RU2569411C2 - Spectrometer for detecting xenon radionuclides - Google Patents
Spectrometer for detecting xenon radionuclides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569411C2 RU2569411C2 RU2011149375/28A RU2011149375A RU2569411C2 RU 2569411 C2 RU2569411 C2 RU 2569411C2 RU 2011149375/28 A RU2011149375/28 A RU 2011149375/28A RU 2011149375 A RU2011149375 A RU 2011149375A RU 2569411 C2 RU2569411 C2 RU 2569411C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- beta
- detector
- gamma
- spectrometer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/221—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by activation analysis
- G01N23/222—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by activation analysis using neutron activation analysis [NAA]
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение в целом относится к спектрометрам. В частности, настоящее изобретение относится к спектрометрам для обнаружения радионуклидов ксенона.The present invention generally relates to spectrometers. In particular, the present invention relates to spectrometers for detecting xenon radionuclides.
Уровень техникиState of the art
Последние годы в целях обнаружения ядерных испытаний в рамках Подготовительной комиссии Организации по договору о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний активно создается Международная система мониторинга, состоящая из станций, занимающихся сбором сейсмических инфразвуковых, радионуклидных и гидроакустических данных. Станции радионуклидного контроля являются важной частью системы мониторинга. Они, в частности, оснащаются автоматическими комплексами определения объемных концентраций радиоактивных благородных газов в атмосфере. Для мониторинга окружающей среды был выбран ксенон. Выявление радионуклидов ксенона в атмосфере выше фонового уровня и нахождение объемных активностей изотопов ксенона по отношению друг к другу в определенном диапазоне может означать факт несанкционированных ядерных испытаний или аварийной ситуации на ядерно-энергетическом объекте.In recent years, in order to detect nuclear tests, the International Monitoring System, consisting of stations collecting seismic infrasound, radionuclide and hydroacoustic data, has been actively created in the framework of the Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization. Radionuclide monitoring stations are an important part of the monitoring system. In particular, they are equipped with automatic complexes for determining the volumetric concentrations of radioactive noble gases in the atmosphere. Xenon was chosen for environmental monitoring. Detection of xenon radionuclides in the atmosphere above the background level and finding the volume activities of xenon isotopes with respect to each other in a certain range can mean the fact of unauthorized nuclear tests or an emergency at a nuclear power facility.
Для анализа выбраны следующие радионуклиды ксенона, поскольку величины их периодов полураспада наиболее удобны для произведения необходимых измерений и все они образуются в результате ядерных реакций деления: 131mХe (Т1/2=11,934 суток), 133mХe (Т1/2=2,191 суток), 133Хe (Т1/2=5,248 суток), 135Хe(Т1/2=9,14 ч). Фоновый уровень концентрации, например, 133Хe в атмосфере незначителен (около 1 мБк/м3 в европейской части РФ), и для его измерения требуется переработка большого объема атмосферного воздуха или использование высокочувствительной измерительной аппаратуры.The following xenon radionuclides were selected for analysis, since their half-lives are most convenient for making the necessary measurements and they all result from nuclear fission reactions: 131m Xe (T 1/2 = 11.934 days), 133m Xe (T 1/2 = 2.191 days ), 133 Xe (T 1/2 = 5.248 days), 135 Xe (T 1/2 = 9.14 h). The background concentration level, for example, of 133 Xe in the atmosphere is insignificant (about 1 mBq / m 3 in the European part of the Russian Federation), and its measurement requires the processing of a large volume of atmospheric air or the use of highly sensitive measuring equipment.
Известны спектрометры бета-гамма совпадений для измерения объемной активности радионуклидов ксенона, содержащие один детектор бета-излучений, один детектор гамма-излучения и стандартную схему совпадений (см., например, "A high-resolution, multi-parameter, β-γ coincidence, µ-γ anticoincidence system for radioxenon measurement", T.Schroettner, at al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 2010, Volume 621, Issue 1-2, p.478-488).Beta-gamma coincidence spectrometers for measuring the volumetric activity of xenon radionuclides are known, containing one beta radiation detector, one gamma radiation detector and a standard coincidence scheme (see, for example, "A high-resolution, multi-parameter, β-γ coincidence, µ-γ anticoincidence system for radioxenon measurement ", T. Schroettner, at al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 2010, Volume 621, Issue 1-2, p. 478-488).
Однако вследствие указанной конфигурации эти спектрометры обладают низкой эффективностью регистрации детектирования и для достижения требуемого уровня минимально детектируемой активности требуется производить спектрометрические измерения большой длительности и, кроме того, используемые детекторы обладают высокой стоимостью.However, due to the indicated configuration, these spectrometers have low detection detection efficiency, and to achieve the required level of minimally detectable activity, it is necessary to perform long-duration spectrometric measurements and, in addition, the used detectors have a high cost.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является разработка спектрометра для определения объемной активности радионуклидов ксенона, работающего по схеме бета-гамма совпадений, обладающего высокой эффективностью детектирования, высоким разрешением бета-детекторов и меньшей стоимостью компонентов.The objective of the present invention is to develop a spectrometer for determining the volumetric activity of xenon radionuclides, operating according to the beta-gamma coincidence scheme, which has high detection efficiency, high resolution of beta detectors and lower cost of components.
Таким образом, предложен спектрометр для определения объемной активности радионуклидов ксенона, в котором измеряемая проба представляет собой смесь газов, содержащий детектирующую часть, которая выполнена с возможностью детектирования бета-излучения и гамма-излучения и которая содержит измерительную камеру, блок детектирования бета-излучения и блок детектирования гамма-излучения. Блок детектирования бета-излучения содержит по меньшей мере два детектора бета-излучения, а блок детектирования гамма-излучения содержит по меньшей мере один детектор гамма-излучения.Thus, a spectrometer is proposed for determining the volumetric activity of xenon radionuclides, in which the measured sample is a mixture of gases containing a detecting part, which is configured to detect beta radiation and gamma radiation and which contains a measuring chamber, a beta detection unit and a block gamma radiation detection. The beta radiation detecting unit comprises at least two beta radiation detectors, and the gamma radiation detecting unit comprises at least one gamma radiation detector.
Использование двух детекторов бета-излучения модифицирует стандартную схему бета-гамма совпадений и метод бета-гамма совпадений, позволяя увеличить эффективность детектирования и уменьшить время детектирования.The use of two beta radiation detectors modifies the standard beta gamma coincidence scheme and the beta gamma coincidence method, allowing to increase the detection efficiency and reduce the detection time.
Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения каждый детектор бета-излучения и гамма-излучения имеет свой собственный спектрометрический тракт, причем детекторы бета-излучения и гамма-излучения имеют общую схему совпадений или каждый детектор бета-излучения и гамма-излучения содержит счетчики времени, позволяющие регистрировать временную метку события регистрации излучения.According to one embodiment of the present invention, each beta and gamma radiation detector has its own spectrometric path, wherein the beta and gamma radiation detectors have a common match pattern, or each beta and gamma radiation detector contains time counters allowing register the timestamp of the radiation registration event.
Предложенная конфигурация обеспечивает стабильность работы спектрометрических трактов спектрометра в течение его работы и обеспечивает четкое разделение пиков от конверсионных электронов радионуклидов ксенона. Кроме того, множество спектрометрических трактов позволяет уменьшить фон и обеспечивает идентификацию совпадений, относящихся к актам распада каждого из исследуемых радионуклидов, по результатам одной экспозиции.The proposed configuration ensures the stability of the spectrometric paths of the spectrometer during its operation and provides a clear separation of the peaks from the conversion electrons of xenon radionuclides. In addition, many spectrometric paths can reduce the background and provide identification of coincidences related to the decay events of each of the studied radionuclides, according to the results of one exposure.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения измерительная камера имеет плоскую форму, сверху и снизу измерительной камеры расположено по одному детектору гамма-излучения соответственно, а по меньшей мере два детектора бета-излучения расположены внутри измерительной камеры.According to another embodiment of the present invention, the measuring chamber is flat in shape, one gamma radiation detector is respectively located at the top and bottom of the measuring chamber, and at least two beta radiation detectors are located inside the measuring chamber.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения измерительная камера имеет кубическую форму, по меньшей мере два детектора бета-излучения расположены внутри измерительной камеры, а измерительная камера расположена во внутренней части детектора гамма-излучения или на поверхности этой части. Указанная конфигурация позволяет уменьшить стоимость спектрометра и повысить эффективность детектирования данным спектрометром.According to yet another embodiment of the present invention, the measuring chamber is cubic, at least two beta radiation detectors are located inside the measuring chamber, and the measuring chamber is located in or on the surface of the gamma radiation detector. The specified configuration allows to reduce the cost of the spectrometer and increase the detection efficiency of this spectrometer.
В указанной конфигурации два детектора бета-излучения могут быть расположены в измерительной камере последовательно на некотором расстоянии друг от друга, или, в качестве альтернативы, шесть детекторов бета-излучения могут быть расположены у каждой внутренней стороны измерительной камеры соответственно.In this configuration, two beta radiation detectors can be arranged sequentially at a certain distance from each other in the measuring chamber, or, alternatively, six beta radiation detectors can be located on each inner side of the measuring chamber, respectively.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения каждый детектор бета-излучения выбран из группы, включающей кремниевый pin-фотодиод, дрейфовый детектор на основе кремния и кремниевый поверхностно-барьерный детектор, а каждый детектор гамма-излучения представляет собой сцинтилляционный детектор. Указанные детекторы позволяют обеспечить минимальный эффект памяти от предыдущих проб и максимальную чувствительность спектрометра при определении радионуклидов ксенона. Данные детекторы обеспечивают высокую эффективность детектирования и высокое разрешение.In a preferred embodiment of the present invention, each beta radiation detector is selected from the group consisting of a silicon pin photodiode, a silicon-based drift detector and a silicon surface barrier detector, and each gamma radiation detector is a scintillation detector. These detectors make it possible to ensure the minimum memory effect from previous samples and the maximum sensitivity of the spectrometer when determining xenon radionuclides. These detectors provide high detection efficiency and high resolution.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения каждый спектрометрический тракт содержит анализатор амплитуд импульсов на соответствующем детекторе.According to yet another embodiment of the present invention, each spectrometric path comprises a pulse amplitude analyzer at a respective detector.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения спектрометр дополнительно содержит блок накопления данных, выполненный с возможностью создания списка параметров событий регистрации бета-излучения, включающего для каждого события регистрации по меньшей мере такие параметры, как амплитуда импульса на детекторе, номер детектора, зарегистрировавшего данное событие, а также один из таких параметров, как временная метка, соответствующая времени регистрации соответствующего события, и метка совпадения, подтверждающая факт регистрации излучения другим детектором спектрометра в заданном временном интервале.According to yet another embodiment of the present invention, the spectrometer further comprises a data storage unit configured to create a list of beta-radiation detection event parameters, including for each registration event at least parameters such as the amplitude of the detector pulse, the number of the detector that recorded this event, as well as one of such parameters as a time stamp corresponding to the time of registration of the corresponding event, and a coincidence mark confirming the fact radiation registration by another spectrometer detector in a given time interval.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения блок накопления данных соединен с блоком обработки данных, который включен в состав спектрометра или расположен отдельно от него и который выполнен с возможностью формирования визуального отображения независимых бета-гамма спектров с каждого детектора, а также двухмерного и/или трехмерного спектра бета-гамма совпадений на основе списка параметров событий регистрации бета-излучения и гамма-излучения.In a preferred embodiment of the present invention, the data storage unit is connected to a data processing unit, which is included in the spectrometer or located separately from it and which is configured to form a visual display of independent beta-gamma spectra from each detector, as well as two-dimensional and / or three-dimensional spectrum beta gamma matches based on a list of parameters for beta and gamma radiation events.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг.1 показана детектирующая часть спектрометра согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.Figure 1 shows the detecting part of the spectrometer according to one embodiment of the present invention.
На фиг.2 показана детектирующая часть спектрометра согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.2 shows a detecting portion of a spectrometer according to another embodiment of the present invention.
На фиг.3 представлена схема работы спектрометра, имеющего детектирующую часть, показанную на фиг.1.In Fig.3 presents a diagram of the operation of a spectrometer having a detecting part shown in Fig.1.
На фиг.4-7 показаны примеры двухмерных и трехмерных спектров бета-гамма совпадений на основе данных от спектрометра согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.Figure 4-7 shows examples of two-dimensional and three-dimensional spectra of beta-gamma matches based on data from a spectrometer according to one embodiment of the present invention.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Спектрометр для определения объемной активности радионуклидов ксенона согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения содержит блок детектирования бета-излучения и блок детектирования гамма-излучения и предназначен для детектирования следующих радионуклидов ксенона: 131mХе, 133mХe, 133Хе, 135Хе. Однако данный спектрометр может в случае необходимости детектировать и другие изотопы ксенона, если они радиоактивны и могут быть зарегистрированы методом бета-гамма совпадений.The spectrometer for determining the volumetric activity of xenon radionuclides according to one embodiment of the present invention comprises a beta radiation detection unit and a gamma radiation detection unit, and is intended for detecting the following xenon radionuclides: 131m Xe, 133m Xe, 133 Xe, 135 Xe. However, this spectrometer can, if necessary, detect other xenon isotopes if they are radioactive and can be detected by beta-gamma coincidence.
Для обеспечения высокой эффективности детектирования в спектрометре согласно настоящему изобретению блок детектирования бета-излучения содержит два или более детектора бета-излучения, расположенных внутри измерительной камеры, а блок детектирования бета-излучения содержит один или более детектор гамма-излучения. На фиг.1 изображена детектирующая часть 10 спектрометра согласно одному из вариантов реализации, содержащая измерительную камеру 11 в виде полого куба объемом 7 см3, в которую подается проба в виде смеси газов, а именно измеряемый препарат ксенона, блок 12 детектирования бета-излучения и блок 13 детектирования гамма-излучения. В данном варианте реализации блок 13 состоит из одного детектора гамма-излучения, а блок 12 состоит из шести детекторов бета-излучения, размер каждого из которых 1,5×1,5 см и которые размещены внутри камеры 11 таким образом, что каждый детектор расположен у одной стороны камеры 11. Камера 11, блок 12 и блок 13 размещены внутри пассивной защиты, которая представляет собой свинцовую камеру с толщиной стенки около 5 см, внутренняя поверхность которой покрыта слоями меди и кадмия толщиной 1 мм каждый. Блок 13 имеет размер 50×50 мм, в нем выполнен цилиндрический колодец размером 28×28 мм, в котором размещена камера 11.To ensure high detection efficiency in the spectrometer according to the present invention, the beta detection unit comprises two or more beta radiation detectors located inside the measuring chamber, and the beta detection unit contains one or more gamma radiation detectors. Figure 1 shows the detecting part 10 of the spectrometer according to one embodiment, containing a measuring chamber 11 in the form of a hollow cube with a volume of 7 cm 3 , into which a sample is supplied in the form of a mixture of gases, namely, the measured xenon preparation, the beta radiation detection unit 12, and a gamma radiation detecting unit 13. In this embodiment, the block 13 consists of one gamma radiation detector, and the block 12 consists of six beta radiation detectors, each 1.5 × 1.5 cm in size, and which are placed inside the chamber 11 so that each detector is located on one side of the chamber 11. The chamber 11, block 12 and block 13 are placed inside the passive protection, which is a lead chamber with a wall thickness of about 5 cm, the inner surface of which is covered with layers of copper and
В других вариантах реализации детекторы бета-излучения могут быть расположены по-другому, например на верхней и нижней сторонах измерительной камеры может быть размещено, например, по четыре детектора бета-излучения таким образом, что они полностью покрывают каждую указанную сторону. В еще одном варианте реализации детекторы бета-излучения расположены в измерительной камере параллельно или не параллельно двум противоположным сторонам измерительной камеры сторонам последовательно на некотором постоянном или изменяемом расстоянии друг от друга.In other embodiments, the beta radiation detectors may be arranged differently, for example, on the upper and lower sides of the measuring chamber, for example, four beta radiation detectors may be placed so that they completely cover each indicated side. In yet another embodiment, the beta radiation detectors are arranged in the measuring chamber parallel or non-parallel to the two opposite sides of the measuring chamber, the sides sequentially at some constant or variable distance from each other.
Каждый детектор бета-излучения может представлять собой кремниевый pin-фотодиод, дрейфовый детектор на основе кремния или кремниевый поверхностно-барьерный детектор, что обеспечивает минимальный эффект памяти при использовании спектрометра. Каждый детектор гамма-излучения представляет собой сцинтилляционный детектор, например неорганический кристаллический сцинтиллятор на основе таких материалов, как Nal(TI), Csl, ZnS и Bl4Ge3O12 (BGO).Each beta radiation detector can be a silicon pin photodiode, a silicon-based drift detector, or a silicon surface-barrier detector, which provides a minimal memory effect when using a spectrometer. Each gamma radiation detector is a scintillation detector, for example, an inorganic crystalline scintillator based on materials such as Nal (TI), Csl, ZnS and Bl 4 Ge 3 O 12 (BGO).
На фиг.2 представлена детектирующая часть 20 спектрометра согласно другому варианту реализации настоящего изобретения, содержащая измерительную камеру 26 плоской формы, в которую проба подается посредством линии 25 ввода пробы, два детектора 21 бета-излучения в виде кремниевых pin-фотодиодов, расположенных внутри камеры 26 у двух ее противоположных сторон, и два детектора гамма-излучения в виде кристаллических сцинтилляторов из Nal(TI), расположенных с двух противоположных сторон измерительной камеры и соответствующих размеру этих сторон. Детектирующая часть также содержит фотоэлектронный умножитель 23 для преобразования сигналов от детекторов, и она ограничена свинцовой защитой 24.Figure 2 shows the
Спектрометр согласно настоящему изобретению может быть исполнен в стационарном или мобильном варианте, в последнем случае он может быть перемещен с помощью любого транспортного средства.The spectrometer according to the present invention can be performed in a stationary or mobile version, in the latter case, it can be moved using any vehicle.
В одном из вариантов реализации для определения минимально детектируемой активности спектрометра в целях его калибровки использованы препараты ксенона, которые были получены с применением генератора ксенона на основе 252Cf. Одну часть препарата ксенона помещали в измерительную камеру детектора, а вторую часть сорбировали на ампулу с активированным углем и измеряли на аттестованном Ge-детекторе. Для получения изомера 131mХe был использован радиоактивный препарат 131I. Изменяя продолжительность генерации получения изотопов ксенона в Cf-источнике, было получено их разное процентное содержание в выделяемом препарате. Методом многократного деления и измерения частей пробы была получена требуемую активность. Погрешность определения объема разделенной пробы составляла менее 2%. Спектрометр обеспечивает минимальную детектируемую активность всех определяемых радионуклидов ксенона на уровне фона.In one embodiment, to determine the minimum detectable activity of the spectrometer for the purpose of its calibration, xenon preparations were used, which were obtained using a xenon generator based on 252 Cf. One part of the xenon preparation was placed in the measuring chamber of the detector, and the second part was sorbed on an activated carbon ampoule and measured on a certified Ge detector. To obtain the 131m Xe isomer, the radioactive drug 131 I was used. Changing the duration of the generation of xenon isotopes in the Cf source, their different percentages were obtained in the isolated preparation. By repeated dividing and measuring the parts of the sample, the required activity was obtained. The error in determining the volume of the separated sample was less than 2%. The spectrometer provides the minimum detectable activity of all detected xenon radionuclides at the background level.
На фиг.3 изображена схема работы спектрометра, имеющего детектирующую часть, показанную на фиг.1. Каждый детектор, включая введенный дополнительный детектор бета-излучения, соединен с помощью контактной группы с собственным спектрометрическим трактом, посредством чего обеспечена высокая чувствительность спектрометра и высокое энергетическое разрешение, необходимое для разделения пиков от конверсионных электронов 131mХe (130 кэВ), 133mХe (200 кэВ), 135Хe (214 кэВ), что позволяет однозначно и одновременно измерять вышеуказанные радионуклиды ксенона 131mХe, 133mХe, 133Хe, 135Хe.Figure 3 shows a diagram of the operation of a spectrometer having a detecting part shown in figure 1. Each detector, including the introduced additional beta radiation detector, is connected via a contact group to its own spectrometric path, thereby providing a high spectrometer sensitivity and high energy resolution necessary for separating the peaks from the conversion electrons 131m Xe (130 keV), 133m Xe (200 keV), 135 Xe (214 keV), which allows you to uniquely and simultaneously measure the above radionuclides of xenon 131m Xe, 133m Xe, 133 Xe, 135 Xe.
Каждый спектрометрический тракт содержит, помимо прочего, спектрометрический усилитель и анализатор амплитуд импульсов, определяющий амплитуду импульса на соответствующем детекторе. Сигналы со всех спектрометрических трактов обрабатываются блоком регистрации совпадений, представляющим собой общую схему совпадений, в котором каждому событию регистрации излучения присваивается временная метка и номер детектора, зарегистрировавшего данное событие. Вместо общей схемы совпадений в каждом спектрометрическом тракте могут использоваться счетчики времени, регистрирующие временную метку события регистрации излучения.Each spectrometric path contains, among other things, a spectrometric amplifier and a pulse amplitude analyzer that determines the pulse amplitude at the corresponding detector. The signals from all spectrometric paths are processed by the coincidence registration unit, which is a general coincidence scheme in which each radiation registration event is assigned a time stamp and the number of the detector that recorded this event. Instead of a general coincidence scheme, each spectrometric path can use time counters that record the time stamp of the radiation registration event.
Возвращаясь к фиг.3, сигналы далее поступают на блок накопления данных, который формирует список параметров событий регистрации бета-излучения и гамма-излучения, включающий следующие параметры: амплитуда импульса на детекторе, номер детектора, зарегистрировавшего данное событие, и метка совпадения, подтверждающая факт регистрации излучения на другом детекторе спектрометра в заданном временном интервале. Список параметров также может включать дополнительные или другие параметры. Например, в случае использования счетчиков времени список параметров событий регистрации может включать амплитуду импульса на детекторе, номер детектора, зарегистрировавшего данное событие, и временную метку, характеризующую время регистрации данного события.Returning to figure 3, the signals are then fed to the data storage unit, which forms a list of parameters for the events of registration of beta radiation and gamma radiation, including the following parameters: the amplitude of the pulse at the detector, the number of the detector that recorded this event, and the coincidence mark confirming the fact registration of radiation at another detector of the spectrometer in a given time interval. The parameter list may also include additional or other parameters. For example, in the case of using time counters, the list of parameters for registration events may include the amplitude of the pulse at the detector, the number of the detector that registered this event, and the time stamp characterizing the time of registration of this event.
Блок накопления данных может быть соединен с блоком обработки данных, представляющим собой внутренний компьютер спектрометра или внешний компьютер, который может формировать визуальное отображение независимых бета-гамма-спектров с каждого детектора, и двухмерных и/или трехмерных спектров бета-гамма совпадений на основе описанного выше списка параметров событий регистрации, примеры которых приведены на фиг.4-7. При анализе указанного списка параметров размерность спектра принимается равной 1024×1024 канала.The data storage unit may be connected to the data processing unit, which is an internal computer of the spectrometer or an external computer, which can form a visual display of independent beta-gamma spectra from each detector, and two-dimensional and / or three-dimensional spectra of beta-gamma matches based on the above a list of registration event parameters, examples of which are shown in FIGS. 4-7. When analyzing the specified list of parameters, the dimension of the spectrum is taken equal to 1024 × 1024 channels.
Фиг.4 иллюстрирует трехмерный спектр бета-гамма совпадений для фонового спектра, а фиг.5 изображает трехмерный спектр бета-гамма совпадений для смеси четырех радионуклидов ксенона. Фиг.6 изображает трехмерный спектр бета-гамма совпадений для 131mХe, на фиг.7 показан двухмерный бета-спектр для 131mХe (срез трехмерного спектра по гамма-энергии 30 кэВ).Figure 4 illustrates a three-dimensional spectrum of beta gamma matches for a background spectrum, and Figure 5 depicts a three-dimensional spectrum of beta gamma matches for a mixture of four xenon radionuclides. Fig.6 depicts a three-dimensional spectrum of beta-gamma matches for 131m Xe, Fig.7 shows a two-dimensional beta spectrum for 131m Xe (slice of a three-dimensional spectrum of 30 keV gamma energy).
Настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами реализации, раскрытыми в данном описании лишь в иллюстративных целях, и охватывает все модификации и варианты, не выходящие за рамки объема и сущности изобретения, которые определены формулой изобретения.The present invention is not limited to the specific embodiments disclosed herein for illustrative purposes only, and encompasses all modifications and variations without departing from the scope and spirit of the invention as defined by the claims.
Claims (11)
отличающийся тем, что блок детектирования бета-излучения содержит по меньшей мере два детектора бета-излучения, а блок детектирования гамма-излучения содержит по меньшей мере один детектор гамма-излучения.1. A spectrometer for determining the volumetric activity of xenon radionuclides, in which the measured sample is a gas mixture containing a detecting part, which is configured to detect beta radiation and gamma radiation and which contains a measuring chamber, a beta detection unit and a gamma detection unit -radiation
characterized in that the beta radiation detection unit comprises at least two beta radiation detectors, and the gamma radiation detection unit comprises at least one gamma radiation detector.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011149375/28A RU2569411C2 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Spectrometer for detecting xenon radionuclides |
| PCT/RU2012/001004 WO2013085428A1 (en) | 2011-12-05 | 2012-12-03 | Spectrometer for discovering xenon radionuclides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011149375/28A RU2569411C2 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Spectrometer for detecting xenon radionuclides |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011149375A RU2011149375A (en) | 2013-06-10 |
| RU2569411C2 true RU2569411C2 (en) | 2015-11-27 |
Family
ID=48574668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011149375/28A RU2569411C2 (en) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Spectrometer for detecting xenon radionuclides |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2569411C2 (en) |
| WO (1) | WO2013085428A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11752254B2 (en) | 2016-09-20 | 2023-09-12 | Bracco Diagnostics Inc. | Radioisotope delivery system with multiple detectors to detect gamma and beta emissions |
| CN109991647B (en) * | 2017-12-31 | 2021-07-30 | 中国人民解放军63653部队 | Application method of radioactive xenon rapid high-sensitivity detection device |
| US11810685B2 (en) | 2018-03-28 | 2023-11-07 | Bracco Diagnostics Inc. | Early detection of radioisotope generator end life |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1716457A1 (en) * | 1990-08-16 | 1992-02-28 | Филиал Института атомной энергии им.И.В.Курчатова | Automatic radiator monitoring of environment in the region of object containing radioactive substances |
| US6262420B1 (en) * | 1999-04-16 | 2001-07-17 | Sandia Corporation | Detection of alpha radiation in a beta radiation field |
| RU2366977C1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Spectrometre-dosimetre |
| RU2427972C1 (en) * | 2007-07-19 | 2011-08-27 | Кэнон Кабусики Кайся | Radiation detection apparatus and imaging system using radiation |
-
2011
- 2011-12-05 RU RU2011149375/28A patent/RU2569411C2/en active
-
2012
- 2012-12-03 WO PCT/RU2012/001004 patent/WO2013085428A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1716457A1 (en) * | 1990-08-16 | 1992-02-28 | Филиал Института атомной энергии им.И.В.Курчатова | Automatic radiator monitoring of environment in the region of object containing radioactive substances |
| US6262420B1 (en) * | 1999-04-16 | 2001-07-17 | Sandia Corporation | Detection of alpha radiation in a beta radiation field |
| RU2427972C1 (en) * | 2007-07-19 | 2011-08-27 | Кэнон Кабусики Кайся | Radiation detection apparatus and imaging system using radiation |
| RU2366977C1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Spectrometre-dosimetre |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "A high-resolution,multi-parameter, β-γ coincidence, μ-γ anticoincidence system for radioxenon measurement" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 621, 2010, 478-488. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011149375A (en) | 2013-06-10 |
| WO2013085428A1 (en) | 2013-06-13 |
| WO2013085428A9 (en) | 2013-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Le Petit et al. | Innovative concept for a major breakthrough in atmospheric radioactive xenon detection for nuclear explosion monitoring | |
| US20100264319A1 (en) | Intelligent Sensor Platform | |
| Cagniant et al. | Improvements of low-level radioxenon detection sensitivity by a state-of-the art coincidence setup | |
| Sivels et al. | A review of the developments of radioxenon detectors for nuclear explosion monitoring | |
| Magán et al. | First tests of the applicability of γ-ray imaging for background discrimination in time-of-flight neutron capture measurements | |
| RU2569411C2 (en) | Spectrometer for detecting xenon radionuclides | |
| US8648314B1 (en) | Fast neutron imaging device and method | |
| Montémont et al. | NuVISION: a portable multimode gamma camera based on HiSPECT imaging module | |
| CN108490479B (en) | Method for testing radionuclide | |
| Wahl et al. | Polaris-H measurements and performance | |
| Hennig et al. | Development of a phoswich detector system for radioxenon monitoring | |
| Popov et al. | Measuring low activities of fission-product xenon isotopes using the β-γ coincidence method | |
| Cagniant et al. | On the use of 127Xe standards for the quality control of CTBTO noble gas stations and support laboratories | |
| Kalinowski et al. | The complexity of CTBT verification. Taking noble gas monitoring as an example | |
| Khrustalev et al. | Silicon PIN diode based electron-gamma coincidence detector system for Noble Gases monitoring | |
| Długosz-Lisiecka | Application of modern anticoincidence (AC) system in HPGe γ-spectrometry for the detection limit lowering of the radionuclides in air filters | |
| RU2730107C2 (en) | Device for in situ analysis of radioactive wastes containing isotope chlorine-36 | |
| Li et al. | Efficiency calibration and self-attenuation correction in radioxenon measurement using β-γ coincidence method | |
| Altomare et al. | A high efficiency fast-response gamma detector with mrad pointing capabilities | |
| RU2457469C1 (en) | Mobile device for identifying concealed substances (versions) | |
| Cagniant et al. | Cosmic muon effect in the background of a Si/Si coincidence measurement: Study and application | |
| Carter et al. | A portable cosmic ray detector for engineering, IoT, and science research | |
| Keith et al. | Analytical methods | |
| RU2559309C1 (en) | Method of detecting and identifying concealed substances | |
| JP2005114386A (en) | High sensitivity method of analyzing nuclide using three-dimensional cube by multiple-gamma ray measurement |