensor is absorbed by the scintillation crystal, which emits photons approximately proportionally to the absorbed energy. The intensity of the gamma radiation entering the scintillation crystal is controlled by installing replaceable lead screens between the reference source and the gamma sensor. In a photomultiplier, weak light radiation is converted into an electrical signal. The mode of operation of the photomultiplier is selected taking into account the results of preliminary measurements performed using an LED source of calibrated short flashes of light. The selection criterion is the dependence of the voltage at the output of the PMT on the intensity of light radiation, which is as close to linear as possible. The analog signal from the PMT output is fed to the ADC and converted into digital form. The measurement result is obtained in the form of a radiation energy spectrum. In the obtained spectra, the peak of total absorption at the reference line 662 keV ( 137 Cs) is distinguished and its width at half maximum of the peak is calculated.

Для получения зависимости энергетического разрешения от температуры окружающей среды на боковой поверхности кристалла закрепляется датчик измерения температуры, датчик помещается в термостат с возможностью регулировать температуру в пределах -20°C+40°C. Измерения проводятся в установившихся режимах, после достижения датчиком заданного значения температуры.To obtain the dependence of the energy resolution on the ambient temperature, a temperature measurement sensor is fixed on the side surface of the crystal, the sensor is placed in a thermostat with the ability to regulate the temperature within the range of -20 ° C + 40 ° C. Measurements are carried out in steady-state modes, after the sensor reaches the set temperature value.

Claims (1)

Стенд для проведения испытаний сцинтилляционных датчиков, включающий фотоэлектронный умножитель с блоком усиления, сцинтилляционный кристалл, соединенный с фотоэлектронным умножителем, источник калиброванных вспышек света, связанный с фотоэлектронным умножителем с помощью световода, эталонный источник гамма-излучения и сменные свинцовые экраны, расположенные на одной оптической оси с фотоэлектронным умножителем, датчик температуры, закрепленный на сцинтилляционном кристалле, причем фотоэлектронный умножитель и источник калиброванных вспышек света установлены с возможностью соединения с управляющим компьютером.A test bench for scintillation sensors, including a photomultiplier tube with an amplification unit, a scintillation crystal connected to a photomultiplier tube, a source of calibrated light flashes connected to a photomultiplier tube using a light guide, a reference gamma radiation source and replaceable lead screens located on the same optical axis with a photomultiplier tube, a temperature sensor fixed on a scintillation crystal, and the photomultiplier tube and a source of calibrated light flashes are installed with the ability to connect to the control computer.
RU2019145678U 2019-12-30 2019-12-30 STAND FOR TESTS OF SCINTHILLATION SENSORS RU198513U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145678U RU198513U1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 STAND FOR TESTS OF SCINTHILLATION SENSORS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145678U RU198513U1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 STAND FOR TESTS OF SCINTHILLATION SENSORS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU198513U1 true RU198513U1 (en) 2020-07-14

Family

ID=71616229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145678U RU198513U1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 STAND FOR TESTS OF SCINTHILLATION SENSORS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU198513U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794236C1 (en) * 2022-09-29 2023-04-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Complex for measuring the light yield of scintillation strips

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100282971A1 (en) * 2005-12-20 2010-11-11 Schlumberger Technology Corporation Method and Apparatus for Radiation Detection in a High Temperature Environment
US9182500B2 (en) * 2011-06-02 2015-11-10 University Of Science And Technology Of China Method and system for amplitude digitization of nuclear radiation pulses
RU2593617C1 (en) * 2015-09-04 2016-08-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for improvement of energy resolution of scintillation gamma spectrometer
RU2705933C1 (en) * 2018-12-26 2019-11-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Two-channel ionisation radiation scintillation counter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100282971A1 (en) * 2005-12-20 2010-11-11 Schlumberger Technology Corporation Method and Apparatus for Radiation Detection in a High Temperature Environment
US9182500B2 (en) * 2011-06-02 2015-11-10 University Of Science And Technology Of China Method and system for amplitude digitization of nuclear radiation pulses
RU2593617C1 (en) * 2015-09-04 2016-08-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for improvement of energy resolution of scintillation gamma spectrometer
RU2705933C1 (en) * 2018-12-26 2019-11-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Two-channel ionisation radiation scintillation counter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794236C1 (en) * 2022-09-29 2023-04-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Complex for measuring the light yield of scintillation strips

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2594079C (en) Method and system for stabilizing gain of a photomultiplier used with a radiation detector
CN104880736B (en) SGR and its method of work
Sysoeva et al. Comparison of the methods for determination of scintillation light yield
US8536517B2 (en) Scintillator based radiation detection
CN103033523B (en) Novel positron annihilation spectrometer and measurement method thereof
CN108318910B (en) It is based on7The airborne gamma spectrometer spectrum stabilization method at the peak Be
US10451746B2 (en) Detector and method of operation
US20190212458A1 (en) System and method of stabilization of a gamma and neutron detecting device
US20220381942A1 (en) Methods and Means for Neutron Imaging Within a Borehole
GB2521766A (en) Radiation detection apparatus and method
US3767921A (en) Well logging system with linearity control
GB2172103A (en) Measuring gamma radiation
RU198513U1 (en) STAND FOR TESTS OF SCINTHILLATION SENSORS
US3800143A (en) Agc for radiation counter
US4085323A (en) Calibrator for radioactivity well logging tools
US4439676A (en) Natural gamma ray logging with borehole effect compensation
CA2743051C (en) Scintillator based radiation detection
KR101918241B1 (en) Gamma nuclide measurement assay method
RU2578048C1 (en) Device for radiation density measurement
Kim et al. Feasibility of underwater radiation detector using a silicon photomultiplier (SiPM)
RU215240U1 (en) SENSITIVE ELEMENT OF THE MECHANICAL CALIBRATION UNIT
Jupiter et al. A Study of the Scintillation Properties of Various Hydrogenous and Non-Hydrogenous Solutes Dissolved in Hexafluorobenzene
SU746366A1 (en) Method of determining linearity zone of photoelectronic multiplyer assembly operation
WO2022037730A1 (en) Device for measuring the content of natural radioactive isotopes in rock sample
KR20150018685A (en) A METHOD FOR ILLIMINATING INTERNAL NOISE OF LaBr3 SCINTILLATING DETECTOR