RU93548U1

RU93548U1 - HODOSCOPE

Info

Publication number: RU93548U1
Application number: RU2010103007/22U
Authority: RU
Inventors: Виталий Иванович Микеров
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2010-04-27

Abstract

Годоскоп, содержащий N оптических элементов в виде стержней с прямоугольным сечением, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, спектросмещающие элементы и фотодиоды, отличающийся тем, что оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимно перпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней, преобразователи излучения выполнены в виде прямых параллелепипедов, установлены без оптического контакта между собой, причем преобразователи излучения покрыты светоотражающим и светозащитным материалом. Hodoscope containing N optical elements in the form of rods with a rectangular cross section, stacked alternately in two mutually perpendicular directions, spectroscopic elements and photodiodes, characterized in that the optical elements are made in the form of scintillating radiation converters, and the spectroscopic elements are made in the form of plates and are located on opposite end surfaces of the hodoscope in mutually perpendicular directions, and the plates are brought into optical contact only with the ends of the rods, radiation reobrazovateli formed as straight parallelepipeds mounted without optical contact between them, the radiation transducers and reflective coated sunscreen material.

Description

Полезная модель относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано для обнаружения радиоактивных материалов и источников.The utility model relates to the field of registration of ionizing radiation and can be used to detect radioactive materials and sources.

Известен годоскоп, содержащий блок из водородосодержащих сцинтиллирующих оптических элементов, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и фотоприемники, в котором сцинтиллирующие оптические элементы выполнены в виде покрытых светоотражающей оболочкой стержней с прямоугольным сечением a^.b, стержни скомпонованы в пакет размерами k^.b - по высоте, n^.a - по ширине и длиной m^.a, где а - ширина стержня пакета, b - высота стержня пакета, k - количество стержней по высоте пакета, n - количество стержней по ширине пакета, m - количество стержней по длине пакета, по крайней мере, на одной из граней каждого стержня пакета выполнены пазы, в пазах размещены сцинтиллирующие волокна, на торцах волокон расположены фотодиоды, по крайней мере, одна грань пакета последовательно покрыта двумя парами пластин для регистрации тепловых нейтронов и для регистрации гамма-квантов, каждая пара разделена дополнительными пластинами из веществ, ослабляющих соответствующие виды излучений, фотодиоды и пары пластин для регистрации тепловых нейтронов и для регистрации гамма-квантов соединены с входами схем совпадений, выходы которых соединены со входами контроллера, а выходы контроллера соединены со входом компьютера. Патент Российской Федерации №2308741, МПК: G01T 3/06, 2007 г.A hodoscope is known that contains a block of hydrogen-containing scintillating optical elements arranged in rows alternately in two mutually perpendicular directions, and photodetectors in which scintillating optical elements are made in the form of rods coated with a reflective sheath with a rectangular section a ^. b, the rods are arranged in a package of dimensions k ^. b - in height, n ^. a - in width and length m ^. a, where a is the width of the packet rod, b is the height of the packet rod, k is the number of rods by the height of the packet, n is the number of rods by the width of the packet, m is the number of rods along the length of the packet, at least on one of the faces of each packet rod grooves are made, scintillating fibers are placed in the grooves, photodiodes are located on the ends of the fibers, at least one face of the packet is sequentially covered with two pairs of plates for detecting thermal neutrons and for registering gamma rays, each pair is separated by additional plates of material Weakening the respective kinds of radiation, and a pair of photodiodes plates for detection of thermal neutrons and gamma rays are connected to the inputs of the coincidence circuits, whose outputs are connected to inputs of the controller, and the controller outputs connected to the input of the computer. Patent of the Russian Federation No. 2308741, IPC: G01T 3/06, 2007

Недостатком годоскопа является применение большого количества каналов регистрации, сложность изготовления системы считывания сцинтилляционного сигнала, требующая изготовления в сцинтиллирующих элементах пазов и введения в них спектросмещающих волокон с оптическим контактом.The hodoscope's disadvantage is the use of a large number of recording channels, the complexity of manufacturing a scintillation signal reading system, which requires making grooves in the scintillating elements and introducing spectroscopic fibers with an optical contact into them.

Известен годоскоп для тепловых нейтронов, содержащий водородосодержащие оптические элементы, уложенные рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, выполненные в виде стержней с прямоугольным сечением а^.b, причем стержни скомпонованы в пакет размерами k^.b по высоте, n^.a - по ширине и длиной m^.а, где а - ширина стержня, b - высота стержня, k - количество стержней по высоте пакета, n - количество стержней по ширине пакета, m - количество стержней по длине пакета, в стержнях пакета размещены спектросмещающие волокна, на торцах которых расположены фотодиоды, отличающийся тем, что оптические элементы годоскопа выполнены из несцинтиллирующих оптически прозрачных элементов, по крайней мере, одна из граней каждого элемента покрыта сцинтиллятором для регистрации тепловых нейтронов, фотодиоды соединены с входами схем совпадений, выходы которых соединены с входами контроллера, а выходы контроллера соединены с входом компьютера. Патент Российской Федерации №2371740, МПК: G01T 3/06, 2009 г. Прототип.Known hodoscope for thermal neutrons, containing hydrogen-containing optical elements arranged in rows alternately in two mutually perpendicular directions, made in the form of rods with a rectangular section a ^. b, the rods being arranged in a bag of dimensions k ^. b in height, n ^. a - in width and length m ^. a, where a is the width of the rod, b is the height of the rod, k is the number of rods along the height of the packet, n is the number of rods along the width of the packet, m is the number of rods along the length of the packet, spectroscopic fibers are placed in the rods of the packet, at the ends of which photodiodes are located, characterized in that the optical elements of the hodoscope are made of non-scintillating optically transparent elements, at least one of the faces of each element is covered with a scintillator for detecting thermal neutrons, photodiodes are connected to the inputs of coincidence circuits, the outputs of which connected to the controller's inputs and outputs of the controller connected to the input of the computer. Patent of the Russian Federation No. 2371740, IPC: G01T 3/06, 2009. Prototype.

Недостатком прототипа является возможность регистрации только тепловых нейтронов, сложная технология изготовления, большое количество каналов регистрации.The disadvantage of the prototype is the ability to register only thermal neutrons, a complex manufacturing technology, a large number of registration channels.

Полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа.The utility model eliminates the disadvantages of analogues and prototype.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение количества каналов регистрации, упрощение технологии изготовления сцинтиллирующих элементов.The technical result of the utility model is to reduce the number of registration channels, simplifying the manufacturing technology of scintillating elements.

Технический результат достигается тем, что в годоскопе содержащем N оптических элементов в виде стержней с прямоугольным сечением, уложенных рядами попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, спектросмещающие элементы и фотодиоды, оптические элементы выполнены в виде сцинтиллирующих преобразователей излучения, а спектросмещающие элементы выполнены в виде пластин и расположены на противоположных торцевых поверхностях годоскопа во взаимноперпендикулярных направлениях, причем пластины введены в оптический контакт только с торцами стержней, преобразователи излучения выполнены в виде прямых параллелепипедов, установлены без оптического контакта между собой, причем преобразователи излучения покрыты светоотражающим и светозащитным материалом.The technical result is achieved by the fact that in a hodoscope containing N optical elements in the form of rods with a rectangular cross-section, arranged in rows alternately in two mutually perpendicular directions, the spectroscopic elements and photodiodes, the optical elements are made in the form of scintillating radiation converters, and the spectroscopic elements are made in the form of plates and located on opposite end surfaces of the hodoscope in mutually perpendicular directions, and the plates are introduced into the optical contact of to the axial ends of the rods, radiation transducers are in the form of straight parallelepipeds mounted without optical contact between them, the radiation transducers and reflective coated sunscreen material.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлен годоскоп, содержащий N сцинтиллирующих преобразователей излучения в виде прямых параллелепипедов, уложенных перпендикулярно друг другу в смежных слоях, где: 1 - преобразователи излучения, 2 - спектросмещающие пластины, 3 - фотодетекторы, 4 - преобразователь излучения, положение которого определено при срабатывании фотодетекторов 3.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which schematically shows a hodoscope containing N scintillating radiation transducers in the form of straight parallelepipeds stacked perpendicular to each other in adjacent layers, where: 1 - radiation converters, 2 - spectroscopic plates, 3 - photodetectors, 4 - radiation converter whose position is determined when the photodetectors 3 are triggered.

Преобразователи излучения 1, выполнены в виде прямых параллелепипедов и не имеют оптического контакта между собой. Каждый преобразователь излучения 1 имеет оптический контакт на каждой из двух торцевых поверхностей с двумя скрещивающимися во взаимно-перпендикулярных направлениях спектросмещающими пластинами 2.The radiation converters 1 are made in the form of direct parallelepipeds and do not have optical contact with each other. Each radiation converter 1 has an optical contact on each of the two end surfaces with two spectrally displacing plates 2 crossing in mutually perpendicular directions.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При возникновении сцинтилляционной вспышки в каком-либо преобразователе излучения 1 (для пояснения такой преобразователь помечен позицией 4) фотоны от этой вспышки распространяются во все стороны, в том числе к противоположным торцам преобразователя излучения 1, где попадают в два спектросмещающих элемента 2.When a scintillation burst occurs in any radiation transducer 1 (for explanation, such a transducer is marked with a position 4), the photons from this flash propagate in all directions, including to the opposite ends of radiation transducer 1, where they fall into two spectroscopic elements 2.

В спектросмещающих элементах 2 фотоны поглощаются, излучая при этом фотоны меньшей энергии, которые распространяются по спектросмещающим элементам 2 к их торцам за счет полного внутреннего отражения от покрытия из светоотражающего материала. Фотоны, пришедшие на торцы спектросмещающих элементов 2, регистрируют фотодетекторами 3.In the spectroscopic elements 2, photons are absorbed, emitting lower-energy photons that propagate through the spectroscopic elements 2 to their ends due to total internal reflection from the coating of reflective material. Photons arriving at the ends of the spectroscopic elements 2 are recorded by photodetectors 3.

Положение преобразователя излучения 4, в котором произошла сцинтилляционная вспышка, определяют по номерам фотодетекторов 3, на которых сигнал появился практически одновременно.The position of the radiation transducer 4, in which the scintillation flash occurred, is determined by the numbers of photodetectors 3, on which the signal appeared almost simultaneously.

Преобразователи излучения 1 покрыты светоотражающим материалом для увеличения количества фотонов, попадающих в спектросмещающие элементы 2 и светозащитным материалом, чтобы свет не попал в соседние преобразователи излучения 1, а затем в соответствующие им спектросмещающие элементы 2.The radiation converters 1 are coated with a retro-reflective material to increase the number of photons entering the spectroscopic elements 2 and with a light-shielding material so that the light does not get into adjacent radiation converters 1, and then into the corresponding spectroscopic elements 2.

Спектросмещающие элементы 2 выполнены из пластмассового сцинтиллятора со спектросмещающими добавками, покрыты оболочкой из прозрачного материала, обычно из полиметилметакрилата, с коэффициентом преломления меньшим, чем пластмассовый сцинтиллятор, для увеличения количества фотонов, транспортируемых к фото детекторам 3.The spectroscopic elements 2 are made of a plastic scintillator with spectroscopic additives, are coated with a transparent material, usually polymethyl methacrylate, with a refractive index lower than the plastic scintillator, to increase the number of photons transported to the photo detectors 3.

Для предотвращения попадания фотонов, возникших в спектросмещающем элементе 2 в соседние, спектросмещающие элементы экранированы друг от друга светонепроницаемым материалом.To prevent the photons that have arisen in the spectroscopic element 2 from neighboring, the spectroscopic elements are shielded from each other by opaque materials.

В годоскопе для определения преобразователя излучения, в котором произошла сцинтилляционная вспышка, используют меньшее количество каналов регистрации, меньшее количество ячеек в случае двухкоординатного ФЭУ и меньшее количество фотодиодов 3. Не требуется изготовления пазов по всей длине преобразователей излучения 1. Например, в случае 100 преобразователей излучения 1 требуется всего тридцать каналов регистрации.In the hodoscope, to determine the radiation transducer in which the scintillation burst occurred, use fewer detection channels, fewer cells in the case of a two-axis PMT and fewer photodiodes 3. No grooves are required along the entire length of the radiation transducers 1. For example, in the case of 100 radiation transducers 1 requires only thirty channels of registration.

Claims

Hodoscope containing N optical elements in the form of rods with a rectangular cross section, stacked alternately in two mutually perpendicular directions, spectroscopic elements and photodiodes, characterized in that the optical elements are made in the form of scintillating radiation converters, and the spectroscopic elements are made in the form of plates and are located on opposite end surfaces of the hodoscope in mutually perpendicular directions, and the plates are brought into optical contact only with the ends of the rods, radiation reobrazovateli formed as straight parallelepipeds mounted without optical contact between them, the radiation transducers and reflective coated sunscreen material.