Патент на новый способ измерения интенсивности радиационного излучения неизвестного состава. Комментарий Г. А. Шелкова
14 июля 2021 года Объединенным институтом ядерных исследований был получен патент на изобретение «Способ измерения интенсивности радиационного излучения неизвестного состава". Группа научных коммуникаций поговорила с Георгием Александровичем Шелковым, ведущим научным сотрудником Научно-экспериментального отдела встречных пучков ЛЯП ОИЯИ, одним из авторов патента.
Владислав Рожков, Даниил Расторгуев, Елизавета Черепанова и Георгий Шелков
“Изобретать что-то полезное не является целью ученых. Они решают задачи своих экспериментов, и при этом часто видят что-то новое и потенциально полезное. Тогда на открытие оформляется патент, и дальше он может использоваться с практической целью”, — отмечает Георгий Александрович.
Так получилось и с получением патента на новый способ измерения интенсивности радиационного излучения неизвестного состава.
“Идея появилась во время обработки данных от созданной в ОИЯИ системы мониторирования радиационного фона в шахте АТЛАС — GaAsPix. В ней для целей эксперимента использовались пиксельные полупроводниковые детекторы с сенсорами разной толщины из арсенида галлия (GaAs) — 1 мм и 0,5 мм. Мы хорошо знаем, что заряженные частицы достаточной энергии регистрируются нашими детекторами со 100% вероятностью при практически любой толщине сенсора детектора, вдоль которого частица “оставляет след”. Из этого следует, что два детектора с сенсорами разной толщины, будут регистрировать заряженные частицы одинаково.
Совсем по-иному ведут себя нейтральные частицы (прежде всего гамма-кванты и нейтроны). У них всегда есть шанс (вероятность) проскочить наш сенсор без взаимодействия и, следовательно, не зарегистрироваться в нем. Но этот шанс зависит от толщины (объема) сенсора детектора. Можно объяснить это с помощью простого примера. Возьмем два детектора с сенсорами, которые отличаются по толщине в два раза. Тогда для пучка только заряженных частиц счета обоих детекторов будут совпадать, а в пучке только нейтральных частиц более “толстый” детектор будет считать вдвое быстрее “тонкого". Далее, как говорится, уже "вопрос техники" и простейшей арифметики. По соотношению скоростей счета в детекторах разной толщины можно в пучке неизвестного состава определить соотношение в нем заряженной и нейтральной компонент. Конечно, и у этого метода есть граничные условия — энергии и заряженных, и нейтральных частиц должны быть достаточно большими, чтобы не остановиться в сенсоре детектора, а “проткнуть” сенсор наибольшей толщины”.
"Нам кажется, что это простая, понятная и красивая идея”, — замечает Георгий Александрович.
___________________________
Существует много способов измерить как суммарный поток и дозу от источника радиации, так и отдельные составляющие этого излучения. Для измерения доз нейтронного излучения используются в основном пассивные системы обнаружения. Такие системы способны определять дозы излучения с достаточной точностью, но лишь для ограниченных энергетических диапазонов нейтронного излучения. Данные с этих систем анализируются только спустя какое-то время, и то только после того, как детектор поступит в специальную дозиметрическую лабораторию. В результате чрезмерное облучение обнаруживается, как правило, спустя какое-то время. Разработка наших коллег позволяет решить обе эти задачи: определить доли заряженных и нейтральных частиц в составе излучения от любых источников радиации и делать это непосредственно во время облучения.
Читайте также:
Поздравляем наших коллег с получением патента!
