СПЕКТРОМЕТР-РАДИОМЕТР ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО АНАЛИЗА ХАРАКТЕРИСТИК СМЕШАННЫХ ПОЛЕЙ АЛЬФА-, БЕТА- И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОСНОВЕ СОСТАВНОГО ДЕТЕКТОРА

Беляев А.Н., Власенко А.Н., Лапин О.Е., Микуцкий В.Г., Соловьев В.Е., Шишов И.И.

Проведено исследование возможности создания устройства детектирования для одновременной регистрации ионизирующих излучений в смешанных полях. В основу идентификации типа излучения положен анализ формы импульса детектора. Для анализа формы импульсов использовались цифровые методы, позволяющие детально изучить временные характеристики сигналов и извлечь более полную информацию, недоступную, например, аналоговым методам. С помощью быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП) аналоговый сигнал детектора преобразовывался в цифровую форму, причем длина выборки зависела от формы сигнала и частоты тактирования АЦП. Оцифрованный сигнал фильтровался и оптимизировался с использованием цифровых методов обработки. Исследование возможности создания детектора для одновременной регистрации α-, β- и γ-излучений проводилось методами математического и физического моделирования. В рамках математического моделирования осуществлялся расчет функции отклика детектора, проводился выбор конструкции детектора, которая представляет собой комбинацию различных сцинтилляторов, оценивалось взаимное влияние этих сцинтилляторов при регистрации различных видов излучений, выбирались оптимальные геометрические параметры элементов составного детектора. С помощью физического моделирования, которое проводилось на специальной лабораторной установке, исследовалась форма импульса сигналов различных сцинтилляторов, осуществлялся выбор оптимальной комбинации их в детекторе, проводилась экспериментальная проверка различных алгоритмов обработки цифровой информации для разделения сигналов составного детектора. Результаты исследований реализованы в макете устройства детектирования, который позволяет проводить одновременное измерение спектров бета- и гамма-излучений, а также измерение плотности потока альфа-излучения. Энергетическое разрешение прибора по гамма-излучению для энергии 661 кэВ Cs-137 составило
10,5 %. Энергетическое разрешение по бета-излучению для энергии 624 кэВ (конверсионные электроны нуклида Cs-137) составило 14,5 %. Диапазон измерения плотности потока альфа-частиц соответствует
~(20–105) част./(см2мин).