Сцинтилляционные детекторы на сжатом ксеноне с позиционной чувствительностью

Важной сферой применения упомянутых ранее электролюминесцентных детекторов на сжатых благородных газах является томография (построение трёхмерных изображений). Дрейфовая камера на сжатом ксеноне с трёхмерной позиционной чувствительностью и высоким энергетическим разрешением перспективна для изготовления комптоновской гамма-камеры, предназначенной, например, для однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

Методика позиционно-чувствительной регистрации на эффекте электролюминесценции основана на возбуждении чистого благородного газа при движении через него электронов в достаточно сильном электрическом поле, что позволяет существенно усилить сигнал. В отличие от газового усиления в пропорциональных камерах, электролюминесценция не экспоненциальный, а линейный процесс, т. е. только первоначальный электрон генерирует вторичные частицы (фотоны), а вторичные частицы, будучи рожденными, сами не участвуют в процессе усиления. В приборах с газовым усилением вторичные частицы (электроны) могут в свою очередь рождать электроны, и процесс приобретает лавинообразный характер. Благодаря линейности «светового усиления», в электролюминесцентных детекторах можно достигнуть высокого энергетического разрешения.

Позиционночувствительная сцинтилляционная дрейфовая камера с электролюминисцентными детекторами состоит из корпуса из нержавеющей стали и электродной системы, включающей дрейфовый промежуток и электролюминесцентный промежуток, образованные проволочными электродами. Сцинтилляции в дрейфовом промежутке и электролюминесценция в светопроизводящем промежутке регистрируются с помощью матрицы ФЭУ. Давление ксенона 20 атм. Гамма-излучение попадает в детектор через входное алюминиевое окно и поглощается в дрейфовом промежутке, где конвертируется в ионизационный кластер и первичную сцинтилляционную вспышку'. В относительно слабом дрейфовом поле кластер электронов ионизации дрейфует в светопроизводящий промежуток, где в сильном поле генерирует электролюминесцентную вспышку. Положение ионизационного кластера определяется в проекции на плоскость светопроизводящего промежутка и измеряется по распределению величин электролюминесцентных сигналов по матрице ФЭУ. Регистрируются координаты кластера и энергия частицы, выделенная в кластере. Камера запускается первичной сцинтилляцией. Для этого все ФЭУ включены на совпадение по мажоритарной схеме. Положение ионизационного кластера по глубине дрейфового объёма камеры определяется по величине задержки между сцинтилляционной и электролюминесцентной вспышками.