Оптоелектронний пристрій для вимірювання дози швидких нейтронів

Abstract

Оптоелектронний пристрій для виміру дози швидких нейтронів належить до галузі контрольно-вимірювальної техніки. Пристрій містить чутливий до радіації нейтронів напівпровідниковий світлодіод, який оптично зв'язаний з біполярним фототранзистором. Емітер біполярного фототранзистора з'єднаний з витоком польового транзистора, який живиться від двох джерел постійної напруги. Паралельно колектору біполярного фототранзистора і стоку польового транзистора підключене послідовне коло із пасивної індуктивності і ємності. При дії дози швидких нейтронів на чутливий до радіації нейтронів напівпровідниковий світлодіод змінюється інтенсивність його світла, яке потрапляє на біполярний фототранзистор, що приводить до зміни ємнісної складової повного опору на електродах колектор-стік біполярного фототранзистора і польового транзистора, а це викликає зміну резонансної частоти коливального контуру. Введення перетворення дози швидких нейтронів у частоту приводить до підвищення чутливості виміру дози швидких нейтронів.

Предлагаемое оптоэлектронное устройство для определения дозы быстрых нейтронов содержит светодиод, чувствительный к быстрым нейтронам, фототранзистор, полевой транзистор, два источника постоянного напряжения для электропитания полевого транзистора и последовательный колебательный контур, содержащий катушку индуктивности и конденсатор. Выход светодиода оптически соединен с входом фототранзистора. Эмиттер фототранзистора соединен с истоком полевого транзистора. Колебательный контур включен между коллектором фототранзистора и истоком полевого транзистора. При воздействии быстрых нейтронов на светодиод изменяется интенсивность светового потока, излучаемого светодиодом, в результате чего изменяется емкостное сопротивление между коллектором фототранзистора и стоком полевого транзистора. Изменение указанного емкостного сопротивления вызывает изменение резонансной частоты колебательного контура. Предлагаемое устройство отличается повышенной точностью измерения благодаря преобразованию дозы быстрых нейтронов в частоту.

The proposed optoelectronic device for determining dose of fast neutrons contains a light-emitting diode that is sensitive to fast neutrons, a phototransistor, a field-effect transistor, two direct voltage sources for powering the field-effect transistor, and a series oscillatory circuit that consists of an inductance coil and a capacitor. The output of the light-emitting diode is optically coupled with the input of the phototransistor. The emitter of the phototransistor is connected to the source of the field-effect transistor. The oscillatory circuit is inserted between the collector of the phototransistor and the source of the field-effect transistor. When the light-emitting diode is exposed to fast neutrons, the intensity of the light flux emitted by the light-emitting diode will change resulting in the change of the capacitance in the circuit between the collector of the phototransistor and the drain of the field-effect transistor. The change of the capacitance induces the change of the resonance frequency of the oscillating circuit. The proposed device is distinctive by increased measurement accuracy in the result of the conversion of a fast neutron dose in frequency.