SU776272A1

SU776272A1 - Scintillation detector with reference source

Info

Publication number: SU776272A1
Application number: SU792771389A
Authority: SU
Inventors: И.А. Лебедев; О.П. Соборнов; О.П. Щеглов
Original assignee: Ордена Ленина Институт Геохимии И Аналитической Химии Им.В.И.Вернадского
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1982-06-23

Description

,. ,

Изобретение относитс к области экспериментальной дерной физики, точнее к устройствам детектировани гамма-излучени с одновременным контролем работоснособности и стабильности энергетического диапазона сцинтилл ционного спектрометра , предназначенного дл измерени низких активностей.The invention relates to the field of experimental nuclear physics, more precisely to devices for detecting gamma radiation with simultaneous monitoring of the workability and stability of the energy range of a scintillation spectrometer, designed to measure low activities.

Измерение низких активностей радионуклидов при длительных экспозици х, и, особенно, в услови х воздействи различных дестабилизирующих факторов (геофизические и космические исследовани ) св зано с высокими требовани ми к проблеме контрол стабильности энергетического диапазона спектрометра.Measurement of low radionuclide activities during long exposures, and especially under the conditions of various destabilizing factors (geophysical and space research) is associated with high demands on the problem of controlling the stability of the energy range of the spectrometer.

Известен сцинтилл ционный детектор, содержащий сцинтил ционный кристалл на основе цези йодистого 1.A scintillation detector is known, which contains a cesium-iodide-based scintillation crystal 1.

Основным недостатком этого известного устройства вл етс отсутствие контрол стабильности работы, что ухудшает точность измерений.The main disadvantage of this known device is the lack of stability control, which degrades the measurement accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс сцинтилл ционный детектор со встроенным реперным источником, содержащий сцинтилл ционный кристалл на основе цези йодистого 2. - Основные недостатки этого известного устройства в невозможности контрол за стабильностью энергетического диапазона спектрометра при изменении температуры 5 среды, окружающей детектор, и увеличении скорости счета фоновых импульсов в рабочем диапазоне спектрометра.The closest in technical essence to the present invention is a scintillation detector with a built-in reference source containing a cesium iodide-based scintillation crystal 2. - The main disadvantages of this known device are the inability to control the stability of the spectrometer's energy range when the temperature 5 of the environment surrounding the detector changes and an increase in the counting rate of background pulses in the working range of the spectrometer.

Первый недостаток обусловлен тем, что световыход таких детекторов имеет различные температурные характеристики при возбуждении -уквантами и зар женными частицами. Второй недостаток вл етс следствием самопоглощени а-частиц в самом источнике, а также рассе ни и неполного поглощени в сцинтилл торе и материале подложки.The first drawback is due to the fact that the light output of such detectors has different temperature characteristics when excited by quanta and charged particles. The second drawback is a result of the self-absorption of a-particles in the source itself, as well as scattering and incomplete absorption in the scintillator and the substrate material.

Целью изобретени вл етс обеспечение контрол стабильности световыхода детектора .The aim of the invention is to control the stability of the light output of the detector.

20 Поставленна цель достигаетс тем, что в сцинтилл ционный детектор с реперным источником, содержащий сцинтил ционный кристалл на основе цези йодистого, в центр кристалла дополнительно введен точечный источник гамма-излучени Cs заданной активности.This goal is achieved by the fact that a point source of gamma radiation Cs of a given activity is additionally introduced into the center of the crystal in a scintillation detector with a reference source containing a scintillation crystal based on cesium iodide.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый сцинтилл ционный детектор; на фиг. 2 - гамма-спектры, полученные без то30 чечного источника и с ним.FIG. Figure 1 shows schematically the proposed scintillation detector; in fig. 2 — gamma spectra obtained without and with a point source.

Детектор состоит из сцинтилл ционного кристалла 1 Cs I (Т1) (фЮОХЮО мм), в центре которого в отверстии 2 (0 1 мм) помещена фторопластова трубка 3, на конце которой находитс точечный источник 4 активностью 100 распадов/с, герметичного корпуса 5 со стекл нным окном 6, расположенного над фотоумножителем 7.The detector consists of a 1 Cs I scintillation crystal (T1) (fUOHUO mm), in the center of which in the opening 2 (0 1 mm) there is a fluoroplastic tube 3, at the end of which there is a point source 4 with an activity of 100 decays / s, a sealed body 5 with glass window 6 located above the photomultiplier 7.

На фиг. 2 приведены гамма-спектры, полученные , 8 - до установки и 9 - после установки точечного источника Cs. При размерах сцинтилл тора 0 80X80 мм и более гамма-кванты с энергией 661,6 кэВ практически полностью поглощаютс внутри кристалла, и в наблюдаемом гаммаспектре заметен лишь дополнительный пик полного поглощени при практически полном отсутствии комптоновского распределени . Реперный пик может быть использован в системе автоматической коррекции дрейфа, поскольку природа его та же, что и природа пиков регистрируемого излучени .FIG. 2 shows the gamma spectra obtained, 8 - before installation and 9 - after the installation of a point source Cs. With a scintillator size of 0 80X80 mm and more, gamma quanta with an energy of 661.6 keV are almost completely absorbed inside the crystal, and in the observed gamma spectrum only an additional peak of total absorption is observed with an almost complete absence of Compton distribution. The reference peak can be used in the automatic drift correction system, since its nature is the same as the nature of the peaks of the detected radiation.

Поскольку сцинтилл ционные кристаллы на основе Cs I всегда содержат в томили ином количестве загр зн ющий их радионуклид осколочного происхождени , то это обсто тельство практически исключает возможность их использовани дл измерени низких активностей в низкоэнергетическом участке диапазона вплоть до энергии 0,75 МэВ. В св зи с указанным выше эти высокоэффективные и механически прочные детекторы целесообразно использовать дл анализа радионуклидов лишь в области энергий от 0,75 до 3-5 МэВ.Since scintillation crystals based on Cs I always contain a different amount of contaminating fragmentation radionuclide, this circumstance virtually excludes the possibility of using them to measure low activities in the low energy region up to 0.75 MeV. In connection with the above, these highly efficient and mechanically robust detectors should be used for analyzing radionuclides only in the energy range from 0.75 to 3-5 MeV.

Различие в концентраци х загр зн ющего детекторы Cs преп тствует, кроме того, их взаимозамен емости.Differences in the concentrations of contaminating Cs detectors interfere with their interchangeability.

Таким образом, использование изобретени позвол ет превратить недостатки дедекторов на основе йодистого цези в их дополнительное достоинство.Thus, the use of the invention makes it possible to turn the disadvantages of detectors based on cesium iodide into their additional advantage.

Проведенные авторами эксперименты показали, что дополнительное отверстие, сделанное в негнгроскопичиом и пластич юм материале сцинтилл тора, практически (в пределах погрешностей измерений) неThe experiments carried out by the authors showed that an additional hole made in the non-scopic and plastic material of the scintillator practically (within the limits of measurement errors) did not

ухудшает его спектрометрических характеристик . При этом изобретение позвол ет значительно сократить врем , затрачиваемое на проверку работоспособности системы и осуществить ее в услови х значительного колебани температур и других нагрузок , когда применение известных детекторов невозможно.impairs its spectrometric characteristics. In this case, the invention makes it possible to significantly reduce the time spent on testing the performance of the system and implement it under conditions of considerable fluctuations in temperature and other loads, when the use of known detectors is impossible.

Claims

1.V. V. Matveyev, B.I. Khazanov. Instruments for measuring ionizing radiation. Atomizdat, 1972, p. 206.

2.Y. A. Tsirlin, V. V. Pomerantsev, T. I. Sokolovska, et al. Scintillation gamma-ray detector with a reference line. The collection “Nuclear equipment. Questions of atomic science and technology out. 20, 1973, Atomizdat, p. 48 (prototype).