RU2262722C1 - Световолоконный сцинтилляционный детектор - Google Patents
Световолоконный сцинтилляционный детектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262722C1 RU2262722C1 RU2004102631/28A RU2004102631A RU2262722C1 RU 2262722 C1 RU2262722 C1 RU 2262722C1 RU 2004102631/28 A RU2004102631/28 A RU 2004102631/28A RU 2004102631 A RU2004102631 A RU 2004102631A RU 2262722 C1 RU2262722 C1 RU 2262722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detector
- filaments
- ray
- registering
- scintillation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: для визуализации траектории и пространственного распределения высокоэнергетических частиц, и может быть использован для фундаментальных исследований и экспериментов в области физики высоких энергий на высокоэнергетических ускорительных установках, в дозиметрической практике в системах радиационного мониторинга, особо в интроскопах медицинского назначения (томография, рентгенография, сцинтиграфия), а также в рентгеновских системах неразрушающего радиационного контроля изделий автомобилестроения, кораблестроения, самолетостроения и ответственных элементов атомной и космической техники. Технический результат изобретения: повышение эффективности регистрации рентгеновского гамма- и других видов ядерного излучения, а также повышение термической устойчивости. Сущность: детектор содержит блок регистрации рентгеновского и ядерных излучений в виде сборки волокон и фотоприемное устройство, находящиеся в оптическом контакте друг с другом. Волокна, входящие в блок регистрации, представляют собой сцинтилляционные волоконные кристаллы Bi4Ge3О12 (BGO) одинаковой длины с диаметром от 0,05 мм и более. При попадании рентгеновского или ядерного излучения на торцевую часть волокон блока регистрации на последних формируется визуальная картина треков частиц или пространственного распределения излучения с разрешением, соответствующим диаметру используемых волокон. Это изображение передается по волокнам BGO в фотоприемное устройство, где и осуществляется регистрация визуальной картины. 1 ил.
Description
Изобретение относится к сцинтилляционным детекторам ядерного излучения со светопроводящими волоконными сцинтилляторами, предназначенными для визуализации траектории и пространственного распределения высокоэнергетических частиц, и может быть использовано для фундаментальных исследований и экспериментов в области физики высоких энергий на высокоэнергетических ускорительных установках, в дозиметрической практике в системах радиационного мониторинга, особо в интроскопах медицинского назначения (томография, рентгенография, сцинтиграфия), а также в рентгеновских системах неразрушающего радиационного контроля изделий автомобилестроения, кораблестроения, самолетостроения и ответственных элементов атомной и космической техники.
Известен световолоконный детектор, включающий в себя волоконно-оптический сцинтилляционный датчик (Акимов Ю.К. Сцинтилляционные методы регистрации частиц больших энергий. Изд. МГУ, 1963), чувствительный элемент которого содержит нити из пластикового сцинтиллятора диаметром 1 мм, заполняющие люситовый каркас размером 100×100×100 мм. Такой световолоконный детектор из-за низкого эффективного атомного номера (Zэфф<6) имеет низкую чувствительность к рентгеновскому, гамма- и другим видам ядерного излучения. В связи с этим использование известного световолоконного детектора в медицинских и промышленных детекторных системах неразрушающего контроля представляется нецелесообразным.
Известны световолоконные детекторы рентгеновского и гамма-излучения на основе кварцевых волокон (Dianov E.M., Golant K.M. et all. Electronics letters. 1995. Vol.31, №17. P.1490-1491; Dianov E.M., Golant K.M. et all. Electronics letters. 1999. Vol.35, №2. P.170-171) и на основе волокон KU или KS-4V (Tomashuk A.L., Dianov E.M. et all. RADECS'97, paper PK7, IEEE Transaction on Nuclear Scince. 1998. Vol.45, №3, part 3. P.1576-1579). Однако они являются детекторами интегрального абсорбционного типа и пригодны только для измерения дозы рентгеновского и гамма-излучения по интенсивности наведенных излучением полос в спектрах поглощения волокон. Причем они чувствительны только к высоким дозам излучения из-за низкого эффективного атомного номера (от десятков грей до мегагрей) и совершенно не пригодны для работы в режиме реального (on line) времени. Они не пригодны для получения и обработки информации, а тем более для передачи результатов визуализации изображения в медицинских и промышленных томографах.
Известен световолоконный сцинтилляционный детектор гамма- и рентгеновского излучения на основе иодида натрия по патенту США № 4586785. Недостатком такого сцинтилляционного детектора является его высокая гигроскопичность, что повышает требования к герметизации устройства, усложняет его конструкцию и требует специальных приспособлений для обеспечения стойкости детектора к удару. Кроме того, известный световолоконный сцинтилляционный детектор имеет недостаточно высокий эффективный атомный номер (Zэфф=50).
Известен кристаллический сцинтиллятор Лия-2 на основе галогенидов серебра (патент РФ 2066464). Однако он имеет недостаточно высокий эффективный атомный номер (Zэфф=42,7-42,8) и соответственно невысокую чувствительность к рентгеновскому, гамма- и другим видам ядерного излучения.
Известен световолоконный детектор (свидетельство Роспатента №1756 от 16.02.1996 на полезную модель "Волоконно-оптический трековый детектор") из набора сцинтилляционных волокон на основе галогенидов серебра. Однако он имеет недостаточно высокий эффективный атомный номер (Zэфф=42,7-42,8) и соответственно невысокую чувствительность к рентгеновскому, гамма- и другим видам ядерного излучения.
Известны световолоконные детекторы (калориметры), представляющие собой сцинтилляционные волокна, включенные в свинцовую матрицу с раздельным считыванием отдельных сцинтилляционных волокон (Acosta D. et all. Lateral Shower Profiles in a Lead Scintillating - Fiber Calorimeter. NIM, 1992. Vol. A 316. P.184). Однако используемые в световолоконном сцинтилляционном детекторе волокна изготовлены из органического материала, поэтому имеют низкий эффективный атомный номер и соответственно низкую эффективность регистрации рентгеновского, гамма- и других видов ядерного излучения. Их применение в промышленных томографах или интроскопах ограничено из-за низкой эффективности регистрации излучения и их низкой температуры плавления и, соответственно, низкой температурной устойчивости при эксплуатации.
Известен сцинтилляционный световод (патент РФ 2154290). Световод используют для обнаружения и измерения ионизирующего излучения (рентгеновского, гамма-, альфа- и электронного). Состав сцинтилляционного световода - твердые растворы на основе галогенидов серебра, мас.%: AgCl 17,980-27,000; AgBr 82,000-72,499; AgI 0,010-0,500, которые активированы добавками либо таллия, либо хрома, либо европия, либо церия в количестве 0,01-0,001 мас.%. Однако известный сцинтилляционный световод имеет недостаточно высокий эффективный атомный номер (Zэфф=42,7-42,8) и соответственно невысокую чувствительность к рентгеновскому, гамма- и другим видам ядерного излучения.
Наиболее близким к заявляемому является световолоконный сцинтилляционный детектор (Salomon M. New Measurements of Scintillating Fibers Coupled to Multianode Photomultipliers, IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992. Vol.39. P.671). Такой детектор содержит блок регистрации в виде сборки органических сцинтилляционных волокон (до нескольких тысяч волокон) и фотоприемное устройство. Известное устройство используется для регистрации треков быстрых заряженных частиц в калориметрах различного типа. Однако известный световолоконный сцинтилляционный детектор, содержащий блоки сцинтилляционных волокон из органических материалов, имеет низкий эффективный атомный номер и, соответственно, невысокую эффективность регистрации рентгеновского, гамма- и других видов ядерного излучения. Дополнительным недостатком известного сцинтилляционного детектора при его использовании в промышленных системах неразрушающего контроля является низкая термическая устойчивость органических блоков сцинтилляционных волокон.
Заявляемое устройство - световолоконный сцинтилляционный детектор - содержит блок регистрации рентгеновского и ядерных излучений 1 и фотоприемное устройство 2, помещенные в единый корпус. Между блоком регистрации 1 и фотоприемным устройством 2 имеется оптический контакт. Блок регистрации 1 представляет собой сборку из сцинтилляционных волоконных кристаллов Bi4Ge3O12 (BGO) одинаковой длины с диаметром от 0,05 мм и более. При попадании рентгеновского или ядерного излучений на входную часть (торцевую часть волокон) блока регистрации на последнем формируется визуальная картина треков частиц или пространственного распределения этого излучения с разрешением, соответствующим диаметру используемых волокон. Максимум свечения кристаллов BGO наблюдается в спектральной области 480-520 нм, длительность люминесценции - 300 нс. Люминесцентные вспышки волокон передаются по ним в фоторегистрирующее устройство, например, фотодиодную матрицу, CCD-камеру, микроканальную пластину, многоканальный фотоэлектронный умножитель и т.д. Пространственное разрешение фоторегистрирующего устройства должно быть сравнимо с пространственным разрешением блока регистрации.
Claims (1)
- Световолоконный сцинтилляционный детектор, содержащий блок регистрации рентгеновского и ядерных излучений в виде сборки сцинтилляционных волокон и фотоприемное устройство, находящиеся друг с другом в оптическом контакте, отличающийся тем, что волокна, входящие в блок регистрации, выполнены из волоконных кристаллов Bi4Ge3О12 (BGO) одинаковой длины с диаметром от 0,05 мм и более.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102631/28A RU2262722C1 (ru) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | Световолоконный сцинтилляционный детектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102631/28A RU2262722C1 (ru) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | Световолоконный сцинтилляционный детектор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004102631A RU2004102631A (ru) | 2005-07-10 |
RU2262722C1 true RU2262722C1 (ru) | 2005-10-20 |
Family
ID=35837846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004102631/28A RU2262722C1 (ru) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | Световолоконный сцинтилляционный детектор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262722C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579157C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Спектрозональный однокоординатный детектор рентгеновского и гамма-излучений |
-
2004
- 2004-01-29 RU RU2004102631/28A patent/RU2262722C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579157C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Спектрозональный однокоординатный детектор рентгеновского и гамма-излучений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004102631A (ru) | 2005-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5319203A (en) | Scintillator material | |
JP2005533245A (ja) | 陽電子放射断層撮影(pet)用及び単一光子放射コンピュータ断層撮影(spect)用のガンマ線検出器 | |
US5015860A (en) | Scintillator materials containing lanthanum fluorides | |
KR20190022862A (ko) | 픽셀화된 감마 검출기 | |
Williams et al. | Fiber-optic-coupled RbMgF3: Eu2+ for remote radiation dosimetry | |
CN109259786A (zh) | 基于lyso闪烁体pet系统的能量自刻度方法 | |
US20040200966A1 (en) | Gamma-ray detection apparatus and method for positron emission tomography | |
Efthimiou et al. | Initial results on SiPMs performance for use in medical imaging | |
JP6524484B2 (ja) | 放射線計測方法及び放射線計測装置 | |
Jang et al. | Fiber-optic radiation sensor for detection of tritium | |
JP4695640B2 (ja) | 陽電子放出断面撮影におけるランダム同時発生を否認する方法および機器 | |
US5015861A (en) | Lead carbonate scintillator materials | |
Ghelman et al. | Design of 4π High-Efficiency Directional Radiation Detector Based on Compton Scattering | |
RU2262722C1 (ru) | Световолоконный сцинтилляционный детектор | |
Pani et al. | Investigation of radiation detection properties of CRY-018 and CRY-019 scintillators for medical imaging | |
Burnham et al. | Design of a cylindrical shaped scintillation camera for positron tomographs | |
Miller et al. | High-resolution, single-particle digital autoradiography of actinide sources using microcapillary array collimators and the iQID camera | |
Tao et al. | Study of annihilation photon pair coincidence time resolution using prompt photon emissions in new perovskite bulk crystals | |
Lim et al. | Feasibility assessment of an SiPM for implementation in an OSL reader | |
Worstell et al. | Development of a high-resolution PET detector using LSO and wavelength-shifting fibers | |
RU2248011C1 (ru) | Световолоконный сцинтилляционный детектор рентгеновского излучения | |
Kato et al. | High resolution phoswich gamma-ray imager utilizing monolithic MPPC arrays with submillimeter pixelized crystals | |
JP6233925B2 (ja) | 熱量検出器及び光検出器を用いた放射能絶対測定装置 | |
KR20110123324A (ko) | 방사선 센서 및 그 응용 방법 | |
JP2014081288A (ja) | 放射能可視化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060130 |