RU2347241C1 - Detector for recording of ionising radiation - Google Patents
Detector for recording of ionising radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347241C1 RU2347241C1 RU2007143871/28A RU2007143871A RU2347241C1 RU 2347241 C1 RU2347241 C1 RU 2347241C1 RU 2007143871/28 A RU2007143871/28 A RU 2007143871/28A RU 2007143871 A RU2007143871 A RU 2007143871A RU 2347241 C1 RU2347241 C1 RU 2347241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scintillation
- detector
- unit
- semiconductor
- neutrons
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области дозиметрии ионизирующих излучений, особо к области дозиметрии нейтронов, включая нейтроны спектра деления, а также для дозиметрии и спектрометрии гамма- и рентгеновского излучений в диапазоне энергий от единиц килоэлектронвольт до ~1,5 МэВ и пригодно для использования в комплексах и системах дистанционного и контактного радиационного контроля, предназначенных для обнаружения делящихся материалов (урана, плутония) и радиоактивных веществ, определения их местоположения и изотопного состава, для радиационного мониторинга территорий и объектов, для радиационного обследования ядерных субмарин, подлежащих разборке, для решения задач госатомнадзора, таможенного контроля, для служб дозиметрической и ядерной безопасности атомных электростанций и предприятий по переработке ядерного топлива.The invention relates to the field of dosimetry of ionizing radiation, especially to the field of neutron dosimetry, including fission spectrum neutrons, as well as for dosimetry and spectrometry of gamma and X-ray radiation in the energy range from kiloelectron-volt to ~ 1.5 MeV and is suitable for use in complexes and systems remote and contact radiation monitoring designed to detect fissile materials (uranium, plutonium) and radioactive substances, determine their location and isotopic composition, for radiation CSO monitoring of territories and objects for radiation inspection of nuclear submarines to be dismantled, to solve problems of GAN, customs control, for dosimetry services and nuclear safety of nuclear power plants and nuclear fuel processing.
Известные детекторы ионизирующих излучений содержат, как правило, сенсорный датчик и блок электронной обработки сигналов. В качестве сенсорных датчиков используют сцинтилляторы, ионизационные счетчики или полупроводниковые детекторы.Known ionizing radiation detectors typically comprise a sensor sensor and an electronic signal processing unit. Scintillators, ionization counters, or semiconductor detectors are used as sensor sensors.
Известен детектор нейтронов сцинтилляционного типа с датчиком на базе сцинтилляционных кристаллов 6LiI:Eu (Акимов Ю.К. Сцинтилляционные методы регистрации частиц больших энергий / Ю.К.Акимов. М.: МГУ, 1963). Известный детектор чувствителен к тепловым нейтронам. Однако он непригоден для одновременной регистрации и спектрометрии гамма- и рентгеновского излучений с высоким энергетическим разрешением, с его помощью нельзя идентифицировать радиоактивные вещества, включая продукты распада делящихся материалов.Known neutron detector of a scintillation type with a sensor based on scintillation crystals 6 LiI: Eu (Akimov Yu.K. Scintillation methods for detecting high-energy particles / Yu.K. Akimov. M.: Moscow State University, 1963). The known detector is sensitive to thermal neutrons. However, it is unsuitable for the simultaneous recording and spectrometry of gamma and X-ray radiation with high energy resolution; it cannot be used to identify radioactive substances, including the decay products of fissile materials.
Известен детектор нескольких излучений (Детектор нескольких излучений. Заявка ЕВП (ЕР) №0311503, G01T 1/00, 1/20, 1989). Он включает два сцинтилляционных датчика с зеленым и красным свечением, один из которых чувствителен к высокоэнергетическому излучению, а другой - к низкоэнергетическому, и электронный оптический блок регистрации, выделяющий сигналы от датчиков с помощью светофильтров (зеленого и красного) и регистрирующий их с помощью фотодиодов. Такой детектор имеет ограниченные области применения, он пригоден для регистрации рентгеновского излучения с двумя различными энергиями, однако он не пригоден для регистрации нейтронов и одновременно спектрометрии мягкого гамма-излучения и излучения рентгеновского диапазона, требующей высокого энергетического разрешения, что необходимо для идентификации продуктов распада делящихся материалов (например, америция, нептуния и др.).Known detector of several emissions (detector of several emissions. Application UWP (EP) No. 0311503, G01T 1/00, 1/20, 1989). It includes two scintillation sensors with green and red luminescence, one of which is sensitive to high-energy radiation, and the other to low-energy, and an electronic optical recording unit that extracts signals from sensors using light filters (green and red) and registers them using photodiodes. Such a detector has limited applications, it is suitable for detecting x-rays with two different energies, but it is not suitable for detecting neutrons and at the same time spectrometry of soft gamma radiation and x-ray radiation, which requires high energy resolution, which is necessary to identify decay products of fissile materials (for example, americium, neptunium, etc.).
Известен всеволновой детектор нейтронов (Иванов В.И. Курс дозиметрии / В.И.Иванов. М.: Энергоатомиздат, 1988, 399 с.), датчик которого состоит из 3Не-счетчиков, чувствительных к тепловым нейтронам, и замедлителя нейтронов (парафин). Однако такой детектор непригоден для одновременной регистрации нейтронов и гамма-излучения, непригоден для спектрометрии мягкого гамма-излучения и излучения рентгеновского диапазона, непригоден для идентификации продуктов распада делящихся материалов (например, америция, нептуния и др.).The all-wave neutron detector is known (Ivanov V.I. Dosimetry course / V.I. Ivanov. M.: Energoatomizdat, 1988, 399 pp.), The sensor of which consists of 3 non-counters sensitive to thermal neutrons and a neutron moderator (paraffin ) However, such a detector is unsuitable for simultaneous detection of neutrons and gamma radiation, unsuitable for spectrometry of soft gamma radiation and x-ray radiation, unsuitable for identification of decay products of fissile materials (for example, americium, neptunium, etc.).
Известен детектор (Пластмассовый сцинтилляционный детектор СПС-Т4А. Сухуми. Рекламный листок Сухумского физико-технического института, 1990), датчик которого представляет собой пластмассовый сцинтилляционный детектор СПС-Т4А, предназначенный для регистрации гамма-излучения и быстрых нейтронов. Детектор имеет следующие характеристики: длительность сцинтиимпульса, создаваемого нейтроном или гамма-квантом - 8,5 нс; световой выход УЕСВ (по ГОСТ 23077-78) при возбуждении электронами с энергией 662 кэВ - 0,29; максимум спектра люминесценции 490 нм, диаметр и высота до 50 мм. Однако такой детектор непригоден для спектрометрии мягкого гамма-излучения и излучения рентгеновского диапазона, требующей высокого энергетического разрешения, непригоден для идентификации продуктов распада делящихся материалов (например, америция, нептуния и др.).A known detector (Plastic scintillation detector SPS-T4A. Sukhumi. Flyer of the Sukhumi Institute of Physics and Technology, 1990), the sensor of which is a plastic scintillation detector SPS-T4A, designed to detect gamma radiation and fast neutrons. The detector has the following characteristics: the duration of the scintillation pulse generated by a neutron or gamma ray is 8.5 ns; light output UESV (according to GOST 23077-78) when excited by electrons with an energy of 662 keV - 0.29; maximum luminescence spectrum 490 nm, diameter and height up to 50 mm. However, such a detector is unsuitable for spectrometry of soft gamma radiation and X-ray radiation, which requires high energy resolution, unsuitable for identification of decay products of fissile materials (for example, americium, neptunium, etc.).
Известен детектор надтепловых нейтронов (Пат 4241253 США, G01T 3/00, 1980), который содержит датчик тепловых нейтронов, защиту от тепловых нейтронов, окружающую этот датчик; замедлитель надтепловых нейтронов, которые проникают через защиту, с тем чтобы эти нейтроны легче поглощались счетчиком. Толщина замедлителя и отношение диаметра счетчика к внешнему диаметру замедлителя таковы, что обеспечивается максимальная скорость счета, которую можно получить, когда счетчик полностью заполняет внутренний диаметр защиты от тепловых нейтронов. Однако известный детектор не позволяет регистрировать гамма-излучение, не позволяет обеспечить спектрометрию мягкого гамма-излучения и излучения рентгеновского диапазона, непригоден для идентификации продуктов распада делящихся материалов (например, америция, нептуния и др.).A known epithermal neutron detector (US Pat. 4241253 USA, G01T 3/00, 1980), which comprises a thermal neutron sensor, thermal neutron protection surrounding this sensor; epithermal neutron moderator, which penetrate the shield so that these neutrons are more easily absorbed by the counter. The thickness of the moderator and the ratio of the diameter of the counter to the outer diameter of the moderator are such that the maximum counting speed that can be obtained when the counter completely fills the internal diameter of thermal neutron protection is ensured. However, the known detector does not allow detecting gamma radiation, does not allow spectrometry of soft gamma radiation and X-ray radiation, is not suitable for identifying the decay products of fissile materials (for example, americium, neptunium, etc.).
Известен детектор нейтронов и гамма-лучей (Пат. 4482808 США, G01T 3/06, 1984). Детектор содержит датчик, в частности сцинтилляционный однокристальный датчик, чувствительный одновременно к нейтронам и гамма-лучам, и блок электронной обработки сигналов, включающий в себя электронную схему селекции для разделения сигналов (импульсов), генерируемых нейтронами и гамма-лучами. Однако любой однокристальный датчик не является оптимальным для одновременной регистрации нейтронов и гамма-лучей, поскольку не обладает достаточно высокой чувствительностью, избирательностью и необходимыми функциональными возможностями. Известный детектор непригоден для спектрометрии мягкого гамма-излучения и излучения рентгеновского диапазона, непригоден для идентификации продуктов распада делящихся материалов (например, америция, нептуния и др.).Known detector of neutrons and gamma rays (US Pat. 4482808 USA, G01T 3/06, 1984). The detector comprises a sensor, in particular a single-chip scintillation sensor that is sensitive to neutrons and gamma rays at the same time, and an electronic signal processing unit that includes an electronic selection circuit for separating signals (pulses) generated by neutrons and gamma rays. However, any single-chip sensor is not optimal for the simultaneous detection of neutrons and gamma rays, since it does not have a sufficiently high sensitivity, selectivity, and the necessary functionality. The known detector is unsuitable for spectrometry of soft gamma radiation and x-ray radiation, unsuitable for identification of decay products of fissile materials (for example, americium, neptunium, etc.).
Известен детектор мягкого гамма- и рентгеновского излучения на основе особо чистого германия (проспект фирмы Canberra. Germanium Detectors). Однако он функционирует только при температуре жидкого азота, не отвечает требованиям компактности, поскольку в состав детектора входит азотный криостат и, кроме того, он не позволяет одновременно с гамма- и рентгеновским излучением регистрировать нейтронное излучение.Known detector of soft gamma and X-rays based on highly pure germanium (prospectus of the company Canberra. Germanium Detectors). However, it operates only at the temperature of liquid nitrogen, does not meet the requirements of compactness, since the detector includes a nitrogen cryostat and, in addition, it does not allow neutron radiation to be detected simultaneously with gamma and X-ray radiation.
Из всех известных детекторов для регистрации ионизирующих излучений наиболее близким к заявляемому является детектор, описанный в патенте (Пат. 2088952 РФ, опубл. 27.08.97, бюл. 24). Известный детектор содержит сенсорный датчик и блок электронной обработки сигналов; датчик выполнен в виде последовательно соединенных сцинтилляционного кристалла Bi4Ge3O12, чувствительного к рентгеновскому и гамма-излучениям, и световода, выполненного из органического сцинтиллирующего вещества на основе стильбена или пластмассы (СН)n, чувствительного к быстрым нейтронам, фотоэлектронного умножителя, преобразующего световые вспышки (сцинтилляции) в электрические сигналы, а блок электронной обработки сигналов включает в себя схему временной селекции сцинтиимпульсов, поступающих в него от сцинтиллятора Bi4Ge3O12 и сцинтиллирующего под действием быстрых нейтронов световода, изготовленного из стильбена или пластмассы (СН)n. Известный детектор отвечает требованиям компактности, функционирует при комнатной температуре, однако он не позволяет проводить спектрометрию гамма- и рентгеновского излучений с высоким энергетическим разрешением. Энергетическое разрешение сцинтилляционных кристаллов Bi4Ge3O12 составляет 15-20%, что совершенно недостаточно для спектрометрии мягкого гамма-излучения и излучения рентгеновского диапазона и идентификации продуктов распада делящихся материалов (например, америция, нептуния и др.).Of all the known detectors for detecting ionizing radiation, the detector described in the patent is the closest to the claimed one (Pat. 2088952 RF, publ. 27.08.97, bull. 24). A known detector comprises a sensor sensor and an electronic signal processing unit; the sensor is made in the form of a Bi 4 Ge 3 O 12 scintillation crystal connected in series, sensitive to x-ray and gamma radiation, and a fiber made of an organic scintillating substance based on stilbene or plastic (SN) n , sensitive to fast neutrons, a photomultiplier that converts light flashes (scintillations) into electrical signals, and the electronic signal processing unit includes a circuit for temporal selection of scintillation pulses coming into it from the Bi 4 Ge 3 O 12 scintillator and the sc a fast-neutron scintillating fiber made of stilbene or plastic (CH) n . The known detector meets the requirements of compactness, operates at room temperature, but it does not allow spectrometry of gamma and X-rays with high energy resolution. The energy resolution of Bi 4 Ge 3 O 12 scintillation crystals is 15-20%, which is completely insufficient for spectrometry of soft gamma radiation and X-ray radiation and identification of decay products of fissile materials (e.g., americium, neptunium, etc.).
Задачей изобретения является разработка компактного, работающего при комнатной температуре детектора ионизирующих излучений, пригодного для дистанционного обнаружения и регистрации нейтронного и гамма-излучения, а также для регистрации и спектрометрии мягкого гамма- (до 1,5 МэВ) и рентгеновского излучения (контактный спектрометрический режим контроля) с высоким энергетическим разрешением (~0,3% по линии Cs-137 - 662 кэВ), необходимым для надежной идентификации радиоактивных веществ, делящихся материалов и продуктов их распада (например, америция, нептуния и др.).The objective of the invention is to develop a compact, operating at room temperature, ionizing radiation detector suitable for remote detection and registration of neutron and gamma radiation, as well as for registration and spectrometry of soft gamma (up to 1.5 MeV) and x-ray radiation (contact spectrometric control mode ) with high energy resolution (~ 0.3% along the Cs-137 line - 662 keV), necessary for reliable identification of radioactive substances, fissile materials and their decay products (for example, america tion, Neptune, etc.).
Для решения поставленной задачи предлагается детектор, содержащий сенсорный датчик и блок электронной обработки сигналов, в котором сенсорный датчик детектора содержит размещенные в едином корпусе полупроводниковый спектрометрический блок для регистрации и спектрометрического анализа мягкого гамма- и рентгеновского излучения, работающий в режиме контактного контроля при комнатной температуре, и сцинтилляционный счетный блок для дистанционного обнаружения и регистрации нейтронов и гамма-излучения, причем полупроводниковый блок включает полупроводниковый детектор на основе теллурида кадмия CdTe и коллиматор, размещенные в едином контейнере, укрепленном на держателе с шаровым шарниром с дистанционным управлением; сцинтилляционный блок обнаружения и регистрации дополнительно содержит гадолиниевый коллиматор - поглотитель фоновых тепловых нейтронов, бериллиевый отражатель-накопитель тепловых нейтронов, сцинтилляционный модуль-замедлитель из сцинтиллирующей водородсодержащей пластмассы (СН)n, или стильбена, или антрацена для регистрации быстрых нейтронов и/или гамма-излучения, сцинтилляционный модуль на основе 6Li-содержащего силикатного стекла, активированного церием, для регистрации тепловых нейтронов и гамма-излучения, и фотоэлектронный умножитель, а блок электронной обработки сигналов содержит спектрометрический канал для обработки сигналов с полупроводникового спектрометрического блока с анализатором высокого разрешения, счетный канал для обработки сигналов со сцинтилляционного блока, обеспечивающий подсчет нейтронов и/или гамма-квантов, и блок управления детектором.To solve this problem, a detector is proposed that contains a sensor and an electronic signal processing unit, in which the sensor sensor contains a semiconductor spectrometric unit in a single housing for recording and spectrometric analysis of soft gamma and x-ray radiation, operating in contact monitoring mode at room temperature, and a scintillation counting unit for remote detection and registration of neutrons and gamma radiation, the semiconductor unit in Luciano semiconductor detector based on cadmium telluride CdTe and collimator placed in a single container, fastened to the holder with a ball joint with RC; The scintillation detection and registration unit additionally contains a gadolinium collimator — an absorber of background thermal neutrons, a beryllium reflector-accumulator of thermal neutrons, a scintillation moderator-moderator made of scintillating hydrogen-containing plastic (SN) n , or stilbene, or anthracene for detecting fast neutrons and / or gamma radiation , a scintillation module based on 6 Li-containing silicate glass activated by cerium for detecting thermal neutrons and gamma radiation, and photoelectron the multiplier, and the electronic signal processing unit contains a spectrometric channel for processing signals from a semiconductor spectrometric unit with a high-resolution analyzer, a counting channel for processing signals from a scintillation unit, which provides counting of neutrons and / or gamma rays, and a detector control unit.
Схема предлагаемого устройства, раскрывающая его сущность, приведена на чертеже.The scheme of the proposed device, revealing its essence, is shown in the drawing.
В состав устройства входит датчик с размещенными в корпусе 1 полупроводниковым блоком для регистрации гамма- и рентгеновского излучения, включающего в себя полупроводниковый спектрометрический блок на основе теллурида кадмия с холодильником Пельтье 2 с коллиматором 3 в контейнере 4, закрепленном на дистанционно управляемом шаровом шарнире 5 с держателем 6; сцинтилляционный блок для обнаружения и регистрации нейтронов и гамма-излучения, включающий в себя гадолиниевый коллиматор-поглотитель фоновых нейтронов 7, бериллиевый отражатель-накопитель 8, сцинтилляционный модуль-замедлитель 9 для регистрации быстрых нейтронов, выполненный из водородсодержащей пластмассы (СН)n или стильбена, или антрацена, сцинтилляционный модуль 10 на основе 6Li-содержащего силикатного стекла, активированного церием, для регистрации тепловых нейтронов и/или гамма-излучения, и фотоэлектронный умножитель 11, а также блок электронной обработки сигналов 12, содержащий спектрометрический канал для обработки сигналов с полупроводникового спектрометрического блока с анализатором высокого разрешения (для спектрометрии мягкого гамма-излучения и излучения рентгеновского диапазона), счетный канал для счета нейтронов и гамма-квантов и блок управления детектором.The device includes a sensor with a semiconductor block placed in the housing 1 for detecting gamma and X-ray radiation, which includes a cadmium telluride semiconductor block with a Peltier refrigerator 2 with a collimator 3 in a container 4 mounted on a remotely controlled ball joint 5 with a holder 6; a scintillation unit for detecting and recording neutrons and gamma radiation, including a gadolinium collimator-absorber of background neutrons 7, a beryllium reflector-storage device 8, a scintillation moderator-moderator 9 for detecting fast neutrons made of hydrogen-containing plastic (CH) n or stilbene, or anthracene, a scintillation module 10 based on 6 cerium-activated Li-containing silicate glass for detecting thermal neutrons and / or gamma radiation, and a photomultiplier 11, as well as electronic signal processing unit 12, comprising a spectrometric channel for processing signals from a semiconductor spectrometric unit with a high resolution analyzer (for soft gamma and X-ray spectrometry), a counting channel for counting neutrons and gamma rays and a detector control unit.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Дистанционное обнаружение делящихся материалов и радиоактивных веществ осуществляют по их нейтронному и/или гамма-излучению с помощью сцинтилляционного счетного блока детектирования. При этом детектор работает в дистанционном режиме. Быстрые нейтроны от обнаруживаемого источника излучения регистрируются водородсодержащим сцинтилляционным модулем-замедлителем 9, который одновременно является замедлителем быстрых нейтронов, замедляя их до тепловых энергий. Замедленные до тепловых энергий нейтроны регистрируются сцинтилляционным модулем 10 на основе 6Li-содержащего силикатного стекла, активированного церием, за счет ядерной реакции (n, α) тепловых нейтронов с ядрами изотопа 8Li. Гадолиниевый коллиматор 7 поглощает фоновые тепловые нейтроны, что повышает отношение сигнал/шум. Бериллиевый отражатель-накопитель 8 формирует «нейтронную баню», т.е. возвращает (неоднократно) рассеянные нейтроны в рабочий объем сцинтилляционного модуля 10, где они в конце концов регистрируются. Использование бериллиевого отражателя повышает чувствительность детектора. Возникающие в сцинтилляционных модулях 9 и 10 сцинтилляционные вспышки регистрируются фотоэлектронным умножителем, сигналы с которого поступают в счетный канал блока электронной обработки сигналов 12. Стеклянный сцинтилляционный модуль 10 прозрачен для световых вспышек, возникающих в сцинтилляционном модуле-замедлителе 9. Фотоэлектронный умножитель 11 регистрирует световые вспышки от сцинтилляционных модулей 9 и 10 одновременно, что повышает эффективность обнаружения делящихся материалов и радиоактивных веществ.The proposed device operates as follows. Remote detection of fissile materials and radioactive substances is carried out by their neutron and / or gamma radiation using a scintillation counting detection unit. In this case, the detector operates in remote mode. Fast neutrons from a detected radiation source are detected by a hydrogen-containing scintillation moderator module 9, which is also a moderator of fast neutrons, slowing them down to thermal energies. Neutrons slowed down to thermal energies are detected by a scintillation module 10 based on 6 Li-containing silicate glass activated by cerium due to the nuclear reaction of (n, α) thermal neutrons with 8 Li isotope nuclei. The gadolinium collimator 7 absorbs background thermal neutrons, which increases the signal-to-noise ratio. Beryllium reflector-storage 8 forms a "neutron bath", i.e. returns (repeatedly) scattered neutrons to the working volume of the scintillation module 10, where they are eventually recorded. The use of a beryllium reflector increases the sensitivity of the detector. The scintillation flashes arising in the scintillation modules 9 and 10 are recorded by a photoelectronic multiplier, the signals from which are fed to the counting channel of the electronic signal processing unit 12. The glass scintillation module 10 is transparent to light flashes arising in the scintillation moderator module 9. The photoelectronic multiplier 11 registers light flashes from scintillation modules 9 and 10 at the same time, which increases the efficiency of detection of fissile materials and radioactive substances.
Сцинтилляционный счетный блок одновременно с нейтронами регистрирует испускаемые радиоактивными веществами гамма-кванты, которые также, как и нейтроны, вызывают световые вспышки в сцинтилляционных модулях 9 и 10, которые также регистрируются фотоэлектронным умножителем 11, сигналы с которого обрабатываются в счетном канале блока электронной обработки сигналов 12.A scintillation counter unit simultaneously with neutrons detects gamma rays emitted by radioactive substances, which, like neutrons, cause light flashes in scintillation modules 9 and 10, which are also detected by a photomultiplier tube 11, the signals from which are processed in the counting channel of the electronic signal processing unit 12 .
В контактном режиме предлагаемый детектор используют для идентификации делящихся материалов и радиоактивных веществ путем проведения спектрометрического анализа испускаемых гамма-квантов и квантов рентгеновского излучения с помощью полупроводникового спектрометрического блока на основе кристалла теллурида кадмия CdTe с высоким энергетическим разрешением на уровне долей процента в диапазоне энергий от единиц кэВ до 1,5 МэВ. Полупроводниковый блок на основе кристалла теллурида кадмия работает при комнатной температуре с Пельтье холодильником, который охлаждает кристалл теллурида кадмия до температуры минус 30°С, что обеспечивает его высокое энергетическое разрешение на уровне ~0,3% по линии Cs-137 - 662 кэВ. С помощью CdTe-полупроводникового спектрометрического блока гамма-кванты и кванты рентгеновского излучения, испускаемые делящимся материалом, например, 235U (Еγ=143 и 185 кэВ), 239Pu (Еγ=60, 215 и 393 кэВ) и/или продуктами их распада, например 242Am (Еγ=60 кэВ), могут быть однозначно идентифицированы. Сигналы с полупроводникового спектрометрического блока поступают в спектрометрический канал с анализатором высокого разрешения блока обработки сигналов. Коллиматор 3 и шарнирное соединение 5 с дистанционным управлением обеспечивают возможность направленной регистрации излучения. Управление шарниром осуществляет блок управления детектором, входящим в состав блока электронной обработки сигналов. Блок управления детектором обеспечивает также питание полупроводникового спектрометрического блока и фотоэлектронного умножителя сцинтилляционного счетного блока.In the contact mode, the proposed detector is used to identify fissile materials and radioactive substances by spectrometric analysis of emitted gamma-quanta and X-ray quanta using a semiconductor spectrometric unit based on a CdTe cadmium telluride crystal with a high energy resolution at a fraction of a percent in the energy range from units of keV up to 1.5 MeV. A semiconductor unit based on a cadmium telluride crystal operates at room temperature with a Peltier refrigerator, which cools the cadmium telluride crystal to a temperature of minus 30 ° C, which ensures its high energy resolution of ~ 0.3% along the Cs-137 line - 662 keV. Using a CdTe semiconductor spectrometric unit, gamma quanta and X-ray quanta emitted by fissile material, for example, 235 U (E γ = 143 and 185 keV), 239 Pu (E γ = 60, 215 and 393 keV) and / or products their decay, for example 242 Am (Eγ = 60 keV), can be uniquely identified. The signals from the semiconductor spectrometric unit enter the spectrometric channel with a high resolution analyzer of the signal processing unit. A collimator 3 and a swivel joint 5 with remote control provide the possibility of directional registration of radiation. The hinge is controlled by the detector control unit, which is part of the electronic signal processing unit. The detector control unit also provides power to the semiconductor spectrometric unit and the scintillation counter unit.
Предлагаемое устройство обеспечивает дистанционное обнаружение и регистрацию нейтронов и гамма-излучения в счетном режиме, и спектрометрию мягкого гамма- и рентгеновского излучений с высоким энергетическим разрешением в контактном режиме регистрации. Последнее позволяет достоверно идентифицировать продукты распада делящихся материалов и изотопный состав регистрируемых радиоактивных веществ.The proposed device provides remote detection and registration of neutrons and gamma radiation in the counting mode, and spectrometry of soft gamma and X-ray radiation with high energy resolution in contact recording mode. The latter allows one to reliably identify the decay products of fissile materials and the isotopic composition of the recorded radioactive substances.
Предлагаемый детектор отвечает требованиям компактности, его рабочей температурой эксплуатации является комнатная температура. Дополнительным преимуществом предлагаемого детектора является возможность дистанционного выбора направления регистрации спектрометрического полупроводникового блока с помощью дистанционного управления шарниром.The proposed detector meets the requirements of compactness; its operating operating temperature is room temperature. An additional advantage of the proposed detector is the ability to remotely select the registration direction of the spectrometric semiconductor unit using remote control of the hinge.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007143871/28A RU2347241C1 (en) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Detector for recording of ionising radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007143871/28A RU2347241C1 (en) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Detector for recording of ionising radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2347241C1 true RU2347241C1 (en) | 2009-02-20 |
Family
ID=40531890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007143871/28A RU2347241C1 (en) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Detector for recording of ionising radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2347241C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451304C1 (en) * | 2010-12-09 | 2012-05-20 | Александр Иванович Обручков | Compensation method for directed detection of radioactive radiation and apparatus for realising said method |
| RU2781858C1 (en) * | 2019-08-19 | 2022-10-19 | Орта Догу Текник Университеси | Neutron detector with solid and liquid moderators for measuring neutrons in various energy ranges |
-
2007
- 2007-11-26 RU RU2007143871/28A patent/RU2347241C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| АКИМОВ Ю.К. Сцинтилляционные методы регистрации частиц больших энергий. - М.: Изд-во МГУ, 1963, с.87. * |
| ИВАНОВ В.И. Курс дозиметрии. - М.: Энергоатомиздат, 1988, 399 с. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451304C1 (en) * | 2010-12-09 | 2012-05-20 | Александр Иванович Обручков | Compensation method for directed detection of radioactive radiation and apparatus for realising said method |
| RU2781858C1 (en) * | 2019-08-19 | 2022-10-19 | Орта Догу Текник Университеси | Neutron detector with solid and liquid moderators for measuring neutrons in various energy ranges |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2007267904B2 (en) | Neutron and gamma ray monitor | |
| US20050023479A1 (en) | Neutron and gamma ray monitor | |
| US8436315B1 (en) | Compact thermal neutron monitor | |
| RU2502088C2 (en) | Apparatus and method for neutron detection by capture-gamma calorimetry | |
| US10670739B2 (en) | Gamma radiation and neutron radiation detector | |
| EP1989573B1 (en) | Solid state neutron detector | |
| RU2189057C2 (en) | Scintillation detector of neutron and gamma radiation | |
| Ryzhikov et al. | Advanced multilayer composite heavy-oxide scintillator detectors for high-efficiency fast neutron detection | |
| US10191161B1 (en) | Device and method for the location and identification of a radiation source | |
| RU2347241C1 (en) | Detector for recording of ionising radiation | |
| RU105474U1 (en) | DETECTOR FOR REGISTRATION OF IONIZING RADIATIONS | |
| RU2158011C2 (en) | Neutron and gamma-ray recording detector | |
| RU2143711C1 (en) | Detector for registration of ionizing radiation | |
| Ryzhikov et al. | The use of fast and thermal neutron detectors based on oxide scintillators in inspection systems for prevention of illegal transportation of radioactive substances | |
| Ryzhikov et al. | The highly efficient gamma-neutron detector for control of fissionable radioactive materials | |
| RU2272301C1 (en) | Scintillating neutron detector | |
| RU2231809C2 (en) | Detector of neutron-and gamma-radiations | |
| RU2412453C2 (en) | Scintillation counter of neutrons | |
| Baker et al. | Hand Held Neutron Detector Development for Physics and Security Applications | |
| Alvim et al. | A precise 14 MeV neutron detector | |
| Tancioni et al. | Gamma dose rate monitoring using a Silicon Photomultiplier-based plastic scintillation detector | |
| Langeveld et al. | Lead tungstate and silicon photomultipliers for transmission Z-spectroscopy in cargo inspection systems | |
| Boo et al. | Gamma-ray Source Detection with Coded-aperture Gamma Imager in a Complex Gamma-ray/Neutron Environment for Nuclear Security | |
| Kari Peräjärvi et al. | European Reference Network for Critical Infrastructure Protection: Novel detection technologies for nuclear security | |
| CA3208900A1 (en) | Neutron counting by delayed capture-gamma detection (dcd) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091127 |