SU807807A1 - Радиометр дл измерени активности радионуклидов в жидком сцинтилл торе - Google Patents

Abstract

1. РАДИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ В ЖИДКОМ СЦИНТИЛЛЯТОРЁ, содержащий фотоэлектронные умножители, наход щиес  в оптическом контакте с жидким сцинтилл -iTOpoM, схему совпадений, соединенную с управл ющим входом'линейного ключа, суг>&1матор и амплитудный анализатор, отличающий с 'Я тем, что,'с целью повышени  точности измерений , в него введены линейные усилители тока, устройство режекциии интегратор, причем выходы фотоэлектронных умножителей подключены 'к входам усилителей тока, выходы которых через устройство режекции соединены с входами схемы совпадений, а через сумматор - с входом линейного 'ключа, выход которого через интегра'^'ор подключен к входу , амплитудного анализатора. ' 2. Радиометр по п. 1,, о т л и- . чающийс  тем, что устройство режекции сддержит два параллельных канала, каждый из которых образован последовательно соединенными формирователем и схемой запрета , выход которой соединен с выходом устройства, а вход - с входом схемы | задержки, причем выход схемы задержки первого канала соединен с управл ющим входом схемы запрета второго канала, а выход схемы-задержки второго канала соединен с управл ющим входом схемы запрета первого канала.W00о •ч00

Description

Изобретение относитс  к  дерно1лу прибог- остроепию ti может бЕЛТЬ исполь зовано при построении медико-биологических приборов дл  исследований проб., содержаших низкознергетическке бета-излучатели такие, как тритий, углерод, фосфор, растворенные 3 жидких сцинтилл торах. Известны радиометры 1 , содержащие два фотоэлектронных умножител  (ФЭУ), наход щихс  в оптическом коЕ1такте с жидким сцинтилл тором , Енходы ФЭУ подключены к схеме совпадений и cyf.-tMaTopy, выход которого соединен с входом амплитудного анализатора ситналов управл ющий зхо,гд аьплитудного анализатора под1 .т1юч&-л к выходу cxet/iu совпадений. Нелоста.тком таких устройств  вл етг   г-озг:етенна  частотна  загрузка амплитудного ангглизатора, так к на Tiro вход гюступают как сигналы Шума,- так и полезные сигналы. Сигналы шума при большой частоте, их следовани  могут изменить калибров ку амплитудного анализатора и привести к неточност м амплитудного анализатора полезны ;, сигналов. Наиболее близким техническим ре шение:. к за вл емому  вл етс  ради метр 2J, Б котором этот недостато устранен. . Известный радиометр содержит ФЭУ, наход щийс  в оптическом контакте с жидким сцинтилл тором, схему сов падений., соединенную с управл ющим входом линейного ключа, cy 1мaтop и амплитудный анализатор, При попадании бета-частиц в рас вор сцинтилл тора он возбуждаетс  и испускает дютоны света, регистри ФЭУ. Так как энергии бетачастиц (например, у трити  )малы, число фотонов света, попсздающих. на фотокатсд ФЭУ, невелико. Из-за ;низкой квантовой эффективности фотокатода полезные сигналы лежат в области одноэлектронной компоненты шумов ФЭУ Дл  выделени  полезных сигналов из шумов используетс  схема совпадений , котора  управл ет линейным кл о-:ом и пропускает на амплитудный анализатор полезные сигналы с малой примесью сигналов шума. . Дл  лу пиего выделени  сигналов из шумов сигналы с двух ФЭУ суммируют: . Дл  сжати  динамического диа пазона амплитуд сигналы после сумматора усиливаютс  логарифмическим усилителем. Использование логарифм ческого усилител  з тракте обуслов лено тем, что при регистрации смесей радионуклидов таких, например, как третий   фосфор, динамический диапазон регистрируемых сигналов достигает 1000 и дл  его сжати  не ходим усилитель с нелинейной харак теристикой. Амплитуды сигналов после схемы линейного пропускани  анализируютс  амплитудным анализатором, который производит селекциюсигналов от шумов, а также селекцию сигналов по энерги м дл  регистрации парциальных активностей различных радионуклидов , присутствующих в растворе . Основным недостатком известного радиометра  вл етс  повышение влийни  шумов ФЭУ на точность измерени  из-за отсутстви  режекции оптической обратной св зи и неоптимального формировани  полосы пропускани  усилительного тракта. Оптическа  обратна  св зь возникает из-за попадани  квантов света, образованных при формировании шумово го сигнала, внутри колбы одного ФЭУ на другой ФЭУ. В результате этого шуТ/Го ФЭУ регистрируютс  схемой совпадени . , В насто щее врем , это . вл етс  одним из основных факторов, ограничивающих точность измерений активности . Неоптимальность формировани  полосы пропускани  обусловлена тем, что дл  селекции сигналов по энерги м их амплитуда должна быть про- . порциональна зар ду импульса полезного сигнала на выходе ФЭУ. Дл  этого в данном радиометре импульс тока сигналов ФЭУ интехрируетс  до логарифмического усилител . При. этом весь тракт усилени  выполнен медленным . Импульсы же тока полезного сигнала особенно в области одноэлектронной компоненты представл ют собой наносекундные сигналы, длительности которых определ ютс  временНЫГЖ1 характеристиками ФЭУ и составл ют дл  современных ФЭУ- 30-40 нс В этом случае линейный усилительный тракт радиометра, формирующий сигналы в микросекундном диапазоне, обладает повышенными шумами, внос щими ошибки в измерени  низкоэнерге. тических изотопов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений,. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в радиометр, содержащий фотоэлектронные умножители, наход щиес  в оптическом контакте с жидким сцинтилл тором, схему совпадений , соединенную с управл ющим входом линейного ключа, сумматор и амплитудный анализатор, введены линейные усилители тока, устройство режекции оптической обратной св зи и интегратор, причем выходы фотоэлектронных умножителей подключены к входам усилителей тока, выходы которых соединены через устройство режекции оптической обратной св зи с входами схемы совпадений, а через сумматор - с входом лине,йнс1)го ключа, выход линейного ключа через интегра тор подключен к входу амплитудного анализатора. Кроме того, устройство режекции оптической обратной св зи содержит два параллельных канала, каждый из которых образован последовательно соединенными формирователем и схемой запрета, выход которой соединен с выходом устройства, а вход - с входом схемы задержки, причем выход схемы задержки первого канала соеди нен с управл ющим входом схемы запрета второго канала, а выход схемы задержки второго канала соединен с управл ющим входом схемы запрета первого канала. На фиг. 1 показана блок-схема описываемого радиометра,- на фиг. 2 блок-схема устройства режекции опти ческой обратной св зи. Радиометр дл  измерени  активное ти низкоэнергетических радионуклидо в растворах жидкого сцинтилл тора состоит из (фиг. 1Ь фотоэлектронных умножителей 1 и 2, линейных усилителей тока 3 и 4, устройства 5 режекции оптической обратной св зи , схекы совпадений 6, сумматора 7, линейного ключа 8, интегратора 9 и амплитудного анализатора 10, пр чем, выходы фотоэлектронных умножителей 1 и 2 подключены к входам линейных усилителей тока 3 и 4, выходы которых соединены через устрой ство режекции оптической обратной св зи 5 с входами схемы совпадений б, а через сумматор 7, линейный клю . 8 и интегратор 9 - с входом амплитудного анализатора 10, выход схемы совпадений 6 подключен к управл ющему входу линейного ключа 8. Устройство 5 режекции оптической обратной св зи (фиг. 2) имеет два входа 11 и 12, два формировател  13 и 14, два устройства задержки 15 и 16 и две схемы запрета 17 и 18, выходы которых соединены с входами 19 и 20 устройства. Работа устройства осуществл етс  следующим образом. Импульсы ФЭУ усиливаютс  линейными усилител ми тока 3 и 4. Усиленные импульсы тока через сумматор 7 и линейный ключ 8 поступают на интегратор 9, где происходит инте грирование импульсов тока и формиро вание сигнсшов по форме. При этом формирование может быть выполнено в любой полосе частот без ухудшени  отношени  сигнал/шум, так как формирование выполн етс  за нормально закрытым линейным ключом и накоплени  сигналов шума на интеграторе не происходит. Линейный ключ 8 управл етс  выходными сигналами схемы совпгщений 6, котора  вырабатывает на управл ющем входе линейного ключа сигнал, длительност которого примерно равна длительности) импульса тока ФЭУ на выходе сумматора 7 и составл ет 40-50 не. Так как частота импульсов шума ограничена, на выход линейного ключа во действи  управл ющего сигнала проходит практически всегда один сигнал, равный сумме сигналов с выходов усилителей 3 и 4, что также способствует устранению наложений сигналов шума в интеграторе и соответственно уменьшает вли ние шума на точность измерений. Дл  устранени  регистрации совпадений , обусловленных оптической обратной св зью между ФЭУ, сигналы усилителей 3 и 4 проход т через устройство режекции оптической обратной св зи. Схема совпадений в этом случае обеспечивает повышенную точность измерений, так как на ее выходе отсутствуют сигналы, обусловленные совпадени ми шумовых сигналов ФЭУ из-за оптической обратной св зи. В основу устройства режекции оптической обратной св зи положено использование задержки сигналов ФЭУ, обусловленных конечным временем прохождени  электронов через его динодную систему. Это врем  дл  обычно используемых низкошум щих ФЭУ составл ет 50-60 НС и может быть использовано в качестве критери  различи  совпадающих по времени по влени  полезных сигналов от сигналов шума. Оптическа  обратна  св зь возникает при образовании мощных сигналов на последних динодах умножительной системы ФЭУ. В этом случае при действии сигналов шума образовавшиес  в колбе ФЭУ фотоны могут вызвать по вление либо второго сигнала на выходе того же ФЭУ, где они образовались - так называемого послеимпульса ,либо вызвать одновременное по вление сигналов сразу в двух ФЭУ и быть ошибочно зарегистрированными схемой совпадений. Усиленные импульсы тока ФЭУ поступают на соответствующие входы 11 и 12 устройства режекции оптической обратной св зи и запускают формирователи 13 и 14, имеющие времена разрешени , большие задержки сигналов ФЭУ. Сигналы формирователей 13 и 14поступают на схемы запрета 17 и 18 и одновременно через устройства задержки 15 и 16 на управл ющие входы схем запрета, осуществл   перекрестную блокировку прохождени  сигналов. Врем  задержки устройств 15и 16 доджно быть меньше времени задержки.сигналов ФЭУ. В этом случае . прслеимпульсы . не вызовут повторного срабатывани  формирователей 13 и 14, так как временной интервал , между послеимпульсаш, равный времени задержки сигналов ФЭУ, будет

больше, чем разрешающее врем  формирователей 13 и 14. При одновременном же по влении сигналов на входах 1.1 и 12 из-за оптической обратной св зи их прохождение на схему совпадений будет также заблокировано, так как врем  по влени  сигнала на выходе второго ФЭУ от фотонов, образовавшихс  в колбе первого ФЭУ,, равно времени задержки сигналов второго ФЭУ, а, перекрестна  блокировка прохождени  сигналов происходит через врем , меньшее времени задержки сигналов ФЭУ.

Таким образом режектируютс  все виды сигналов, обусловленных оптической обратной

св зью, ,

Кооме того, применение линейных усилителей тока 3 и 4 позволило сократить оборудование усилительного тракта устройства, так как стало возможным одновременно усиливать в одном и том же тракте сигналы как дл  энергетического , так и временного анализов .

Claims (2)

1. РАДИОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ В ЖИДКОМ СЦИНТИЛЛЯТОРЕ, содержащий фотоэлектронные умножители, находящиеся в оптическом контакте с жидким сцинтиллятором, схему совпадений, соединенную с управляющим входом'линейного ключа, сумматор и амплитудный анализатор, отличающийся тем, что, 'с целью повышения точности измерений , в него введены линейные усилители тока, устройство режекции и интегратор, причем выходы фотоэлектронных умножителей подключены к входам усилителей тока, выходы которых через устройство режекции соединены с входами схемы совпадений, а через сумматор - с входом линейного ключа, выход которого через интегратор подключен к входу . амплитудного анализатора.

2. Радиометр по π. 1,. о т л ичающийся тем, что устройство режекции срдержит два параллельных канала, каждый из которых образован последовательно соединенными формирователем и схемой запрета , выход которой соединен с выходом устройства, а вход - с входом схемы _β задержки, причем выход схемы за- & держки первого канала соединен с управляющим входом схемы запрета второго канала, а выход схемы задержки второго канала соединен с управляющим входом схемы запрета первого канала.

фиг,!