Goniometer control

The control unit for the goniometer has been developed and manufactured. The unit includes four independent programmable stepper motor control channels, three logical channels for analyzing the state of limit switches and a power supply. Powerful field-effect transistors of the company International Rectifier are used as controlled power switches. To generate output signals and communicate with a computer, an ATmega328 microprocessor is used in each control channel. This channel design allows you to control almost any type of stepper motors, you only need to replace the control program. The software is written using the WinAVR package which has a General Public License. Data transfer between the computer and the unit is carried out via the USB interface.Розроблено та виготовлено блок управління гоніометром. До складу блоку входять чотири незалежних програмованих канали керування кроковими двигунами, три логічних канали аналізу стану кінцевих вимикачів та джерело електроживлення. В якості керованих силових ключів використовуються потужні польові транзистори фірми International Rectifier. Для формування вихідних сигналів і зв’язку з комп’ютером у кожному каналі управління використовується мікропроцесор ATmega328. Така побудова каналу дозволяє управляти практично будь-яким типом крокових двигунів, потрібно тільки замінити програму управління. Програмне забезпечення написано з використанням пакета WinAVRб який має General Public License. Передача даних між комп’ютером та блоком здійснюється за допомогою USB-інтерфейсу.Разработан и изготовлен блок управления гониометром. В состав блока входят четыре независимых программируемых канала управления шаговыми двигателями, три логических канала анализа состояния конечных выключателей и источник электропитания. В качестве управляемых силовых ключей используются мощные полевые транзисторы фирмы International Rectifier. Для формирования выходных сигналов и связи с компьютером в каждом канале управления используется микропроцессор ATmega328. Такое построение канала позволяет управлять практически любым типом шаговых двигателей, требуется только заменить программу управления. Программное обеспечение написано с использованием пакета WinAVR, имеющего General Public License. Передача данных между компьютером и блоком осуществляется по USB-интерфейсу

Spectrometric stand for measuring the energy resolution of unpackaged elements of silicon planar detectors

A spectrometric stand for measuring the energy resolution of unpackaged single-channel silicon planar detectors has been developed and manufactured. The developed spectrometric stand makes it possible to reject detectors with unsatisfactory spectrometric characteristics at an early stage of manufacturing the detecting modules. Also, a technique has been developed for studying the spectrometric characteristics of unpackaged silicon detectors intended for the manufacture of detecting modules for ionizing radiation for various purposes.Розроблено та виготовлено спектрометричний стенд для вимірювання енергетичної роздільної здатності безкорпусних одноканальних кремнієвих планарних детекторів. Розроблений спектрометричний стенд дозволяє на ранній стадії виготовлення детектуючих модулів бракувати детектори з незадовільними спектрометричними характеристиками. Також розроблена методика дослідження спектрометричних характеристик безкорпусних кремнієвих детекторів, призначених для виготовлення детектуючих модулів іонізуючого випромінювання різного призначення.Разработан и изготовлен спектрометрический стенд для измерения энергетического разрешения бескорпусных одноканальных кремниевых планарных детекторов. Разработанный спектрометрический стенд позволяет на ранней стадии изготовления детектирующих модулей отбраковывать детекторы с неудовлетворительными спектрометрическими характеристиками. Также разработана методика исследования спектрометрических характеристик бескорпусных кремниевых детекторов, предназначенных для изготовления детектирующих модулей ионизирующего излучения различного назначения

Kharkiv test platform for research and development of Si spectrometric planar detectors and detectors arrays for medical application

A universal test platform for research and development of planar radiation detectors for use in medicine has been created having the possibility of obtaining complete information about the characteristics of the detector before creating a detecting module with specialized electronics. 5 jobs were created with the ability to perform the following work: measurement of the electrophysical characteristics of individual detectors and selected detection elements of the matrices based on the station with manual movement of microprobes; determination of the yield of suitable detector elements of matrices using a test station with automated microprobe movement and automated collection and processing of electrophysical measurement data; measurement of the energy resolution (ER) of individual silicon detectors, “scintillator-silicon photosensor” type detectors and measurement of the ER of selected matrix elements before creating a detection module with specialized electronics.Створена універсальна тестова платформа для досліджень і розробки планарних детекторів випромінювання для використань в медицині з можливістю отримання повної інформації про характеристики детектора та матриці детекторів до створення детектуючого модуля зі спеціалізованою електронікою. Створено 5 робочих місць з можливістю виконання наступних робіт: вимірювання електрофізичних характеристик окремих детекторів і обраних детектуючих елементів матриць на основі станції з ручним переміщенням мікрозондів; визначення виходу придатних детекторних елементів матриць з використанням тестової станції з автоматизованим переміщенням мікрозондів і автоматизованим накопиченням і обробкою даних електрофізичних вимірювань; вимірювання енергетичної роздільної здатності (ЕРЗ) окремих кремнієвих детекторів, детекторів типу «сцинтилятор-кремнієвий фотосенсор» і вимір ЕРЗ обраних елементів матриць до створення детектуючого модуля зі спеціалізованою електронікою.Создана универсальная тестовая платформа для исследований и разработки планарных детекторов излучения для использования в медицине с возможностью получения полной информации о характеристиках детектора и матриц детекторов для создания детектирующего модуля со специализированной электроникой. Созданы 5 рабочих мест с возможностью выполнения следующих работ: измерение электрофизических характеристик отдельных детекторов и выбранных детектирующих элементов матриц на основе станции с ручным перемещением микрозондов; определение выхода годных детекторных элементов матриц с использованием тестовой станции с автоматизированным перемещением микрозондов и автоматизированным накоплением и обработкой данных электрофизических измерений; измерение энергетического разрешения (ЭР) отдельных кремниевых детекторов, детекторов типа «сцинтиллятор-кремниевый фотосенсор» и измерение ЭР выбранных элементов матриц для создания детектирующего модуля со специализированной электроникой

Development of a portable gamma probe for registration and localization of radiation source, including medical application

Self-powered portable gamma probe has been developed on the base of silicon planar uncooled detector and CsI(Tl) scintillator. The device is designed for interoperative and extraoperative search for differences in the concentration of radiopharmaceuticals in the energy range from 100 to 360 keV. Test stand was developed for determining the angular resolution of the gamma probe.На базі кремнієвого планарного неохолоджуваного детектора і сцинтилятора СsI(Tl) розроблений портативний гамма-зонд з автономним живленням. Прилад розрахований на інтероперативний та екстраоперативний пошуки відмінностей у концентрації радіофармацевтичних препаратів у енергетичному діапазоні 100 до 360 кеВ. Розроблено тестовий стенд для визначення кутового розподілу гамма-зонда

Development of a measuring channel for low currents integrating on Analog Devices components and Arduino modules for physical experiments

The development of low currents measuring channel necessary to ensure the operation of the experimental complex based on a linear electron accelerator with energy of 30 MeV at IHEPNP NSC KIPT for fundamental and applied research on the interaction of high-energy electrons with amorphous and single-crystal structures is described. The channel makes it possible to measure currents of the order of 0.1 nA and less, with an accuracy better than 0.1 %, and is connected to an upper-level computer via the USB interface.Представлено розробку вимірювального каналу малих струмів, необхідного для забезпечення функціонування експериментального комплексу на базі лінійного прискорювача електронів з енергією 30 МеВ ІФВЕЯФ ННЦ ХФТІ для фундаментальних та прикладних досліджень щодо взаємодії електронів високих енергій з аморфними та монокристалічними структурами. Канал дозволяє вимірювати струми порядку 0,1 нА і менше, з точністю не гірше 0,1 %, і має зв’язок з ЕОМ верхнього рівня за інтерфейсом USB

Low-energy X-ray radiation after the biological shielding of electron accelerators

The bremsstrahlung of electrons from thick converters and its passage through concrete shielding of accelerators at different angles to the axis of the electron beam were calculated using GEANT4. Numerical estimates of the residual low-energy component of X-ray radiation after passing through the biological protection were carried out at an electron energy of up to 300 MeV. Additional reasons for the possible appearance of soft X-ray radiation after the shielding are considered. Experimental measurements of the spectral and dosimetric characteristics were performed by a silicon uncooled detector with the energy resolution of ~ 1 keV and spectral sensitivity in the range 5...150 keV. The comparison of the estimated dose (using the number of counts in Si detector) with indications of dosimeters was made.У GEANT4 розраховано гальмівне випромінювання електронів з товстих перетворювачів і проходження випромінювання через бетонне екранування прискорювачів під різними кутами до осі електронного пучка. Проведені численні оцінки залишкової низькоенергетичної складової рентгенівського випромінювання після проходження біологічного захисту при енергії електронів до 300 МеВ. Розглянуто додаткові причини появи м'якого рентгенівського випромінювання після проходження захисту. Експериментальні виміри спектральних та дозиметричних характеристик виконувалися кремнієвим неохолодженим детектором з енергетичним дозволом ~ 1 кеВ і спектральною чутливістю в діапазоні 5...150 кеВ. Проведено порівняння оціночної дози (з використанням кількості відліків у детекторі Si) з показами дозиметрів.В GEANT4 рассчитаны тормозное излучение электронов из толстых конверторов и прохождение излучения через бетонное экранирование ускорителей под разными углами к оси электронного пучка. Проведены численные оценки остаточной низкоэнергетической составляющей рентгеновского излучения после прохождения биологической защиты при энергии электронов до 300 МэВ. Рассмотрены дополнительные причины возможного появления мягкого рентгеновского излучения после прохождения защиты. Экспериментальные измерения спектральных и дозиметрических характеристик выполнялись кремниевым неохлаждаемым детектором с энергетическим разрешением ~ 1 кэВ и спектральной чувствительностью в диапазоне 5...150 кэВ. Проведено сравнение оценочной дозы (с использованием количества отсчетов в детекторе Si) с показаниями дозиметров

Development of a software and technical complex for a two-channel detecting system for continuous registration of X-ray and gamma radiation

A compact spectrometric tract and software for work as part of a two-channel detecting system for continuous registration of X-ray and gamma radiation in a wide range of energies have been developed. The complex is designed to work with silicon planar uncooled detectors. The software allows you to process information from each spectrometric channel and provide information in the form of a integrated spectrum. The design of the detecting module, which combines low-energy and high-energy detectors in one housing has been developed.Розроблено малогабаритний спектрометричний тракт та програмне забезпечення для роботи у складі двоканальної детектуючої системи безперервної реєстрації рентгенівського та гамма-випромінювання у широкому інтервалі енергій. Комплекс розрахований на роботу з кремнієвими планарними неохолоджуваними детекторами. Програмне забезпечення дозволяє проводити обробку інформації від кожного спектрометричного каналу та подавати інформацію у вигляді єдиного спектра. Розроблено конструкцію детектуючого модуля, який об’єднує в одному корпусі низькоенергетичний і високоенергетичний детектори

Registration of conversion electrons in a wide energy range by the detecting system “Si planar detector - metal Gd converter”

The possibility of conversion electrons registration in a wide energy range by the detecting system “planar uncooled silicon detector – metal gadolinium converter” is studied. Research samples of detecting modules have been developed and manufactured. The spectrometric system for registration the energy levels of conversion electrons has been modernized. For the first time all levels of conversion electrons were experimentally registered in the energy range 30…200 keV by the detection “silicon planar detector – metal gadolinium converter”.Досліджено можливість реєстрації конверсійних електронів у широкому діапазоні енергій детектуючою системою “планарний кремнієвий неохолоджуваний детектор – металевий гадолінієвий конвертер”. Розроблено та виготовлено дослідницькі зразки детектуючих модулів. Модернізовано спектрометричну систему для реєстрації енергетичних рівнів конверсійних електронів. Вперше експериментально зареєстровані всі рівні конверсійних електронів у діапазоні енергій 30…200 кеВ детектуючою системою “кремнієвий планарний детектор – металевий гадолінієвий конвертeр”

Spectrometric registration of x-ray and gamma radiation by detecting modules “silicon planar detector - scintillator”

The use of detection modules based on a silicon planar uncooled detector and a scintillator in combination with readout electronics makes it possible to create detection complexes for spectrometric detection of X-ray and gamma radiation in various fields of research, including nuclear physics, nuclear power engineering, high-energy physics, medicine, etc. The results of a study of detection complexes with silicon detectors with an active area of 2×2 and 5×5 mm and cesium iodide scintillators doped with thallium in the energy range from 50 keV to 0.662 MeV are presented.Використання детектуючих модулів на основі кремнієвого планарного неохолоджуваного детектора і сцинтилятора в поєднанні з реєструючою електронікою дозволяє створювати комплекси для спектрометричної реєстрації рентгенівського і гамма-випромінювання в різних областях досліджень, включаючи ядерну фізику, ядерну енергетику та інші дослідження детектуючих комплексів з кремнієвими детекторами і активною площею розміром 2×2 та 5×5 мм та сцинтиляторами з іодиду цезію, легованого талієм, у діапазоні енергії 50 кеВ…0,662 МеВ