Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКЕ

Предлагаемое устройство для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке относится к рентгенотехнике и может применяться для установления радиационным методом условий возбуждения рентгеновского излучения при проведении контроля эксплуатационных параметров рентгеновских диагностических аппаратов.

Известны устройства для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке, реализованные по схеме с ослабляющими фильтрами [Авторское свидетельство СССР, SU №1261143 от 30.09.1986; Авторское свидетельство СССР, SU №1133699 от 07.01.1985; Авторское свидетельство СССР, SU №1239901 от 23.06.1986; Авторское свидетельство СССР, SU №1233307 от 23.05.1986].

Однако принцип работы и конструктивные особенности этих устройств не позволяют учитывать влияние рассеянного излучения, возбуждаемого в ослабляющих фильтрах, на спектральный состав излучения в областях размещения детекторов ослабленного излучения.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке, описанное в работе [Авторское свидетельство СССР, SU №1536525 от 15.01.1990].

Данное устройство содержит рассеивающее тело, на котором в свинцовых тубусах установлены детекторы рентгеновского излучения. Один из детекторов установлен на пути прямого пучка за рассеивающим телом, а второй детектор - в зоне выхода рассеянного излучения из рассеивающего тела. Геометрия размещения рассеивающего тела в пучке и детекторов на этом теле строго фиксирована.

Использование одного детектора для регистрации рассеянного излучения не позволяет учитывать пространственные изменения интенсивности рассеянного излучения вдоль образующей рассеивающего тела при изменении условий возбуждения излучения.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение достоверности измерений путем регистрации и учета формы пространственного распределения интенсивности рассеянного излучения вдоль образующей рассеивающего тела.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, достигается тем, что в известном устройстве для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке, содержащем рассеивающее тело и два детектора излучения, установленные на рассеивающем теле в области формирования ослабленного и рассеянного излучений со стороны одного из оснований рассеивающего тела за рассеивающим телом и в области формирования рассеянного излучения со стороны боковой поверхности рассеивающего тела, детектор, установленный со стороны боковой поверхности рассеивающего тела, образован отдельными микродетекторами, причем микродетекторы расположены последовательно вдоль всей образующей боковой поверхности рассеивающего тела.

На фиг. 1 изображена схема устройства для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке. На фиг. 2 даны диаграммы, отражающие характер изменения приведенных интенсивностей рассеянного излучения (I₁₁₀ и I₇₀) вдоль боковой поверхности рассеивающего тела цилиндрической формы из селенита, рассчитанные при заданных условиях возбуждения излучения (анодное напряжение: 110 кВ и 70 кВ соответственно; суммарная фильтрация 3,2 мм алюминия).

Устройство для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке 1 включает 2 - рассеивающее тело; 3 - детектор рентгеновского излучения; 4 - многоэлементный детектор рентгеновского излучения; 5 - многоканальный усилитель; 6 - усилитель; 7 - аналогово-цифровой преобразователь; 8 - персональный компьютер.

Устройство работает следующим образом. Рентгеновское излучение, возбуждаемое на аноде рентгеновской трубки 1, поступает на рассеивающее тело 2. В качестве рассеивающего тела можно использовать цилиндр, выполненный из однородного вещества, например из селенита. В результате процессов фотопоглощения и комптоновского рассеяния вокруг рассеивающего тела формируются поля ослабленного и рассеянного излучений. Детектор 3 расположен за рассеивающим телом в области ослабленного и рассеянного излучений и вырабатывает сигнал, пропорциональный интенсивности ослабленного и рассеянного излучений. Детектор 4 расположен со стороны боковой поверхности рассеивающего тела в области рассеянного излучения и вырабатывает сигналы, отражающие характер пространственного изменения интенсивности рассеянного излучения вдоль образующей рассеивающего тела. В качестве детекторов могут быть использованы, например, многоэлементные пиксельные и микрополосковые детекторы на основе арсенида галлия, описанные в [Толбанов О.П. Детекторы ионизирующих излучений на основе компенсированного арсенида галлия // Вестник Томского государственного университета. 2005. №285. С. 155-163]. Сигналы детекторов 3 и 4 усиливаются усилителями 5 и 6, оцифровываются аналого-цифровым преобразователем 7 и поступают в персональный компьютер 8. В персональном компьютере реализована вычислительная процедура, выполняющая приведение сигналов микродетекторов 4 к сигналу детектора 3. По форме огибающей полученного распределения, по положению максимума и по ширине распределения на полувысоте судят об условиях возбуждения рентгеновского излучения. Для этого строят калибровочные зависимости, отражающие пространственное положение максимума и ширину на полувысоте экспериментально регистрируемого распределения как функции анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения.

Использование многоэлементного детектора, состоящего из отдельных, последовательно установленных вдоль образующей рассеивающего тела микродетекторов, выгодно отличает предлагаемое устройство для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке от указанного прототипа, так как позволяет учитывать пространственное распределение рассеянного излучения и приводит к повышению достоверности измерений.