153163. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alacsony energiájú radiokatív-, illetve röntgensugárzás detektálására és mérésére

3 * 153163 .<- 4 tomatikus mintaváltást rendkívül bonyolulttá teszi. -Az ismertetendő találmány célja a fenti (hátrányokat kiküszöbölni és,, az., említett mérőberendezéseknél jóval egyszerűbb és olcsóbb mé- 5 rési eljárást, illetve mérőberendezést megalkotni. A találmány alapja az a felismerés, hogy a sokszorozok fotókatód] álból egymástól függetlenül kilépő termikus elektronok okozta kimenő 10 zajimpulzusok adott szintre történő „egymásraülésének" valószínűsége arányos azzal az idővel, amely ezen egyedi termikus elektron impulzusoknak rendelkezésükre áll az összeépülésre, vagyis az úgynevezett kimenő jelhosszú- 15 sággal. A szokásos elektronikus egységek (erősítő, diszkriminátor, koincidencia berendezések) üzembiztos működtetése érdekében ez a jelhosszúság néhány mikroszekundum nagyság- 20 rendű szokott lenni. Ennyi a sokszorozok anódköri időállandója, azaz a munkaellenállás és szórt kapacitás szorzata. Ilyen nagyságrendű idő alattN

már elegendő nagy valószínűséggel lép ki egynél jóval több termikus elektron a 25 fotókatódból, és így az, áramimpulzusaik okozta feszültségimpulzusok összegeződnek a sokszorozó anódkörében. Ha az anódköri időállandót — a jel-hosszúságot, pl. két nagyságrenddel csökkentjük, akkor ugyanúgy lecsökken a ve- 30 letlenül összeépülő . zajimpulzusok száma is. Eszerint célszerű a jelhosszúságot minél rövidebbre választani. A jelhosszúság csökkentésének azonban két fontos tényező szab határt: 1. a jelhosszúság az alkalmazott (gyors lecsen- 35. gési idejű) szcintillátor leesengési. idejének legalább három-négyszerese kell legyen, hogy praktikusan a szcintillációs folyamatban kiváltott összes fotaelektronok összegyűljenek az anódon, ezen idő alatt. 40 2. ne legyen rövidebb sem, mint a sokszorozó ún. saját fel-, ill. lefutási idejéből adódó impulzushossz. Ezzel a feladat első részét általánosságban megoldottuk. A második lépésben gondoskodás 45 történik arról; hogy a kapott gyors impulzusok közül a feldolgozó rendszerbe (erősítő, diszkriminátor, számláló berendezés) az egyedi termikus elektronoktól származó impulzusok ne juthassanak be, viszont a szcintillációs impulzu- 50 sok, melyek a jelhosszúságon belüli időben a fotókatódból kilépő egynél több fotoelektrontól származmaik, tovább juthassanak. Harmadik lépésben biztosítva van, hogy a továbbjutott rövid szcintillációs impulzusok a feldolgozó rend- 55 szer számára alkalmasaik, vagyis megfelelő hosszúságúak legyenek. A találmány tehát a fent vázolt hármas fel-: adatnák megfelelően olyan szcintillációs mérőberendezésre vonatkozik, amely gáz, folyadék, 60 plasztik, vagy kristály szcintillátor .használata esetén megfelelő rövid (gyors) jelet állít elő, ezen gyors jelet alkalmas (diódás, csöves, vagy tranzisztoros) gyors működésű diszkriminátoron, esetleg diszkriminátorral működtetett ka- 6

5 pun át vezetve akár analóg, akár digitális, de a további jelfeldolgozó rendszerek számáramár alkalmas formában továbbítja. A fentiekben általánosságban ismertetett találmány egy megvalósított kiviteli példáját az ábra (kapcsolási vázlat) alapján ismertetjük. A szcintillációs mérőfej ún. univerzális szcintillációs mérőfej típusa és alkalmas gáz,* folyadék, plasztik, vagy kristály szcintillátarral való mérés céljára. Az .alkalmazott fényelektromos sokszorozó Zeiss gyártmányú M 12, FS 35, de az M 12 FS sorozat bármely tagja lehet. A mérőberendezéshez megfelelő mérőfej használata esetén bármely gyártmányú és rendszerű fényelektromos sokszorozó használható'. A fényelektromos sokszorozó Ra anód munkaellenállása 1,5 kOhm, a szórt kapacitás cca. 20 pF, így az impulzus leesengési ideje kb. 30 nanoszekundum, Ennél rövidebbre nem célszerű választani az: időállandót az említett típusú sokszorozó használata esetén, mivel annak saját fel- ill. lefutási ideje mérések szerint 30—40 nanoszekundum. Gyorsabb fel- illetve lefutási idővel rendelkező sokszorozok használata esetén, (pl. Zeiss K14 FS 50) az időállandó lecsökkenthető minimum 15 nanoszekundumra. Az anódköri jelet White-féle katódkövető továbbítja a mérőfejtől a további elektronikus egységekhez koaxiális kábelen keresztül. Mivel a kábel hossza 2 méter körül van, és a katódkövető kimenő impedanciája kih. megegyezik a kábel hullámellenállásával, ezért számottevő többszörös reflexiót nem kapunk, ifi. a reflexió nem zavar, ha a kábel másik végét, mely az EF 184 csővel működő erősítő és fázisfordító fokozat rácsára csatlakozik, nem zárjuk le a hullámellenállással, viszont ilyen módon a jel amplitúdója kétszeres lesz. Természetesen, lezárt kábel esetén a jel nagyobb távolságra is elvezethető. Az erősítő fokozat feladata, hogy a szcintillációs fejből jövő jeleket, melyek amplitúdója 10 mV . nagyságrendű az alkalmazott sokszorozó típus és néhány keV részecske, ill. kvantum energiák esetén, á germániumdiódás .diszkriminátor számára alkalmas szintre erősítse. A fokozat gyors jelek erősítésére alkalmas, felfutási ideje kb. 15 nanoszekundum, erősítése kb. 20X-OS. Anódköréből a jelek a Di nagy nyitóáramú diódával (OA 1180A, OA 1182A, OA 1180 tip.) működő diszkriminátorra kerülnek. A dióda előfészültségét az erősítőeső katódköréből vesszük, ezáltal a cső paramétereinek változását (meredekség, anódáram) a dióda előfeszültségének változása kompenzálja. Tekintve, hogy a jelek még az erősítő után is meglehetősen alaesonyszintűek (100 mV nagyságrendben) és ilyen szinten a diódák záróirányú ellenállása 10 kOhm nagyságrendű, a diódákkal nem volna lehetséges a szükséges mértékű , felnyújtás, egy külön fokozat EF80 csővel oldja meg ezt a feladatot, megfelelően nagy anódköri időállandó segítségével. A diszkriminátor dióda vezetőirányú ellenál-