Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ МАСШТАБА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ ГАММА- СПЕКТРОМЕТРА
СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ МАСШТАБА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ ГАММА- СПЕКТРОМЕТРА

СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ МАСШТАБА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ ГАММА- СПЕКТРОМЕТРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в ядерной геофизике. Сущность изобретения: выбирают границы измерительных каналов справа и слева от пиков, соответствующих спектральным линиям естественных радиоактивных элементов, таким образом, чтобы скорости счета импульсов в этих каналах были равны. Устанавливают начальную амплитуду импульсов светодиода соответствующей порогу, выбранному для системы стабилизации по светодиоду. Измеряют скорости счета в выбранных измерительных каналах, сравнивают суммы скоростей счета всех левых и всех правых относительно пиков каналов и с учетом весовых коэффициентов регулируют амплитуду импульсов светодиода до достижения равенства сумм. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2008703
Класс(ы) патента: G01V5/00
Номер заявки: 4953602/25
Дата подачи заявки: 27.06.1991
Дата публикации: 28.02.1994
Заявитель(и): Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики
Автор(ы): Аксенов С.Н.; Данилов В.С.; Семенцов А.А.; Степанов В.Б.; Тюшов А.Н.; Фогт П.Н.
Патентообладатель(и): Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики
Описание изобретения: Изобретение относится к гамма-спектрометрии и может быть использовано при создании низкофоновых гамма-спектрометров, используемых при определении содержаний естественных радиоактивных элементов в горных породах и морской воде, а также при экологических исследованиях поверхности Земли при определении загрязнения ее радионуклидами искусственного происхождения.
Одним из основных параметров, характеризующих качество гамма-спектрометра, является стабильность масштаба его энергетической шкалы. Под масштабом энергетической шкалы принято понимать отношение энергии гамма-кванта к номеру канала, в котором он регистрируется (КэВ/канал).
Известный способ стабилизации масштаба энергетической шкалы гамма-спектрометра по реперным гамма-излучателям с исключением гамма-квантов реперного излучателя из регистрируемого спектра [1] непригоден при создании низкофоновых гамма-спектрометров, так как принципиально невозможно полное исключение гамма-квантов реперного излучателя из регистрируемого спектра.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ стабилизации масштаба энергетической шкалы сцинтилляционного гамма-спектрометра по световым импульсам полупроводникового светодиода [2] . Суть способа состоит в автоподстройке коэффициента передачи измерительно-преобразовательного тракта таким образом, чтобы соответствующая световому импульсу амплитуда (код) импульса на выходе измерительно-преобразовательного тракта была постоянной. Тогда, если обеспечена стабильность световых импульсов, коэффициент преобразования энергии сцинтилляций, возникающих в кристалле под воздействием гамма-квантов, в амплитуду (код) импульсов на выходе измерительно-преобразовательного тракта будет сохраняться постоянным. Такой способ стабилизации масштаба энергетической шкалы гамма-спектрометра пригоден для создания низкофоновых приборов, однако не обеспечивает ее стабильности в широком диапазоне температур, так как световыход сцинтилляционного кристалла (коэффициент преобразования энергии гамма-кванта в энергию сцинтилляции), не включенного в систему регулирования, изменяется с изменением температуры.
Целью изобретения является обеспечение стабильности масштаба энергетической шкалы в широком диапазоне температур в низкофоновых гамма-спектрометрах.
Цель достигается тем, что в способе стабилизации, включающем выделение импульсов реперного светодиода из приборного спектра и автостабилизацию амплитуды этих импульсов посредством регулирования коэффициента передачи по крайней мере одного из звеньев измерительно-преобразовательного тракта гамма-спектрометра, измеряют скорости счета импульсов в измерительных каналах, соответствующих энергетическим интервалам, расположенным справа и слева от каждой из одной или нескольких основных спектральных линий гамма-излучения естественных радиоактивных элементов. Сумма скоростей счета импульсов всех левых измерительных каналов сопоставляется с суммой скоростей счета всех правых измерительных каналов. По результату сопоставления этих сумм вырабатывается сигнал коррекции амплитуды световых импульсов таким образом, чтобы эти суммы были равны.
В горных породах и окружающих материалах в различных соотношениях содержатся естественные радиоактивные элементы (ЕРЭ) торий и уран в равновесии с продуктами их распада (соответственно таллий-208 и висмут-214), а также калий-40. Основными спектральными линиями гамма-излучения ЕРЭ являются линии Е1 = 2,62 МэВ (таллий-208), Е2 = 1,76 МэВ (висмут-214) и Е3 = 1,46 МэВ (калий-40). Этим линиям в приборном спектре соответствуют пики полного поглощения. Положение этих пиков на энергетической шкале и предлагается использовать для коррекции амплитуды световых импульсов.
На чертеже приведена часть аппаратурного спектра гамма-излучения горных пород и составляющие его компоненты, обусловленные гамма-излучением таллия-208,0 висмута-214 и калия-40.
Для осуществления предлагаемого способа выполняются следующие операции.
1. Выбирают пики ЕРЭ, соответствующие спектральным линиям Е, по положению которых в спектре предполагается осуществлять коррекцию амплитуды импульсов реперного светодиода.
2. Выбирают границы измерительных каналов слева и справа от спектральных линий так, чтобы скорости счета импульсов в этих каналах были равны между собой.
3. Устанавливают начальную амплитуду импульсов светодиода соответствующей порогу, выбранному для системы стабилизации по светодиоду.
4. Измеряют скорости счета импульсов в измерительных каналах, выбранных в соответствии с п. 2.
5. Сопоставляют между собой суммы скоростей счета всех "левых" и всех "правых" измерительных каналов. Суммирование производится с учетом весовых коэффициентов (Рi), причем PE1 > PE2 >. . . > >PEn, где Е1 > Е2 >. . . > Еn.
6. Регулируют амплитуду импульсов светодиода таким образом, чтобы сопоставляемые суммы (п. 5) были равны.
Сущность предложенного способа стабилизации масштаба энергетической шкалы гамма-спектрометра с использованием трех фотопиков ЕРЭ может быть пояснена по изображенному на чертеже спектру гамма-излучения горной породы следующим образом. При уменьшении масштаба энергетической шкалы гамма-спектрометра пики полного поглощения таллия-208, висмута-214 и калия-40 сдвинутся вправо относительно измерительных каналов 1, 2 и 3 соответственно. Вследствие этого скорости счета импульсов, обусловленные пиками полного поглощения, в правых каналах возрастут, а в левых уменьшатся. Сумма скоростей счета импульсов от правых каналов окажется больше, чем от левых, возникающее рассогласование приведет к увеличению амплитуды светового импульса. Вследствие автостабилизации амплитуды светового импульса уменьшится коэффициент усиления измерительно-преобразовательного тракта и фотопики ЕРЭ сместятся влево, благодаря чему скорости счета импульсов от левых и правых измерительных каналов сравняются. Аналогично поведжет себя система стабилизации масштаба энергетической шкалы гамма-спектрометра при его увеличении. Только в этом случае амплитуда световых импульсов будет уменьшена, а коэффициент усиления измерительно-преобразовательного тракта гамма-спектрометра увеличится. Управляющее воздействие, стабилизирующее масштаб энергетической шкалы гамма-спектрометра, вырабатывается скоростями счета импульсов от пиков таллия-208 в каналах 1, висмута-214 в каналах 2 и калия-40 в каналах 3. Вклады скоростей счета импульсов от таллия-208 в каналы 2 и 3 и висмута-214 в каналы 1 и 3 являются вредными, ухудшающими характеристику регулирования гамма-спектрометра. Чтобы уменьшить это вредное влияние, скорости счета импульсов от каналов 2 суммируются с меньшими весовыми коэффициентами, чем от каналов 1, а от каналов 3 - с меньшими весовыми коэффициентами, чем от каналов 1 и 2. (56) 1. Данилов В. С. и др. Система стабилизации коэффициента усиления гамма-спектрометра. В сб. Геофизическая аппаратура, вып. 49, Л. : Недра, 1972, с. 51-55.
2. Белле Ю. С. и др. Четырехканальная система стабилизации сцинтилляционной гамма-спектрометрической установки. ПТЭ N 5, 1974, с. 82-84.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ МАСШТАБА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ ГАММА-СПЕКТРОМЕТРА, включающий выделение импульсов реперного светодиода из аппаратурного гамма-спектра и автостабилизацию амплитуды этих импульсов посредством регулирования коэффициента преобразования по крайней мере одного из звеньев измерительно-преобразовательного тракта гамма-спектрометра, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности масштаба энергетической шкалы в широком диапазоне температур в низкофоновых гамма-спектрометрах, измеряют скорости счета импульсов в измерительных каналах, соответствующих энергетическим интервалам гамма-спектра, расположенным справа и слева от одной или от каждой от заданного количества спектральных линий гамма-излучения естественных радиоактивных элементов, предварительно установив границы измерительных каналов из условия обеспечения равенства скоростей счета в них, сопоставляют скорости счета левого и правого или результаты суммирования всех левых и всех правых измерительных каналов, определяют сигнал рассогласования, в соответствии с которым регулируют амплитуду импульсов реперного светодиода до установления равенства скоростей счета или сумм скоростей счета измерительных каналов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что суммирование скоростей счета левых и правых измерительных каналов осуществляют с заданными весовыми коэффициентами.