RU2075093C1 - Сцинтилляционный блок детектирования - Google Patents
Сцинтилляционный блок детектирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075093C1 RU2075093C1 SU5038423A RU2075093C1 RU 2075093 C1 RU2075093 C1 RU 2075093C1 SU 5038423 A SU5038423 A SU 5038423A RU 2075093 C1 RU2075093 C1 RU 2075093C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scintillator
- detection unit
- source
- shock
- radiation source
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: в детекторах ионизирующего излучения, эксплуатирующихся в условиях повышенных механических и термических воздействий и выполненных на основе неорганических сцинтилляторов. Сущность изобретения: сцинтилляционный блок детектирования содержит контейнер с размещенными в нем реперным источником излучения, входным окном сцинтиллятора и сцинтиллятором, оптически соединенным с ФЭУ. Блок детектирования дополнительно содержит амортизирующий элемент со светоотражающими свойствами оболочки вокруг сцинтиллятора, расположенный со стороны входного окна сцинтиллятора. В качестве реперного источника излучения использован гамма-источник Сs137 активностью 7•103 -1•104 Бк, расположенный на амортизирующей элементе. Указанная конструкция обеспечивает стабилизацию энергетического диапазона блока в процессе эксплуатации. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к сцинтилляционной технике и может быть использовано при создании конструкций детекторов ионизирующего излучения, эксплуатирующихся в условиях повышенных механических и термических воздействий и выполненных на основе неорганических сцинтилляторов.
При проведении спектрометрического гамма-каротажа в глубоких скважинах на спектрометр воздействуют большие перепады температур от минус 40oC на поверхности при подготовке прибора к работе до 200 250oС на забое скважины. Для обеспечения стабильности шкалы спектрометра в этих условиях применяют автоматическую стабилизацию шкалы с помощью реперного источника радиоактивного излучения известной энергии.
Известно использование реперного альфа-источника (1) в сцинтиблоках, работоспособных при температуре от -70oС до +70oC, содержащих оптически сочлененные щелочногаллоидный сцинтиллятор и ФЭУ, помещенные в контейнер. При этом источник представляет собой накладной диск, изготовленный из нержавеющей стали.
Хотя известная конструкция работоспособна в широком интервале (особенно отрицательных) температур, она не выдерживает механических нагрузок, т.к. накладной жесткий источник, вмонтированный в крышку отражателя, при вибрациях и ударах перемещается и нарушает поверхность сцинтиллятора. Кроме того, эффективность регистрации α -частиц с увеличением температуры ухудшается, т. к. разрешение a -частиц существенно зависит от качества поверхности кристалла и подложки источника, а в них при нагреве происходят изменения. Из-за самопоглощения a -излучения в источнике невозможно получить активность 104 БК в условиях ограниченного по диаметру скважинного прибора.
Известно использование реперного нейтронного источника излучения для радиоактивного каротажа в сцинтиблоках (2), содержащих контейнер с размещенными в нем реперным источником излучения, входным окном сцинтиллятора и сцинтиллятором, оптически соединенным с ФЭУ. Это решение выбрано в качестве прототипа.
Основным недостатком указанного решения является то, что он не обеспечивает требуемую точность термостабилизации, т.к. используемый в нем реперный источник излучения является импульсным и зависит от изменения температуры. Кроме того, в прототипе использована сложная электронная система разделения, что также ненадежно и дорого.
В основу изобретения поставлена задача стабилизации энергетического диапазона спектрометра в процессе эксплуатации.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в сцинтилляционном блоке детектирования, содержащем контейнер с размещенными в нем реперным источником излучения, входным окном сцинтиллятора и сцинтиллятором, оптически соединенным с ФЭУ, согласно изобретению, блок детектирования дополнительно содержит амортизирующий элемент со светоотражающими свойствами оболочки вокруг сцинтиллятора, расположенный со стороны входного окна сцинтиллятора, а в качестве реперного источника излучения использован гамма-источник Cs137 активностью 7•103 1•104 Бк, расположенный на амортизирующем элементе.
Использование Cs137 в качестве реперного источника позволяет более точно стабилизировать шкалу спектрометра, если измерения ведутся выше энергии реперного источника (600 кэВ).
Для того, чтобы обеспечить надежную работу электронной схемы автоматического регулирования коэффициента усиления усилительного тракта (ФЭУ, линейный усилитель), реперное излучение должно иметь определенную интенсивность. Необходимая минимальная интенсивность определяется тем, что фотопик реперного излучения четко выделился на фоне излучения естественно-радиоактивных элементов максимальной концентрации для исследуемых разрезов. А максимальная интенсивность, с одной стороны, ограничивается минимально значимой активностью (для Cs137 105 Бк) для работы без специального разрешения, с другой стороны, разрешающим временем детектор - ФЭУ усилитель. Из-за конечной величины разрешающего времени этого при больших активностях (~105 Бк) в области энергии в два раза выше реперного источника (~1,3 МэВ) появляется значимый пик (см. фиг. 1, кривая 2), что создает большой фон в интервале измерения интенсивности излучения К-40. Это затрудняет настройку аппаратуры, вносит большие погрешности при определении концентрации элементов. Приемлемая активность реперного источника, при котором схема автоматической регулировки шкалы спектрометра работает при концентрациях ЕРЭ UnTh о 150 ррm, К до 15% и вклад пика двойной энергии реперного источника в области измерения излучения К-40 становится незначительной (см. фиг.2, кривая 2). Основной характеристикой сцинтиблока является амплитудное разрешение, как правило, измеренное по пику полного поглощения гамма-излучения Cs137. При активностях источника >> 104 Бк в аппаратуре нарастают просчеты, происходит как бы размывание пика, т.е. ухудшается энергетическое разрешение.
На стабильность сцинтилляционных характеристик сцинтиблока влияет взаиморасположение его составных частей и элементов. Существенная роль в этом отводится амортизаторам. В качестве амортизатора со стороны выходного окна сцинтиллятора зачастую служит элемент оптической связи, а со стороны входного окна эластичный элемент, обладающий такими же свойствами, как и оболочка вокруг сциинтиллятора.
На фиг. 3 приведен сцинтиблок, выполненный согласно изобретению.
Блок состоит из сцинтиллятора 1, сочлененного при помощи полиорганосилоксанового элемента оптической связи 2 с фотоэлектронным умножителем 3. Сборка фиксируется в контейнере (термостате) 4 при помощи амортизирующего узла 5 из кремнийорганического каучука с порошкообразным наполнителем (MgO, Al2O3 и др.), содержащего реперный источник Cs137 6. При этом амортизирующий элемент имеет такие же светоотражающие свойства, как и оболочка вокруг сцинтиллятора. Сцинтилляторокружен фторопластовой светоотражающей оболочкой 7, а ФЭУ через амортизатор 8 из К -68 фиксируется фторопластовой крышкой теплопоглотителя (из сплава Вуда), закрепленного в термостате 4, изготовленном из стали Х18Н10Т.
Указанный блок предназначен для регистрации в скважине гамма-излучения различных энергий естественно-радиоактивных элементов тория, урана, калия, соответственно области энергий 1,4; 1,76 и 2,62 МэВ. Действие неорганического сцинтиллятора основано на явлении, которое описывается следующим образом: происходит потеря энергии ионизирующего излучения на возбуждении атомов и образования вторичных квазичастиц. Происходит процесс передачи энергии центром свечения, перевод их в возбужденное состояние и релаксация центров свечения с испусканием света. Возникший свет пропорционален ионизирующей энергии.
В данной конструкции совмещение реперного источника найденной интенсивности с амортизирующим элементом позволяет создать постоянную, не зависимую от условия эксплуатации точку отсчета на диаграмме спектра регистрируемых энергий, лежащих выше энергии репера.
Таким образом, гамма-излучение, попадая в сцинтиллятор 1, вызывает в нем вспышку света, попадающую в ФЭУ, на выходе которого снимается электрический сигнал, обрабатываемый соответствующей электронной схемой.
Был изготовлен сцинтилляционный блок детектирования типа СБН 10 на основе сцинтиллятора CsI(Na) размером ⌀ 54 х 250 мм, в котором производилась поочередная замена в амортизирующем узле активности. Результаты представлены в таблице.
Таким образом, использование реперного источника установленной активности позволяет стабилизировать работу сцинтилляционного блока в процессе эксплуатации.
Claims (1)
- Сцинтилляционный блок детектирования, содержащий контейнер с размещенными в нем реперным источником излучения, входным окном сцинтиллятора и сцинтиллятором, оптически соединенным с ФЭУ, отличающийся тем, что блок дополнительно содержит амортизирующий элемент со светоотражающими свойствами оболочки вокруг сцинтиллятора, расположенный со стороны входного окна сцинтиллятора, а в качестве реперного источника излучения использован гамма-источник Сs 137 активностью 7•103 - 1•104 Бк, расположенный на амортизирующем элементе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038423 RU2075093C1 (ru) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Сцинтилляционный блок детектирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038423 RU2075093C1 (ru) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Сцинтилляционный блок детектирования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2075093C1 true RU2075093C1 (ru) | 1997-03-10 |
Family
ID=21602389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5038423 RU2075093C1 (ru) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Сцинтилляционный блок детектирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075093C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU727620B2 (en) * | 1998-07-06 | 2000-12-14 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Scintillation detector without optical window |
RU2541734C1 (ru) * | 2013-10-09 | 2015-02-20 | Ооо "Битас" | Скважинный гамма-детектор |
CN108802794A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-13 | 中国原子能科学研究院 | 一种放射性活度传递测量装置及其活度测量方法 |
CN109212587A (zh) * | 2018-08-10 | 2019-01-15 | 苏州速核仪器有限公司 | 自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置 |
-
1992
- 1992-02-28 RU SU5038423 patent/RU2075093C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Ю.А.Сурков, 0.П.Соборнов, И.А.Лебедев. Сцинтилля- ционные блоки детектирования с кристаллом СsJ (Тl) и реперными альфа-источниками. ПТЭ, N 2, 1977. с 65-68. 2. Патент США N 3688114, кл. С 01Т 1/202, 1972. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU727620B2 (en) * | 1998-07-06 | 2000-12-14 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Scintillation detector without optical window |
RU2541734C1 (ru) * | 2013-10-09 | 2015-02-20 | Ооо "Битас" | Скважинный гамма-детектор |
CN108802794A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-13 | 中国原子能科学研究院 | 一种放射性活度传递测量装置及其活度测量方法 |
CN108802794B (zh) * | 2018-05-23 | 2024-05-14 | 中国原子能科学研究院 | 一种放射性活度传递测量装置及其活度测量方法 |
CN109212587A (zh) * | 2018-08-10 | 2019-01-15 | 苏州速核仪器有限公司 | 自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1922571B1 (en) | Downhole navigation and detection system | |
US6087656A (en) | Radiation detector system and method with stabilized system gain | |
US7202478B2 (en) | Gamma-ray spectrometry | |
US20040000645A1 (en) | Gamma-ray spectrometry | |
RU2324204C1 (ru) | Устройство обнаружения излучения | |
Yokota et al. | High sensitivity silver-activated phosphate glass for the simultaneous measurement of thermal neutrons, gamma-and/or beta-rays | |
EP0189645A1 (en) | Pulsar-stabilized radiation detectors | |
JPWO2016030957A1 (ja) | 線量率測定装置 | |
Clark | The intrinsic scintillation efficiency of plastic scintillators for 60Co gamma excitation | |
WO2014186557A1 (en) | Scintillation detector package having radioactive support apparatus | |
RU2075093C1 (ru) | Сцинтилляционный блок детектирования | |
JPH05341047A (ja) | 効果的なα及びβ(γ)線同時測定法及びその検出器 | |
Bailiff et al. | Use of thermoluminescence dosimetry for evaluation of internal beta dose-rate in archaeological dating | |
RU2300782C2 (ru) | Сцинтилляционный детектор нейтронов | |
Bradley et al. | A new method for the direct measurement of the energy absorption coefficient of gamma rays | |
US2954473A (en) | Cerenkov radiation fission product detector | |
Belousov et al. | Scintillation γ spectrometers for use at nuclear power plants | |
Puill et al. | The CpFM, an in-vacuum Cherenkov beam monitor for UA9 at SPS | |
US3291986A (en) | Monitor for air-borne beryllium | |
Melcher | Thermoluminescence and radiation damage in bismuth germanate | |
EP0134619A1 (en) | A borehole gamma ray logging detector and system | |
Jensen et al. | A moderating 6Li-glass neutron detector | |
SU776272A1 (ru) | Сцинтилл ционный детектор с реперным источником | |
Rippon | Cherenkov detectors for the measurement of reactor power | |
RU2750130C1 (ru) | Поисковый сцинтилляционный детектор гамма-излучения для работы в широком диапазоне температур |