JPH0315714B2 - - Google Patents

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JPH0315714B2
JPH0315714B2 JP57037872A JP3787282A JPH0315714B2 JP H0315714 B2 JPH0315714 B2 JP H0315714B2 JP 57037872 A JP57037872 A JP 57037872A JP 3787282 A JP3787282 A JP 3787282A JP H0315714 B2 JPH0315714 B2 JP H0315714B2
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JP
Japan
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time
pulse
gate
circuit
output
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Application number
JP57037872A
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English (en)
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JPS57179774A (en
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Kiifuaa Hansu
Reebaa Hansugeruto
Rainharuto Berunto
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KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Original Assignee
KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH filed Critical KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Publication of JPS57179774A publication Critical patent/JPS57179774A/ja
Publication of JPH0315714B2 publication Critical patent/JPH0315714B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/36Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
    • G01T1/38Particle discrimination and measurement of relative mass, e.g. by measurement of loss of energy with distance (dE/dx)

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検出器内でα粒子および(または)
β粒子により生ずる検出器パルスがいずれもナノ
秒範囲の特定の立上がり時間中は粒子固有のほぼ
一定の傾斜で立上がる前縁を有する場合に、α粒
子により生じ第1の傾斜を有するαパルスとβ粒
子により生じ第1の傾斜にくらべて実質的に小さ
い第2の傾斜を有するβパルスとを選別する方法
および装置に関するものである。
このようなαパルスおよびβパルスを生ずる検
出器は特開昭56−153269号公報に記載されてい
る。
本発明の目的は、検出器の出力端に生ずる検出
器パルスと、粒子エネルギーにより定まるパルス
波高に無関係に、できるかぎり一義的にαパルス
もしくはβパルスとして同定し得る方法と、それ
を実施するための回路装置とを提供することにあ
る。
この目的は本発明によれば、特許請求の範囲第
1項に記載の方法と、それを実施するための特許
請求の範囲第3項に記載の装置とにより達成され
る。
本発明により得られる利点は特に、検出感度を
従来どおりとすれば測定時間を非常に短縮し得る
こと、測定時間を従来どおりとすれば検出感度を
非常に高め得ること、特にα−β混合試料の場合
にαパルスレートの測定誤差を非常に小さくし得
ること、時間分解能を非常に高くし得ること、α
パルスとβパルスとの分離を非常に高い精度で行
ない得ることである。
以下、図面により本発明を一層詳細に説明す
る。
最初の20ないし30nsの間、αパルスおよびβパ
ルスの前縁はほぼ直線上に立上り、その傾斜はα
パルスとβパルスとでは著しく相違する。特にこ
の範囲で、αパルスの立上がり分ΔU〓はβパルス
の立上がり分ΔU〓の約2倍の大きさである。この
関係が両パルスの最初の30ns=t1にわたり第1図
に示されている。両パルスとその後の経過は立上
がりの傾斜に関して大差がなくなる。従つて、選
別の基準として立上がりの傾斜ΔU〓/Δtおよび
ΔU〓/Δtを利用することは最初の20ないし30ns
の間でしか可能でない。
従つて、本発明の方法では検出器パルスの時間
選別が行なわれる。所与の一定時間t1の間にαパ
ルスおよびβパルスが到達する振幅Aは著しく相
違する(A〓=ΔU〓はA〓=Δ〓の約2倍)ので、時
間選別の後に行なわれる振幅選別により大部分の
事象の検出器パルスは一義的にαパルスもしくは
βパルスとして同定可能である。残りの数パーセ
ントの事象は一義的に同定され得ず、αまたはβ
パルスとして計数され、これが少数であるほど測
定装置は良好であるという判定尺度に用いられ
る。
第2図は、本発明の方法を実施するための選別
回路のブロツク回路図が示されている。
αおよび(または)β粒子の同時測定用の特開
昭56−153269号公報に記載された検出器1のなか
で検出器パルス2が発せられ、これらの検出器パ
ルス2は検出器の構造に関係して生ずる信号減弱
の補償のため、検出器1に内蔵されており50Ωの
出力インピーダンスを有する第1の増幅器3によ
り増幅される。検出器は50Ω同軸ケーブルによ
り、検出器パルス2を所定の時間t2だけ遅延させ
る遅延線4を介して、検出器パルス2の前縁5の
立上がりを所定の時間選別のために設定された時
間t1の後に中断させる電子スイツチ6に接続され
ている。
検出器1の出力端Aは所定の第1のしきい値S1
を有する第1のコンパレータ7と所定の第2のし
きい値S2(S2>S1)を有する第2のコンパレータ
8とに接続されている。
第1のコンパレータ7の非反転出力端はデイジ
タル遅延回路9を介して、また第2のコンパレー
タ8の反転出力端は直接に始動回路10に接続さ
れており、この始動回路は検出器パルス2の振幅
Aが第2のしきい値S2を越えているときに限つて
時間選別をトリガする。
始動回路10の出力端はレベル整合回路11に
接続されており、このレベル整合回路は“0”か
ら“1”への入力信号の変化を0から−5Vへの
電圧変化に変換する。
レベル整合回路11の後に接続されているゲー
ト時間パルス発生器12は所定の一定のナノ秒範
囲のパルス幅t3を有するゲート時間パルス13を
発する。
ゲート時間パルス発生器12の出力端は電子ス
イツチ6の制御入力端に接続されており、この電
子スイツチはゲート時間パルス13により時間t3
の間は導通する。
検出器パルスの時間遅延t2は信号処理に必要な
構成要素の時間遅延に応じて選定され、遅延線4
により設定されている。
ゲート時間パルス13の前縁14は遅延時間t2
の終了の直前に位置する。電子スイツチ6はゲー
ト時間パルス13の後縁15により不導通状態に
戻される(第1図参照)。すなわち、後縁15は
時間選別用の時間t1の終了時点を定め、その時点
における振幅A〓,A〓で検出器パルス2の前縁5
の立上がりを停止させる。
電子スイツチ6の後にパルス整形回路16が接
続されており、このパルス整形回路は時間選別さ
れた検出器パルス2の振幅A〓,A〓に相当する信
号電圧をコンデンサの電荷に変換し、時間選別に
より得られた振幅A〓,A〓のピーク状最高値を時
間的に延長する。
パルス整形回路16の出力端は所定の第3のし
きい値S3(S3>S2)を有する第3のコンパレータ
19と所定の第4のしきい値S4(S4>S3)を有す
る第4のコンパレータ20との入力端に接続され
ている。
第3のコンパレータ19の反転出力端は第4の
メモリ21に、また第4のコンパレータ20の反
転出力端は第5のメモリ22に接続されている。
第4のメモリ21および第5のメモリ22の出
力端の後に、時間選別および振幅選別された検出
器パルスをα信号、β信号およびαまたはβ信号
に分類する評価論理回路23が接続されている。
評価論理回路23の後にα信号用の第1のカウ
ンタ24、β信号用の第2のカウンタ25および
αまたはβ信号用の第3のカウンタ26が接続さ
れている。
第1のコンパレータ7の反転出力端の後に限時
回路27が接続されており、この限時回路の出力
端は評価論理回路23と接続されている。
測定時間の終了時に限時回路27は第4のメモ
リ21および第5のメモリ22の内容を評価論理
回路23を介してカウンタ24,25,26の1
つに伝達するための読出しパルスを発する。また
メモリのリセツト用としてリセツト論理回路28
がその第1の入力端で第1のコンパレータ7の反
転出力端と、第2の入力端で限時回路27の出力
端と接続されており、このリセツト論理回路の出
力端がリセツト論理回路自体および始動回路10
のなかのメモリならびに第4および第5のメモリ
21,22のリセツト入力端と接続されている。
メモリの各々は1つの双安定マルチバイブレー
タから成つている。
第3図にはコンパレータ、メモリ、始動回路1
0、評価論理回路23およびリセツト論理回路2
8の回路図が示されている。
始動回路10は、信号振幅A〓,A〓が第2のし
きい値S2を越えているときに限つて、その出力端
30にレベル整合回路11をトリガする信号を発
する。
始動回路10は各1つの第2双安定マルチバイ
ブレータ31、第3の双安定マルチバイブレータ
32、第2のナンドゲート33および第3のナン
ドゲート34から成つている。
第2のナンドゲート33はその第1の入力端で
デイジタル遅延回路9の出力端に、また第2の入
力端で第2のコンパレータ8の反転出力端に接続
されており、この第2のナンドゲートの後に第2
の双安定マルチバイブレータ31が接続されてい
る。
第2の双安定マルチバイブレータ31の非反転
出力端35は第3のナンドゲート34の第1の入
力端に接続されており、その第2の入力端は第2
のコンパレータ8の非反転出力端と接続されてい
る。
第3のナンドゲート34の出力端の後に第3の
双安定マルチバイブレータ32が接続されてお
り、その反転出力端はレベル整合回路11に接続
されている。
レベル整合回路11は主としてpnpトランジス
タ36から成り、そのベースは始動回路10の出
力端30に、エミツタは5Vの正電圧に、またコ
レクタは−5Vの負電圧に接続されている。
レベル整合回路11の出力端は回路点Cを介し
て、第4図に示されているゲート時間パルス発生
器12の第6の双安定マルチバイブレータ37の
入力端と接続されている。
第6の双安定マルチバイブレータ37の反転出
力端38はドライバ回路39を介して、電界効果
トランジスタ40として構成された電子スイツチ
6の制御入力端と接続されている。
また双安定マルチバイブレータ37の非反転出
力端41は電界効果トランジスタ40の導通時間
t3を定める遅延回路42を介してリセツト入力端
に帰還されている。
レベル整合回路11から発せられた制御信号の
立下がり縁は第6の双安定マルチバイブレータ3
7をトリガし、その反転出力端38を−5Vから
0Vへ切換え、それにより第1図に示されている
ゲート時間パルス13の前縁14を生ずる。
同時に非反転出力端41が0から−5Vへ移行
する。この信号は遅延回路42により時間t3だけ
遅らせてリセツト入力端に帰還され、ゲート時間
パルス13の後縁15を生ずる。それにより電子
スイツチ6の導通時間t3が定められる。
回路点Dに到来する検出器パルス2は電子スイ
ツチ6の導通時間t3の間に到来する部分すなわち
前縁5のみが電子スイツチ6を通過してパルス整
形回路16に到達する(時間選別)。それにより
パルス整形回路16のコンデンサ43は時間t3
間だけ充電され、続いて次回測定サイクルの開始
時までに放電する。このコンデンサの後に接続さ
れている積分回路44は時間選別により得られた
パルス振幅A〓,A〓のピーク状最高値17(第1
図参照)を時間的に延長する。こうして得られた
信号は回路点Eを経て第2の増幅器18(第2図
参照)に与えられ、そこで増幅された後に回路点
Bを経て、振幅選別を行なう回路部分に伝達され
る。
双安定マルチバイブレータとして構成された第
4のメモリ21の非反転出力端45は第1のアン
ドゲート46の第1の入力端に、またその反転出
力端47は第2のアンドゲート48の第1の入力
端に接続されている(第3図)。第2のアンドゲ
ート48の第2の入力端は第5のメモリ22の非
反転出力端49に接続されている。
第5のメモリ22の反転出力端50は第3のア
ンドゲート51の第1の入力端に接続されてい
る。
第2のアンドゲート48の出力端は第4のアン
ドゲート52の第1の入力端に接続されている。
第1のアンドゲート46の第2の入力端、第3の
アンゲート51の第2の入力端および第4のアン
ドゲート52の第2の入力端は限時回路27の出
力端に接続されている。
第1のアンドゲート46の出力端はβ事象を計
数する第2のカウンタ25に、第3のアンドゲー
ト51の出力端はα事象を計数する第1のカウン
タ24に、また第4のアンドゲート52の出力端
はαカウンタ24にもβカウンタ25にも一義的
に対応づけられないαおよびβ事象を計数する第
3のカウンタ26に接続されている。第1ないし
第4のアンドゲート46,48,51,52は評
価論理回路23を形成している。
第1のコンパレータ7の反転出力端の後に第1
の単安定マルチバイブレータ53が、またその後
に第2の単安定マルチバイブレータ54が接続さ
れており、これらの単安定マルチバイブレータは
限時回路27を形成している。限時回路27の出
力端は第1の双安定マルチバイブレータ55の入
力端に接続されており、その反転出力端は第1の
ナンドゲート57の第1の入力端に接続されてい
る。第1のナンドゲート57の第2の入力端は第
1のコンパレータ7の反転出力端に接続されてい
る。第1のナンドゲート57の出力端は第1のコ
ンパレータ7の反転出力端に接続されている。第
1のナンドゲート57の出力端は第1ないし第5
双安定マルチバイブレータ55,31,32,2
1,22のリセツト入力端に接続されている。第
1の双安定マルチバイブレータ55および第1の
ナンドゲート57はリセツト論理回路28を形成
している。
次に、信号振幅別に回路の作動の仕方を説明す
る。
S1<A<S2 検出器信号2の振幅Aが第1のしきい値S1を越
えているが、第2のしきい値S2には達していない
場合、第1のコンパレータ7の非反転出力端、従
つてまた第2のナンドゲート33の第1の入力端
が“0”から“1”へセツトされる。第2のコン
パレータ8の反転出力端と接続されている第2の
ナンドゲート33の第2の入力端は“1”にとど
まるので、第2のナンドゲート33の出力端、従
つてまた第2の双安定マルチバイブレータ31の
入力端およびその非反転出力端は“1”から
“0”に切換わる。
こうして第3のナンドゲート34の第1の入力
端が“0”に移行し、その第2の入力端は“0”
にとどまるので、その出力端は“1”にとどま
る。従つて第3のメモリ32の反転出力端が
“0”にとどまるので、始動回路10は時間およ
び振幅選別による測定過程を開始しない。
第1のコンパレータ7の反転出力端は同時に
“1”から“0”へ切換わる。その立下がり縁に
より第1の単安定マルチバイブレータ53がトリ
ガされて、その出力端に所定の継続時間の“1”
信号を生ずる。この信号が“0”に復帰する際の
立下がり縁により第2の単安定マルチバイブレー
タ54がトリガされて、その出力端すなわち限時
回路27の出力端に所定の継続時間の“1”信号
を生ずる。この出力端は評価論理回路23の第1
のアンドゲート46の第1の入力端に接続されて
いる。第1のアンドゲート46の第2の入力端に
は“1”信号が与えられているので、第1の入力
端に限時回路27から“1”信号が与えられる
と、第1のアンドゲート46の後に接続されてい
るβ信号用の第2のカウンタ25がカウントパル
スを受ける。
A>S2 検出器信号2の振幅Aが第1のしきい値S1およ
び第2のしきい値S2を越えている場合、第2のコ
ンパレータ8の非反転出力端従つてまた第3のナ
ンドゲート34の第2の入力端が“0”から
“1”へ切換わる。その第1の入力端は“1”で
あるから、その出力端は“1”から“0”へ移行
する。その立下がり縁により第3のメモリ32が
セツトされ、始動回路10の出力端30は“0”
から“1”へ切換わる。
レベル整合回路11がこの始動回路10のトリ
ガパルスを0Vから−5Vへの電圧変化に変換す
る。この立下がり縁により第6の双安定マルチバ
イブレータ37がセツトされ、その反転出力端3
8は−5Vから0Vへ切換わり、スイツチ6を導通
させるためのゲート時間パルス13(第1図参
照)の前縁14を生ずる。非反転出力端41の信
号が、遅延回路42により設定可能な約30nsの時
間t3の後に双安定マルチバイブレータ37をリセ
ツトする。その際に、スイツチ6を不導通状態に
復帰させるゲート時間パルス13の後縁15が生
ずる。こうして時間選別された検出器信号に対し
て振幅選別が行なわれる。
振幅選別は次の3つの場合にわけられる。
S2<A<S3 一義的β信号 検出器パルス2の振幅Aがしきい値S1およびS2
よりも大きいので、時間選別された信号がコンパ
レータ19および20に与えられる(A<S2の場
合の説明を参照)。しかし、振幅Aがしきい値S3
(S3<S4)に達していないので、第4のメモリ2
1の両出力端45,47および第5のメモリ22
の両出力端49,50は不変にとどまる。評価論
理回路23のアンドゲート46,51および52
のうち第1入力端に“1”信号を与えられている
のは第4のメモリ21の非反転出力端に接続され
ている第1のアンドゲート46のみであるから、
限時回路27の“1”信号により第1のアンドゲ
ート46の出力端のみが“1”にセツトされ、第
2のカウンタ25がβ信号を計算する。
S3<A<S4 αまたはβ信号 前記のように、時間選別された信号がコンパレ
ータ19および20に与えられる。第3のコンパ
レータ19の反転出力端および第4のメモリ21
の非反転出力端45が“1”から“0”へ移行
し、メモリ21の反転出力端47は“0”から
“1”へ移行する。第5のメモリ22の非反転出
力端49は“1”に、またその反転出力端50は
“0”にとどまる。第2のアンドケード48は第
1および第2入力端が共に“1”となるので、そ
の出力端も“1”となる。それにより、アンドゲ
ート46,51および52のうち第1入力端に
“1”信号を与えられているのは第4のアンドゲ
ート52のみとなるから、限時回路27の“1”
信号により第4のアンドゲート52の出力端のみ
が“1”にセツトされ、第3のカウンタ26がカ
ウントパルスを受ける。カウンタ26が計数する
パルスが少数であるほど、測定装置は良好であ
る。
A>S4 一義的α信号 第3のコンパレータ19の反転出力端および第
4のメモリ21の非反転出力端45が“1”から
“0”へ移行し、メモリ21の反転出力端47が
“0”から“1”へ移行するのに加えて、第4の
コンパレータ20の反転出力端および第5のメモ
リ22の非反転出力端49が“1”から“0”へ
移行し、メモリ22の反転出力端50が“0”か
ら“1”へ移行する。それにより、アンドケード
46,51および52のうち第1入力端に“1”
信号を与えられているのは第3のアンドケード5
1のみとなるから、限時回路27の“1”信号に
より第3のアンドケード51の出力端のみが
“1”にセツトされ、第1のカウンタ24がαパ
ルスを計数する。この場合、アンドケード46お
よび52は第1入力端が“0”であるから、第2
入力端に限時回路27の“1”信号が与えられて
も出力端は“0”にとどまり、従つてそれらの後
に接続されているカウンタ25および26はカウ
ントパルスを受けない。
こうして、第2の単安定マルチバイブレータ5
4の出力端の“1”信号は第4および第5のメモ
リ21,22に対する読出し信号として用いられ
る。第1の単安定マルチバイブレータ53の出力
端が“1”となつている時間中は時間選別が行な
われる。第2の単安定マルチバイブレータ54の
出力端における“1”信号の立下がり縁は第4お
よび第5のメモリ21,22の読出し過程を終了
させ、かつ同時に第1の双安定マルチバイブレー
タ55の反転出力端56および第1のナンドゲー
ト57の第1の入力端を“1”にセツトする。そ
の第2の入力端すなわち第1のコンパレータ7の
反転出力端と接続されている入力端は同じく
“1”であるから、第1のナンドゲート57の出
力端は“0”に移行する。それにより第1ないし
第5のメモリ55,31,32,21,22は所
定の初期状態にリセツトされ、新たな測定に備え
る状態となる。
第1のメモリ55の出力端56の信号と第1の
コンパレータ7の反転出力端の信号とのナンド条
件の成立により上記各メモリをリセツトすること
によつて、第1のコンパレータ7のしきい値S1
超過されなかつた時すなわち検出器信号2が導線
上に存在しない時に限つて上記各メモリがリセツ
トされることを保証される。
αまたはβパルスの継続時間は約150nsであり、
また1回の測定に必要な時間は約1.2μsである。
パルスの統計的分布により1回の測定の間に1つ
またはそれ以上の後続パルスが出現し得る。従つ
て、1回の測定過程が第3のメモリ32のセツト
により開始されると直ちに、回路がリセツトされ
て新たな測定の準備を整えるまで後続のαまたは
βパルスは回路により抑制される。
正確な測定のための前提条件は、リセツトが時
間的に2つの測定信号の間に行なわれ、測定装置
が検出器信号2の入来の際に測定に備えた状態に
あることである。
回路装置が所定の論理条件に従つて作動するこ
とにより、時間選別が常に検出器信号2の前縁の
立上がりとともに開始することが保証されてい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は最初の20ns間のαおよびβパルスの前
縁および時間選別を制御するゲート時間パルスを
示す波形図、第2図は選別回路のブロツク回路
図、第3図はコンパレータ、メモリ、始動回路、
評価論理回路およびリセツト論理回路の回路図、
第4図はゲート時間パルス発生器、電子スイツチ
およびパルス整形回路の回路図である。 1……検出器、2……検出器パルス、3……増
幅器、4……遅延線、5……検出器パルスの前
縁、6……電子スイツチ、7,8……コンパレー
タ、9……デイジタル遅延回路、10……始動回
路、11……レベル整合回路、12……ゲート時
間パルス発生器、13……ゲート時間パルス、1
4……ゲート時間パルスの前縁、15……ゲート
時間パルスの後縁、16……パルス整形回路、1
7……ΔU〓,ΔU〓の最高値、18……増幅器、1
9,20……コンパレータ、21,22……メモ
リ(双安定マルチバイブレータ)、23……評価
論理回路、24〜26……カウンタ、27……限
時回路、28……リセツト論理回路、30……始
動回路の出力端、31,32……双安定マルチバ
イブレータ、33,34……ナンドゲート、35
……非反転出力端、36……pnpトランジスタ、
37……双安定マルチバイブレータ、38……反
転出力端、39……ドライバ回路、40……電界
効果トランジスタ、41……非反転出力端、42
……遅延回路、43……コンデンサ、44……積
分回路、45……非反転出力端、46……アンド
ゲート、47……反転出力端、48……アンドゲ
ート、49……非反転出力端、50……反転出力
端、51,52……アンドゲート、53,54…
…単安定マルチバイブレータ、55……双安定マ
ルチバイブレータ、56……反転出力端、57…
…ナンドゲート、A〓,A〓……パルス振幅、S1
S4……しきい値、t1……時間選別用の時間、t2
…検出器パルスの遅延時間、t3……ゲート時間パ
ルス幅(電子スイツチ導通時間)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 検出器1内でα粒子および(または)β粒子
    により生ずる検出器パルス2がいずれもナノ秒範
    囲の特定の立上がり時間中は粒子固有のほぼ一定
    の傾斜で立上がる前縁5を有する場合に、α粒子
    により生じ第1の傾斜を有するαパルスとβ粒子
    により生じ第1の傾斜にくらべて実質的に小さい
    第2の傾斜を有するβパルスとを選別する方法に
    おいて、 (a) 所定の第2のしきい値S2を越える各検出器パ
    ルス2の振幅A〓,A〓が前縁5のほぼ一定の傾
    斜の立上がりの範囲内に設定された一定時間t1
    の間に測定され(時間選別)、 (b) 時間選別により測定された検出器パルス2の
    信号振幅A〓,A〓が複数のしきい値S1,S2,S3
    S4に対する大小関係を評価され(振幅選別)、
    その際に () 最大のしきい値である第4のしきい値S4
    を越えているパルス振幅Aは一義的α信号と
    して評価され、 () 小さいほうから2番目の第2のしきい値
    S2と3番目の第3のしきい値S3(S2<S3<S4
    との間のパルス振幅Aは一義的β信号として
    評価され、 () 第3のしきい値S3と第4のしきい値S4
    の間のパルス振幅Aは一義的α信号とも一義
    的β信号ともみなし得ない測定誤差分を表わ
    すαまたはβ信号として評価され (c) 最小のしきい値である第1のしきい値S1(S1
    <S2)を越えているが第2のしきい値S2には達
    していない各検出器パルス2の振幅Aは時間選
    別によらずに一義的β信号として評価される
    (振幅選別) ことを特徴とするα粒子によるパルスとβ粒子に
    よるパルスとの選別方法。 2 (a) 第2のしきい値S2よりも大きい振幅Aを
    有する各検出器パルス2が信号処理のために必
    要な構成要素の時間遅れに応じて設定された時
    間t2だけ遅延され (b) 遅延時間t2の終了後に開始する検出器パルス
    2の前縁5の立上がりが時間選別用に設定され
    た時間t1の終了後に停止され、 (c) 時間選別用の時間t1が、検出器パルス2の立
    上がりの直前に位置する立上がり縁14を有し
    ナノ秒範囲の所定の時間t3だけ継続するゲート
    時間パルス13の立下がり縁15により定めら
    れ、 (d) 時間選別された検出器パルス2の信号電圧が
    蓄積キヤパシタンスの電荷に変換され、 (e) 蓄積キヤパシタンスの充放電電圧経過が積分
    されて、時間選別された検出器パルス2の信号
    電圧のピーク状最高値が時間的に延長された最
    高値に変換される ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 3 検出器1内でα粒子および(または)β粒子
    により生ずる検出器パルス2がいずれもナノ秒範
    囲の特定の立上がり時間中は粒子固有のほぼ一定
    の傾斜で立上がる前縁5を有する場合に、α粒子
    により生じ第1の傾斜を有するαパルスとβ粒子
    により生じ第1の傾斜にくらべて実質的に小さい
    第2の傾斜を有するβパルスとを選別する装置に
    おいて、 (a) 検出器1の出力端が、検出器パルス2を所定
    の時間t2だけ遅延させる遅延線4を介して、検
    出器パルス2の前縁5の立上がりを所定の時間
    選別のために設定された時間t1の後に中断させ
    る電子スイツチ6に接続されており、 (b) 検出器1の出力端が所定の第1のしきい値S1
    を有する第1のコンパレータ7と所定の第2の
    しきい値S2(S2>S1)を有する第2のコンパレ
    ータ8とに接続されており、 (c) 第1のコンパレータ7の非反転出力端はデイ
    ジタル遅延回路9を介して、また第2のコンパ
    レータ8の反転出力端は直接に、検出器パルス
    2の振幅Aが第2のしきい値S2を越えていると
    きに限つて時間選別をトリガするための始動回
    路10に接続されており、 (d) 始動回路10の出力端は“0”から“1”へ
    の入力信号の変化を0から−5Vへの電圧変化
    に変換するレベル整合回路11に接続されてお
    り、 (e) レベル整合回路11の後に、所定の一定のナ
    ノ秒範囲のパルス幅t3を有するゲート時間パル
    ス13を発するゲート時間パルス発生器12が
    接続されており、 (f) ゲート時間パルス発生器12の出力端は、ゲ
    ート時間パルス13のパルス幅t3の間だけ電子
    スイツチ6を導通されるため電子スイツチ6の
    制御入力端に接続されており、 (g) 電子スイツチ6の後に、時間選別された検出
    器パルス2の振幅A〓,A〓に相当する信号電圧
    を電荷に変換した上で信号電圧のピーク状最高
    値17を時間的に延長するパルス整形回路16
    が接続されており、 (h) パルス整形回路16の出力端が第2の増幅器
    18を介して所定の第3のしきい値S3(S3>S2
    を有する第3のコンパレータ19と所定の第4
    のしきい値S4(S4>S3)を有する第4のコンパ
    レータ20との入力端に接続されており、 (i) 第3のコンパレータ19の反転出力端は第4
    のメモリ21に、また第4のコンパレータ20
    の反転出力端は第5のメモリ22に接続されて
    おり、 (j) 第4のメモリ21および第5のメモリ22の
    出力端は、時間選別および振幅選別された検出
    器パルスをα信号、β信号およびαまたはβ信
    号に分類する評価論理回路23に接続されてお
    り、 (k) 第1のコンパレータ7の反転出力端の後に限
    時回路27が接続されており、この限時回路の
    出力端は、所定の時点で第4のメモリ21およ
    び第5のメモリ22の内容を評価論理回路23
    の後に接続されている複数個のカウンタ24,
    25,26の1つに伝達させるための読出しパ
    ルスを与えるべく評価論理回路23と接続され
    ており、 (l) リセツト論理回路28がその第1の入力端で
    第1のコンパレータ7の反転出力端と、第2の
    入力端で限時回路27の出力端と接続されてお
    り、このリセツト論理回路の出力端がリセツト
    論理回路自体内の第1のメモリ55と始動回路
    10内の第2および第3のメモリ31,32と
    第4および第5のメモリ21,22とのリセツ
    ト入力端に接続されている ことを特徴とするα粒子によるパルスとβ粒子に
    よるパルスとの選別装置。 4 (a) 第1の入力端でデイジタル遅延回路9の
    出力端に、また第2の入力端で第2のコンパレ
    ータ8の反転出力端に接続されている第2のナ
    ンドゲート33の後に第2の双安定マルチバイ
    ブレータ31が接続されており、 (b) 第2の双安定マルチバイブレータ31の非反
    転出力端35は第3のナンドゲート34の第1
    の入力端に接続されており、その第2の入力端
    は第2のコンパレータ8の非反転出力端と接続
    されており、 (c) 第3のナンドゲート34の出力端の後に第3
    の双安定マルチバイブレータ32が接続されて
    おり、その反転出力端はレベル整合回路11に
    接続されており、 (d) 第2の双安定マルチバイブレータ31、第3
    の双安定マルチバイブレータ32、第2のナン
    ドゲート33および第3のナンドゲート34が
    始動回路10を形成しており、この始動回路か
    ら、信号振幅A〓,A〓が第2のしきい値S2を越
    えているときに限つて、その出力端30にレベ
    ル整合回路11をトリガする信号が発せられる ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の装
    置。 5 レベル整合回路11が主としてpnpトランジ
    スタ36から成り、そのベースは始動回路10の
    出力端30に、エミツタは数Vの正電圧に、また
    コレクタは正電圧と同じ大きさの負電圧に接続さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第3項
    記載の装置。 6 (a) 第6の双安定マルチバイブレータ37が
    レベル整合回路11の出力端cの後に接続され
    ており、 (b) レベル整合回路11から発せられたトリガ信
    号によりゲート時間パルス13の前縁14を生
    ずる第6の双安定マルチバイブレータ37の反
    転出力端38がドライバ回路39を介して、電
    界効果トランジスタ40として構成されており
    ゲート時間パルス13の前縁14により導通状
    態に切換えられるべき電子スイツチ6の制御入
    力端に接続されており、 (c) 第6の双安定マルチバイブレータ37の非反
    転出力端41が、電界効果トランジスタ40の
    導通時間t3を定める遅延回路42を介してリセ
    ツト入力端に帰還されており、 (d) 第6の双安定マルチバイブレータ37、ドラ
    イバ回路39および遅延回路42がゲート時間
    パルス発生器12を形成している ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の装
    置。 7 (a) 双安定マルチバイブレータとして構成さ
    れた第4のメモリ21の非反転出力端45が第
    1のアンドゲート46の第1の入力端に接続さ
    れており、 (b) 第4のメモリ21の反転出力端47が第2の
    アンドゲート48の第1の入力端に接続されて
    おり、 (c) 双安定マルチバイブレータとして構成された
    第5のメモリ22の非反転出力端49が第2の
    アンドゲート48の第2の入力端に接続されて
    おり、 (d) 第5のメモリ22の反転出力端50が第3の
    アンドゲート51の第1の入力端に接続されて
    おり、 (e) 第2のアンドゲート48の出力端が第4のア
    ンドゲート52の第1の入力端に接続されてお
    り、 (f) 第1のアンドゲート46の第2の入力端、第
    3のアンドゲート51の第2の入力端および第
    4のアンドゲート52の第2の入力端は限時回
    路27の出力端に接続されており、 (g) 第1のアンドゲート46の出力端はβ事象を
    計数する第2のカウンタ25に、第3のアンド
    ゲート51の出力端はα事象を計数する第1の
    カウンタ24に、また第4のアンドゲート52
    の出力端はαカウンタ24にもβカウンタ25
    にも一義的に対応づけられないαおよびβ事象
    を計数する第3のカウンタ26に接続されてお
    り、 (h) 第1ないし第4のアンドゲート46,48,
    51,52が評価論理回路23を形成している ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の装
    置。 8 (a) 第1のコンパレータ7の反転出力端の後
    に第1の単安定マルチバイブレータ53が、ま
    たその後に第2の単安定マルチバイブレータ5
    4が接続されており、 (b) 第1および第2の単安定マルチバイブレータ
    53,54が限時回路27を形成している ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の装
    置。 9 (a) 限時回路27の出力端が第1の双安定マ
    ルチバイブレータ55の入力端に接続されてお
    り、その反転出力端が第1のナンドゲート57
    の第1の入力端に接続されており、 (b) 第1のナンドゲート57の第2の入力端は第
    1のコンパレータ7の反転出力端に接続されて
    おり、 (c) 第1のナンドゲート57の出力端が第1ない
    し第5の双安定マルチバイブレータ55,3
    1,32,21,22のリセツト入力端に接続
    されており、 (d) 第1の双安定マルチバイブレータ55および
    第1のナンドゲート57がリセツト論理回路2
    8を形成している ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の装
    置。
JP57037872A 1981-04-25 1982-03-10 Method and device for selecting pulse by alpha particle and pulse by beta particle Granted JPS57179774A (en)

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