RU2187827C2

RU2187827C2 - Device with angular resolution to search for photon sources

Info

Publication number: RU2187827C2
Application number: RU2000107463A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Власенко; В.П. Демченков; М.С. Ольков; Т.Д. Соколова; Е.А. Шелепков
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2002-08-20

Abstract

FIELD: nuclear instrumentation used in mobile radiation monitoring. SUBSTANCE: device to search for photon sources includes controller, storage circuit and detection unit connected in series and electron converter incorporating matrix of detectors placed inside protective screen coming in the form of hollow cylinder with hole. Detection unit includes assembly of m detectors arranged along side surface of screen. EFFECT: enlarged angular resolution of device. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при мобильном радиационном мониторинге для поиска скоплений фотонных источников и определения их угловых координат. The invention relates to the field of nuclear instrumentation and can be used in mobile radiation monitoring to search for clusters of photon sources and determine their angular coordinates.

Известно устройство [1] , работающее по принципу камеры-обскуры. В нем матрица детекторов размещена внутри полой защиты с отверстием. Размеры отверстия в основном равны размерам детектора. Излучение, проходя через отверстия, формирует гамма-изображение на сцинтилляционных детекторах матрицы, которое усиливается ЭОП и регистрируется телекамерой. Достоинством устройства является хорошее угловое разрешение, определяемое апертурой отдельного детектора матрицы; недостатками - малая апертура и низкая светосила. Это не позволяет использовать устройство в качестве средства для поиска фотонных источников. A device [1] is known which operates on the principle of a pinhole camera. In it, the matrix of detectors is placed inside the hollow protection with a hole. The size of the hole is basically equal to the size of the detector. The radiation passing through the holes forms a gamma image on the scintillation detectors of the matrix, which is amplified by the image intensifier tube and is recorded by the camera. The advantage of the device is a good angular resolution, determined by the aperture of a separate matrix detector; disadvantages - a small aperture and low aperture. This does not allow using the device as a means to search for photon sources.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [2], содержащее последовательно соединенные контроллер, накопитель и детектирующий блок, включающий цилиндрический защитный экран, сборку m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, соединенный с выходами детекторов и входом накопителя. Сигналы с выходов детекторов накапливаются, считываются контроллером и их распределение сравнивается со значениями нормированных угловых характеристик каждого счетчика, содержащихся в памяти контроллера. По их разбалансу определяется направление повышенного излучения. The closest in technical essence to the proposed is a device [2], containing a series-connected controller, a drive and a detecting unit, including a cylindrical protective screen, an assembly of m detectors located on the side surface of the screen, and an electronic converter connected to the outputs of the detectors and the input of the drive. The signals from the outputs of the detectors are accumulated, read by the controller and their distribution is compared with the values of the normalized angular characteristics of each counter contained in the controller memory. By their imbalance, the direction of increased radiation is determined.

Недостатком устройства является низкая угловая разрешающая способность, т. е. скопление источников пеленгуется как один, без определения угловых координат отдельных источников. Это ограничивает сферу применения устройства и не позволяет использовать его, например, в процессе утилизации источников. The disadvantage of this device is the low angular resolution, i.e., the accumulation of sources is direction-finding as one, without determining the angular coordinates of individual sources. This limits the scope of the device and does not allow its use, for example, in the process of disposal of sources.

Целью изобретения является увеличение угловой разрешающей способности устройства. The aim of the invention is to increase the angular resolution of the device.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для поиска фотонных источников, содержащее последовательно соединенные контроллер, накопитель и детектирующий блок, включающий цилиндрический защитный экран, сборку m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана и электронный преобразователь, соединенный с выходами детекторов и входом накопителя, дополнительно снабжено матрицей k•1 детекторов, размещенной внутри защитного экрана, выполненного в виде полого цилиндра с отверстием, выходы детекторов матрицы последовательно соединены с другими входами преобразователя, накопителя и контроллера. The essence of the invention lies in the fact that the device for searching for photon sources, containing a serially connected controller, a drive and a detecting unit, including a cylindrical protective screen, an assembly of m detectors located on the side of the screen and an electronic converter connected to the outputs of the detectors and the input of the drive, is additionally equipped with a matrix of k • 1 detectors located inside a protective screen made in the form of a hollow cylinder with an aperture; the outputs of the matrix detectors are subsequently no connected to the other input of the converter, the drive and the controller.

На фиг.1 показана схема устройства. Figure 1 shows a diagram of a device.

На фиг. 2 приведен вид диаграмм направленности детекторов матрицы 5 для к= 7 и i= 1, 2, 3, k, 2φ - азимутальное поле зрения матрицы, φ_i - угловые координаты максимума чувствительности i-го детектора.In FIG. Figure 2 shows the directional patterns of the detectors of matrix 5 for k = 7 and i = 1, 2, 3, k, 2φ is the azimuthal field of view of the matrix, φ _i are the angular coordinates of the maximum sensitivity of the i-th detector.

Устройство содержит детектирующий блок 1, включающий защитный экран 2, выполненный в виде полого цилиндра с отверстием 3, сборку 4 m детекторов, расположенных по боковой поверхности экрана, матрицу 5 k•1 детекторов, размещенную внутри экрана, и последовательно соединенные с соответствующими выходами детекторов сборки 4 и матрицы 5, преобразователь 6, накопитель 7 и контроллер 8. The device comprises a detecting unit 1, including a protective screen 2 made in the form of a hollow cylinder with an opening 3, an assembly of 4 m detectors located on the side of the screen, a detector matrix 5 k • 1, located inside the screen, and connected in series with the corresponding outputs of the assembly detectors 4 and matrices 5, converter 6, drive 7 and controller 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В процессе поиска сигналы с m выходов детекторов сборки 4 в виде последовательностей электрических импульсов, сформированных по амплитуде и длительности в преобразователе 6, поступают на вход блока 7, в котором осуществляется накопление отсчетов для каждого детектора. По запросу контроллера 8 с выхода блока 7 поступает сигнал о достаточности (готовности) накопленной информации и данные для обработки. По этим данным и запрограммированному в контроллере 8 алгоритму (например, такому как в прототипе) определяется направление повышенного гамма-излучения. По мере продвижения в этом направлении интенсивность излучения в точке детектирования возрастает и становится достаточной для начала работы детекторов матрицы 5. Как и в вышеизложенном случае, сигналы с выходов k•1 детекторов матрицы 5 поступают на другой вход преобразователя 6 и далее на соответствующие входы накопителя 7 и контроллера 8. Угловое разрешение устройства будет определятся апертурой отдельного детектора, зависящей от размеров детектора матрицы, размера отверстия и расстояния детектор - отверстие. Результаты измерений передаются в ЭВМ верхнего уровня или на отображающее устройство. In the search process, the signals from m outputs of the detectors of assembly 4 in the form of sequences of electrical pulses generated by the amplitude and duration in the transducer 6 are fed to the input of block 7, in which the accumulation of samples for each detector is carried out. At the request of the controller 8, the output of block 7 receives a signal about the sufficiency (readiness) of the accumulated information and data for processing. According to this data and the algorithm programmed in the controller 8 (for example, such as in the prototype), the direction of increased gamma radiation is determined. As you move in this direction, the radiation intensity at the detection point increases and becomes sufficient to start the operation of the detectors of the matrix 5. As in the above case, the signals from the outputs k • 1 of the detectors of the matrix 5 are fed to the other input of the converter 6 and then to the corresponding inputs of the drive 7 and controller 8. The angular resolution of the device will be determined by the aperture of a separate detector, depending on the size of the detector matrix, the size of the hole, and the detector-hole distance. The measurement results are transmitted to a top-level computer or to a display device.

При конкретном выполнении матрицы 5 можно использовать подходящий для решаемой задачи двухкоординатный позиционно-чувствительный детектор [3]. Остальные блоки устройства аналогичны использованным в прототипе. For a specific implementation of matrix 5, a two-coordinate position-sensitive detector suitable for the problem to be solved can be used [3]. The remaining blocks of the device are similar to those used in the prototype.

Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства относительно прототипа является расширение диапазона измерений по мощности экспозиционной дозы (МЭД). Эта возможность реализуется, например, при использовании счетчиков Гейгера в сборке 4 с диапазоном измерения (МЭД) - от естественного фона до единиц Р/ч и пар сцинтиллятор - фотодиод в матрице 5 с диапазоном измерения МЭД - от долей до 1000 Р/ч и более. An additional advantage of the proposed device relative to the prototype is the expansion of the measurement range by the power of the exposure dose (DER). This possibility is realized, for example, when using Geiger counters in assembly 4 with a measurement range (DER) - from the natural background to units of R / h and scintillator - photodiode pairs in the matrix 5 with a measurement range of MED - from fractions to 1000 R / h and more .

Литература
1. Волков В.Г., Волкович А.Г., Лексонов В.И. и др. Прибор для поиска и идентификации источников гамма-излучения и получения гамма-изображения (гамма-визор). Атомная энергия, 1991, т. 71, вып. 6, с. 578-580.Literature
1. Volkov V.G., Volkovich A.G., Lexonov V.I. and others. A device for searching and identifying sources of gamma radiation and obtaining a gamma image (gamma visor). Atomic Energy, 1991, v. 71, no. 6, p. 578-580.

2. Патент 2012016. 2. Patent 2012016.

3. Горн Л. С., Хазанов Б.И. Позиционно-чувствительные детекторы. - М.: Энергоатомиздат, 1982 г. 3. Horn L. S., Khazanov B.I. Position-sensitive detectors. - M.: Energoatomizdat, 1982.

Claims

A device for searching photonic sources with angular resolution, comprising a series-connected controller, a drive and a detecting unit including a cylindrical protective screen, an assembly of m detectors located on the side of the screen, and an electronic converter connected to the outputs of the detectors and the drive input, characterized in that it is equipped with a matrix of kx1 detectors located inside a protective shield made in the form of a hollow cylinder with an opening; the outputs of the matrix detectors are connected in series us with other converter inputs, the drive and the controller.