Сцинтилляционные детекторы ионизирующего излучения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дозиметры

 Комментарии к статье

Для обнаружения ионизирующего излучения нередко используют способность некоторых веществ - сцинтилляторов - делать видимой, светящейся траекторию "простреливающей" их ионизирующей частицы.

Сцинтилляционные детекторы ионизирующих излучений имеют определенное преимущество перед счетчиками Гейгера - по амплитуде и длительности вспышки можно судить о типе и энергии породившей ее частицы. Важно и то, что сцинтилляционный счетчик имеет значительно большую эффективность, нежели счетчик Гейгера, фиксирующий обычно лишь одну-две частицы из ста в него попавших.

Конструктивно сцинтилляционный счетчик прост: нужный сцинтиллятор (см. приложение 7) наклеивают на катод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и все это помещают в тщательно изолированный от посторонней подсветки бокс. Остальное - подсчет фотоимпульсов, сортировка их по амплитуде, форме и т.п. - дело обычной электронной техники.

Принципиальная схема фотоголовки сцинтилляционного счетчика приведена на рис. 81, а высоковольтного преобразователя для ее питания - на рис. 82. Напряжение питания ФЭУ - высокое по отношению к "земле" - подают обычно на его катод. Это позволяет связать анодную цепь ФЭУ с электронным анализатором прибора гальванически, учитывать при необходимости и постоянную составляющую его фототока.

Напряжение питания ФЭУ, его распределение между динодами и, соответственно, соотношения номиналов резисторов R2...R13, составляющих динодный делитель, зависят от типа фотоумножителя (см. приложение 6). Здесь мы воспользовались относительно низковольтным ФЭУ-85. Поскольку режим работы ФЭУ в сцинтилляторах бытового назначения близок к "темновому", сопротивления динодных резисторов могут быть и значительно выше рекомендованных (при сохранении пропорций).

Рис. 81. Фотоголовка сцинтилляционного детектора ионизирующей радиации

Единственная оперативная регулировка в канале - резистор R14 - выполняет очень важную функцию: на компараторе DA1 им задают пороговое напряжение U3-4. Лишь импульсы, имеющие амплитуду Uимп>U3-4, откроют компаратор и на его выходе (выв. 9) будет сформирован импульс цифрового стандарта.

В автономной, дозиметрической аппаратуре, использующей ФЭУ, возникает проблема их питания. Необходимое ФЭУ высокое напряжение Uфэу (0,8...1 кВ и более), требования к его стабильности (фоточувствительность ФЭУ довольно сильно зависит от напряжения питания; см. приложение 7) предъявляют к устройствам, формирующим это напряжение, довольно жесткие требования.

Рис. 82. Преобразователь для питания ФЭУ

Основу высоковольтного преобразователя, показанного на рис. 82, составляет блокинг-генератор, формирующий на обмотке II трансформатора Т1 импульсы напряжения с амплитудой Uимп@Uфэу. Через диодный столб VD3 они заряжают конденсатор С5, который становится таким образом источником питания фотоумножителя. Пульсации Uфэу (они имею форму "пилы" с временными интервалами между "зубцами" tп@R7·C4) снимает RC-фильтр (С5, R8, С6, R9, С7).

В цепь питания блокинг-генератора введен транзистор VT2, коллекторный ток которого зависит от тока базы, зависящего, в свою очередь, от тока стока полевого транзистора VT3 . Напряжение на затворе этого транзистора зависит от Uфэу, напряжения на стабилитроне VD1 (транзистор VT1 - его токозадающий "резистор") и соотношения "плечей" делителя R3+R4, R6 (резистором R3 выставляют нужное Uфэу ). Легко видеть, что при понижении Uфэу (по абсолютной величине), возникшем по какой-либо дестабилизирующей причине, напряжение питания блокинг-генератора увеличится и воздействие дестабилизирующего фактора будет тем самым в значительной мере компенсировано.

Трансформатор блокинг-генератора наматывают на ферритовом кольце М3000МН 20х12х6 мм. В связи с тем, что этот феррит имеет низкое объемное сопротивление, острые ребра сердечника необходимо загладить и тщательно весь его изолировать; обмотать, например, лавсановой или фторопластовой лентой.

Первой наматывают обмотку II, содержащую 800 витков провода ПЭВ-2 0,07. Намотку ведут в одну сторону, почти виток к витку, оставляя между началом и концом обмотки промежуток 2...3 мм. Обмотку II также покрывают слоем изоляции. Обмотку I (8 витков ПЭВШО 0,15...0,25) и обмотку III (3 витка тем же проводом) укладывают по сердечнику возможно равномернее.

Фазировка обмоток (точками на Т1 отмечены их синфазные концы) должна быть соблюдена при монтаже трансформатора.

О деталях преобразователя. Резистор R6 - КИМ-0,125, R3 - СП-38А, другие - МЛТ-0,125 и 0,25. Конденсаторы C3, С4 - КМ-6 или К10-176; С5,С7 - К15-5-Н70 (1,5 кВ) или другие керамические на напряжение не менее 1 кВ; С1 и С2 - любые оксидные. Диодный столб 2Ц111А-1 можно заменить четырьмя последовательно включенными диодами типа КД102А. При каких-либо иных заменах нужно иметь в виду, что диодный столб VD3 не только должен иметь высокое обратное напряжение - не менее Uфэу, но и малый (при этом напряжении) ток утечки - не более 0,1 мкА.

Транзистор блокинг-генератора можно заменить на КТ630В. Здесь определяющим параметром является напряжение насыщения транзистора в импульсном режиме: при токе в импульсе 1...1,5 А - Uкэ нас имп Ј0,3 В. Остаточное напряжение на коллекторе транзистора нетрудно оценить по осциллограмме: по "зазору" между плоской вершиной импульса и линией нулевого потенциала.

Ток, потребляемый высоковольтным преобразователем от источника питания, будет зависеть, конечно, от нагрузки. С двумя описанными здесь сцинтилляционными головками, работавшими в режиме радиационного локатора, он не превышал 16 мА.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Дозиметры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Нейроны запоминают вкус 29.11.2014 Взяв в рот какую-нибудь гадость, мы довольно быстро запоминаем, что в следующий раз есть это нельзя - мозг мгновенно формирует связь между внешним видом и запахом плохой еды и недвусмысленной реакцией желудка. В самый первый момент на пищевое раздражение в мозге отзываются множество нейронов, однако память остается не у всех. Лишь горстка клеток хранит информацию о неприятном вкусе и запахе. Вопрос - чем отличаются такие клетки от остальных? Ответ на него дали исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Как часто бывает, дело оказалось в некоем белке под названием CREB. Те нейроны, в которых его уровень был повышен, запоминали плохой вкус. CREBрасшифровывается как cyclic-AMP-response-element-binding protein и работает он транскрипционным фактором: в ответ на появление регуляторной молекулы циклического АМФ (cyclic-AMP) он связывается с определенными областями в ДНК, усиливая или ослабляя на них транскрипцию - синтез матричной РНК. Несколько лет назад Альчино Сильва (Alcino Silva) вместе с коллегами показал, что именно от CREB зависит локализация эмоциональной памяти в миндалевидном теле - локализация именно в смысле отдельных нейронов. Тогда же исследователи предположили, что этот белок служит универсальным средством, от которого зависит, какие нейроны будут помнить стимул, а какие нет. Чтобы проверить свою гипотезу, они провели серию экспериментов с мышами, которым приходилось пробовать раствор, вызывающий тошноту. Неприятный вкус активировал островковую кору мозга, однако и здесь для хранения информации выделялась небольшая часть клеток, которые, как пишут авторы работы в Current Biology, содержали в себе много белка CREB. Миндалевидное тело и островковая кора довольно сильно отличаются друг от друга, но молекулярный механизм, отбирающий клетки для запоминания, у них схож. Так что есть все основания полагать, что CREB работает везде, где нужно сформировать нейронную ячейку памяти. Клетки мозга мышей модифицировали так, чтобы они синтезировали модифицированный CREB, соединенный с зеленым флуоресцентным белком. Кроме того, в нейроны вводили другой ген, который придавал им чувствительность к веществу, выключавшему нейронную активность. Затем мышам давали попробовать соленую воду, в которую был подмешан еще и хлорид лития, вызывающий тошноту. Обычно мышам вкус соли нравится, однако в таком варианте они запоминали, что от соленой воды им будет плохо. Спустя три дня животным снова предлагали попробовать нехорошую воду. Обычные мыши избегали ее пить, однако те, у которых CREB-нейроны были выключены, забывали негативный опыт и снова пили тошнотворный раствор. Дальнейшие эксперименты показали, что CREB усиливал синтез другого белка под названием Arc, чьи функции тесно связаны с цитоскелетом. Про Arc известно, что его тем больше в тех нейронах, которые сильнее всего возбуждаются в ответ на стимул. Роль цитоскелета в формировании памяти исследуется давно: запоминание требует прочных нервных цепочек, то есть прочных межнейронных контактов - синапсов, а прочность тех или иных элементов клеточной архитектуры зависит от белковых скелетных опор в цитоплазме.

Другие интересные новости:

▪ Молекулярная память работает при комнатной температуре

▪ Процессоры с двойным ядром

▪ Беспилотные самолеты управляются жестами

▪ Автоматическая беспроводная сеть Wirepas Pino для Интернета вещей

▪ Cпециализированный планшет для школ Galaxy Tab E

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Музыканту. Подборка статей

▪ статья Ешь ананасы, рябчиков жуй, день твой последний приходит, буржуй. Крылатое выражение

▪ статья Почему поэты не любили Маяковского за написание стихов лесенкой? Подробный ответ

▪ статья Тыква вонючая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Генератор меток. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Питание электромагнитного реле пониженным напряжением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026