電離放射線のシンチレーション検出器。スキーム、説明

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電離放射線のシンチレーション検出器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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電離放射線を検出するには、特定の物質 (シンチレーター) が、それらを「通過」する電離粒子の軌道を可視化して発光させる能力がよく使用されます。

電離放射線のシンチレーション検出器には、ガイガーカウンターよりも一定の利点があります。フラッシュの振幅と継続時間を使用して、フラッシュを生成した粒子の種類とエネルギーを判断できます。また、シンチレーションカウンターの効率がガイガーカウンターよりもはるかに高いことも重要です。ガイガーカウンターでは、通常、衝突した粒子のうち XNUMX つまたは XNUMX つしか記録されません。

シンチレーションカウンターの設計はシンプルです。必要なシンチレーター (付録 7 を参照) が光電子増倍管 (PMT) の陰極に接着され、全体が外部照明から慎重に隔離されたボックスに入れられます。残りは光パルスを数え、振幅や形状などによって分類します。 - 通常の電子機器の問題。

シンチレーションカウンターのフォトヘッドの概略図を図に示します。 81にその電源用の高電圧コンバータを示します。 82. PMT の電源電圧 (グランドに比べて高い) は、通常、そのカソードに供給されます。これにより、光電子増倍管のアノード回路をデバイスの電子アナライザーに電気的に接続することが可能になり、必要に応じて光電流の一定成分を考慮することができます。

PMT の供給電圧、ダイノード間のその配分、およびそれに応じてダイノード分圧器を構成する抵抗 R2...R13 の値の比は、光電子増倍管のタイプによって異なります (付録 6 を参照)。ここでは比較的低電圧の FEU-85 を使用しました。家庭用シンチレーターの光電子増倍管の動作モードは「ダーク」に近いため、ダイノード抵抗器の抵抗は推奨値よりも大幅に高くなる可能性があります (比率を維持しながら)。

電離放射線のシンチレーション検出器
米。 81. シンチレーション放射線検出器のフォトヘッド

チャネルの唯一の動作調整である抵抗 R14 は非常に重要な機能を実行します。コンパレータ DA1 では、しきい値電圧 U3 ～ 4 が設定されます。 Uimp>U3-4 の振幅を持つパルスのみがコンパレータを開き、その出力 (ピン 9) でデジタル標準パルスが生成されます。

光電子増倍管を用いた自律型線量測定装置では、電源の問題が発生します。 PMT に必要な高電圧 Umultiplier (0,8 ～ 1 kV 以上)、その安定性の要件 (PMT の光感度は電源電圧に大きく依存します。付録 7 を参照) により、デバイスには非常に厳しい要件が課せられます。この電圧を生成します。

電離放射線のシンチレーション検出器
米。 82. PMTに電力を供給するためのコンバータ

図に示す高電圧コンバータの基礎は次のとおりです。 82、変圧器 T1 の巻線 II に振幅 Uimp の電圧パルスを形成するブロッキング発生器を構成します。@ウフェウ。ダイオード列 VD3 を介してコンデンサ C5 が充電され、これが光電子増倍管の電源になります。脈動 Ufeu (「歯」間の時間間隔が tп である「のこぎり」の形状をしています)@R7・C4) RC フィルター (C5、R8、C6、R9、C7) を削除します。

トランジスタＶＴ２がブロッキング発生器の電源回路に導入され、そのコレクタ電流はベース電流に依存し、ベース電流はさらに電界効果トランジスタＶＴ３のドレイン電流に依存する。このトランジスタのゲートの電圧は、Ufeu、ツェナーダイオード VD2 の電圧 (トランジスタ VT3 はその電流設定「抵抗」)、分圧器 R1+R1、R3 の「アーム」の比 (抵抗 R4) によって決まります。希望のウフェウを設定するために使用されます)。何らかの不安定化理由により Ufeu が (絶対値で) 減少すると、ブロッキング発生器の電源電圧が増加し、それによって不安定化要因の影響が大幅に補償されることは容易にわかります。

ブロッキング発電機変圧器はフェライトリング M3000MN 20x12x6 mm に巻かれています。このフェライトの体積抵抗は低いため、コアの鋭いエッジを滑らかにし、コア全体を注意深く絶縁する必要があります。ラブサンテープやフッ素樹脂テープなどで包みます。

巻線 II が最初に巻かれ、800 ターンの PEV-2 0,07 ワイヤが含まれます。巻き付けは一方向にほぼ交互に行われ、巻き始めと巻き終わりの間に 2 ～ 3 mm の隙間が残ります。巻線 II も絶縁層で覆われています。巻線 I (PEWSHO 8...0,15 を 0,25 回巻く) と巻線 III (同じワイヤーで 3 回巻く) をコアに沿ってできるだけ均等に配置します。

変圧器を設置するときは、巻線の位相 (T1 のドットは同相端を示します) に注意する必要があります。

コンバーターの詳細について。抵抗器 R6 - KIM-0,125、R3 - SP-38A、その他 - MLT-0,125 および 0,25。コンデンサ C3、C4 - KM-6 または K10-176; C5、C7 - K15-5-N70 (1,5 kV) または少なくとも 1 kV の電圧用の他のセラミック。 C1 および C2 - 任意の酸化物。 2Ts111A-1 ダイオード列は、KD102A タイプの 3 つの直列接続ダイオードに置き換えることができます。他の交換を行う場合は、VD0,1 ダイオード列の逆電圧が Ufeu 以上である必要があるだけでなく、(この電圧での) リーク電流も XNUMX μA 以下である必要があることに留意する必要があります。

ブロッキングジェネレータートランジスタはKT630Vに置き換えることができます。ここで決定パラメータは、パルスモードでのトランジスタの飽和電圧です。パルス電流は1...1,5Aです - Uke us imp Ј0,3 V。トランジスタのコレクタの残留電圧は、パルスの平らな上部とゼロ電位線の間の「ギャップ」から、オシログラムから簡単に推定できます。

高電圧コンバータが電源から消費する電流は、当然のことながら負荷に依存します。ここで説明した 16 つのシンチレーションヘッドを放射線ロケーターモードで動作させた場合、電流は XNUMX mA を超えませんでした。

出版物: cxem.net

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