Сцинтиляційні детектори іонізуючого випромінювання

  • Час 17-12-2014, 12:33
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Для виявлення іонізуючого випромінювання нерідко використовують здатність деяких речовин - сцинтиляторів - робити перед очима, що світиться траєкторію «прострілюючого» їх іонізуючої частинки.

Сцинтиляційні детектори іонізуючих випромінювань мають певну перевагу перед лічильниками Гейгера - по амплітуді і тривалості спалаху можна судити про тип і енергії породила її частки. Важливо і те, що сцинтиляційний лічильник має значно більшу ефективність, ніж лічильник Гейгера, що фіксує зазвичай лише одну-дві частинки зі ста в нього потрапили.

Конструктивно сцинтиляційний лічильник простий: потрібний сцинтилятор (див. Додаток 7) наклеюють на катод фотоелектронного помножувача (ФЕП) і все це поміщають в ретельно ізольований від сторонньої підсвічування бокс. Решта - підрахунок фотоімпульсов, сортування їх по амплітуді, формі і т. п. - Праворуч звичайної електронної техніки.

Принципова схема фотоголівка сцинтиляційних лічильника наведена на малюнку 1, а високовольтного перетворювача для її харчування - на рис. 2. Напуга живлення ФЕУ - висока по відношенню до «землі» - подають зазвичай на його катод. Це дозволяє зв'язку зв'язати анодний ланцюг ФЕУ з електронним аналізатором приладу гальванічно, враховувати при необхідності і постійну складову його фотоструму.

Напуга живлення ФЕУ, його розподіл між дінодамі і, відповідно, співвідношення номіналів резисторів R2 ... R13, складових дінодной дільник, залежать від типу фотопомножувача (див. Додаток 6). Тут ми скористалися щодо низьковольтним ФЕУ-85. Оскільки режим роботи ФЕУ в сцинтиляторах побутового призначення близький до «темнової», опору дінодной резисторів можуть бути і значно вище рекомендованих (при збереженні пропорцій).

Сцинтиляційні детектори іонізуючого випромінювання

Фотоголівка сцинтиляційного детектора іонізуючої радіації

Єдина оперативна регулювання в каналі - резистор R14 - виконує дуже важливу функцію: на компараторі DA1 їм задають порогове напуга U3-4. Лише імпульси, що мають амплітуду Uімпgt; U3-4, відкриють компаратор і на його виході (вів. 9) буде сформований імпульс цифрового стандарту.

В автономній, дозиметричної апаратури, що використовує ФЕУ, виникає проблема їх харчування. Необхідна ФЕУ висока напуга Uфеу (0,8 ... 1 кВ і більше), вимоги до його стабільності (фоточутливість ФЕУ досить сильно залежить від напруги живлення; див. Додаток 7) пред'являють до пристроїв, що формує цю напругу, досить жорсткі вимоги.

Сцинтиляційні детектори іонізуючого випромінювання

Перетворювач для живлення ФЕУ

Основу високовольтного перетворювача, показаного на рис. 2, становить блокінг-генератор, що формує на обмотці II трансформатора Т1 імпульси напруги з амплітудою Uімп @ Uфеу. Через діодний стовб VD3 вони заряджають конденсатор С5, який стає таким чином джерелом живлення фотопомножувача. Пульсації Uфеу (вони травня форму «пили» з часовими інтервалами між «зубцями» tп @ R7 · C4) знімає RC-фільтр (С5, R8, С6, R9, С7).

У ланцюг живлення блокінг-генератора введень транзистор VT2, колекторний струм якого залежить від струму бази, залежного, у свою чергу, від струму стоку польового транзистора VT3. Напуга на затворі цього транзистора залежить від Uфеу, напруги на стабілітроні VD1 (транзистор VT1 - його токозадающій «резистор») і співвідношення «плечей» подільника R3 + R4, R6 (резистором R3 виставляють потрібне Uфеу). Легко бачіті, що при зниженні Uфеу (за абсолютною величиною), що вінік з якої-небудь дестабілізує причини, напуга живлення блокінг-генератора збільшиться і вплив дестабілізуючого чинника буде тим самим значною мірою компенсовано.

Трансформатор блокінг-генератора намотують на феритових кільцях М3000МН 20х12х6 мм. У зв'язку з тім, що цей ферит має низький об'єднання з'ємний опір, гострі ребра сердечника необхідно загладити і ретельно весь його ізолювати; обмотати, наприклад, лавсановою або фторопластовою стрічкою.

Першою намотують обмотку II, яка містить 800 витків дроту ПЕВ-2 0,07. Намотування ведуть в одну сторону, майже виток до витка, залишаючи між початком і кінцем обмотки проміжок 2 ... 3 мм Обмотку II також покривають шаром ізоляції. Обмотку I (8 витків ПЕВШО 0,15 ... 0,25) і обмотку III (3 витка тім же дротом) укладають по сердечникові можливо рівномірніше.

Фазування обмоток (точками на Т1 відзначені їх синфазні кінці) повинна бути дотримана при монтажі трансформатора.

Про деталі перетворювача. Резистор R6 - КІМ-0,125, R3 - СП-38А, інші - МЛТ-0,125 і 0,25. Конденсатори СЗ, С4 - КМ-6 або К10-176; С5, С7 - К15-5-Н70 (1,5 кВ) або інші керамічні на напругу не менше 1 кВ; С1 і С2 - будь-які оксидні. Доданий стовб 2Ц111А-1 можна замінити чотирма послідовно включеними діодами типу КД102А. При будь-яких інших замінах потрібно мати на увазі, що доданий стовб VD3 не тільки повинен мати високе зворотне напуга - не менше Uфеу, але і малий (при цьому напрузі) струм витоку - не більше 0,1 мкА.

Транзистор блокінг-генератора можна замінити на КТ630В. Тут визначальним параметром є напуга насичення транзистора в імпульсному режимі: при струмі в імпульсі 1 ... 1,5 А - Uке нас імп Ј0,3 Ст. Залишкова напуга на колекторі транзистора неважко оцінити по осцилограмі: «зазору» між плоскою вершиною імпульсу і лінією нульового потенціалу.

Струм, споживаний високовольтним перетворювачем від джерела живлення, залежатиме, звичайно, від навантаження. З двома описаними тут сцинтиляційними головками, що працювали в режимі радіаційного локатора, він не перевищував 16 мА.

Tags

Коментарі до новини