Электроника для детекторов тепловых нейтронов на основе сцинтиллятора ZnS(Ag)/LiF

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработанные в ИЯИ РАН сцинтилляционные детекторы нейтронов на основе ZnS(Ag)/LiF, твердотельных фотоумножителей и световода из органического стекла успешно применяют в нейтронографических установках ИЯИ РАН как замену стандартных счетчиков на основе гелий-3. В этих детекторах используют световоды с диффузным отражением, что позволяет многократно увеличить регистрируемый сигнал (до 95 фотоэлектронов) по сравнению с детекторами, использующими в качестве световода спектросмещающие волокна. В работе описаны два вида схем смещения для работы с кремниевыми фотоумножителями. Предложен метод динамического смещения кремниевых фотоумножителей, который позволяет уменьшить их время восстановления и увеличить загрузочную способность детекторов нейтронов в восемь раз. Проведено моделирование и сравнение двух видов предусилителей, показано увеличение загрузочной способности. Использование новой электроники позволяет повысить загрузочную способность детекторов до 400 кГц. Разработана и описана схема цифрового управления порогами предусилителей. Разработана новая система сбора данных для времяпролетных нейтроннографических установок на 80 детекторов.

Об авторах

В. Н. Марин

Институт ядерных исследований РАН; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики

Автор, ответственный за переписку.
Email: marin@inr.ru
Россия, Москва, 117312; Гатчина, 188300

Д. Н. Трунов

Институт ядерных исследований РАН; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики

Email: marin@inr.ru
Россия, Москва, 117312; Гатчина, 188300

В. С. Литвин

Институт ядерных исследований РАН; Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: marin@inr.ru
Россия, Москва, 117312; Москва, 117312

Р. А. Садыков

Институт ядерных исследований РАН

Email: marin@inr.ru
Россия, Москва, 117312

Е. В. Алтынбаев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” — Петербургский институт ядерной физики

Email: marin@inr.ru
Россия, Гатчина, 188300

Список литературы

  1. Kuzmin E.S. // Instrum. Experimental Tech. 2008. V. 51. № 5. P. 639.
  2. Cieślak M.J., Gamage K.A., Glover R. // Crystals. 2019. V. 9. P. 480. https://www.doi.org/10.3390/cryst9090480
  3. Gnezdilov I.I., Dedenko G.L., Ibragimov R.F., Idalov V.A., Kadilin V.V., Kaplun A.A., Klemetiev A.V., Mukhin V.I., Taraskin A.A., Turin E.M., Zaripov R.N. // Phys. Procedia. 2015. V. 74. P. 199. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2015.09.192.4
  4. Бушама Л., Громушкин Д.М., Дмитриева А.Н. // Ученые записки физического факультета Московского университета. 2018. № 4. С. 1840202.
  5. Stoykov A. Mosset J.-B., Greuter U., Hildebrandt M., Schlumpf N. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2015. V. 787. P. 361. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2015.01.076
  6. Марин В.Н., Садыков Р.А., Трунов Д.Н. Литвин В.С., Аксенов С.Н. // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 1. С. 5. https://www.doi.org/10.7868/S003281621801007X
  7. Yu Q., Tang B., Huang Ch., Wei Y., Chen Sh., Qiu L., Wang X., Xu H., Sun Zh., Wei G., Tang M. // Nucl. Engineer. Technol. 2022. V. 54. Iss. 3. P. 1030. https://www.doi.org/10.1016/j.net.2021.09.014
  8. Cates J.W., Steele J., Balajthy J., Negut V., Hausladen P., Ziock K. // Sensors. 2022. V. 22. P. 3553. https://www.doi.org/10.3390/s22093553
  9. Недорезов В.Г., Беляев А.Д., Игнатов А.С., Литвин В.С. // Изв. РАН. Сер. Физ. 2009. № 2. С. 125.
  10. McKnight T.K., Czirr J.B., Littrell K. // Nucl. Instrum. Meth. A. 2008. V. 586, P. 246.
  11. Pritchard K., Osovizky A., Ziegler J., Binkley E., Tsai P., Hadad N., Jackson M., Hurlbut C., Baltic G.M., Majkrzak C.F., Maliszewskyj N.C. // IEEE Trans Nucl. Sci. 2020. V. 67. Iss. 1. P. 414. https://www.doi.org/10.1109/TNS.2019.2953875
  12. Nakamura T. // JINST. 2017 V. 12. P. C12025. https://www.doi.org/10.1088/1748-0221/12/12/C12025
  13. Stowell P. // JINST. 2021 V. 16 P. 11039. https://www.doi.org/10.1088/1748-0221/16/11/P11039
  14. Pritchard K., Osovizky A., Ziegler J., Binkley E., Tsai P., Hadad N., Jackson M., Hurlbut C., Baltic G.M., Majkrzak C.F., Maliszewskyj N.C. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2021 V. 68. Iss. 7. P. 1519. https://www.doi.org/10.1109/TNS.2021.3091008.
  15. Харжеев Ю.Н. //Физика элементарных частиц и атомного ядра. 2015. Т. 46. № 4. С. 1227.
  16. Марин В.Н. // Письма в журнал технической физики. 2015. Т. 41. № . 18. С. 96.
  17. Gnezdilov I.I., Dedenko G., Ibragimov R.F., Idalov V.A., Kadilin V., Kaplun A., Klemetiev A.V., Mukhin V.I., Taraskin A.A., Turin E., Zaripov R.N. // Physics Procedia. 2015. V. 74. P. 199. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2015.09.192
  18. Acerbi F., Gundacker S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2015. V. 923. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2018.11.118
  19. А.с. № 2022664139 (РФ). Программа модуля микроконтроллера для управления и настройки предусилителей детектора СФЕРА (Sphere detector control). / Институт ядерных исследований РАН. Трунов Д.Н. // 25.07.2022.
  20. А.с. № 2022664140 (РФ). Программа ПЛИС модуля для регистрации и накопления импульсов с детекторов ионизирующих излучений (Fast impulse counts 16). / Институт ядерных исследований РАН. Трунов Д.Н. // 25.07.2022.
  21. Патент. № 2782417 C1 (РФ). Устройство для регистрации излучения. / НИЦ “Курчатовский институт” — ПИЯФ. Трунов Д.Н., Марин В.Н., Алтынбаев Е.В. // 26.10.2022.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024