Plazer-don.ru

Сварочное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Детекторы ядерных излучений

Детекторы ядерных излучений

Детекторы ядерных излучений

Детекторы ядерных излучений, устройства для регистрации альфа- и бета-частиц, рентгеновского и гамма-излучения, нейтронов, протонов и т.п. Помогают для измерения состава и определения излучения его интенсивности (см. кроме этого Дозиметрия), измерения спектра энергий частиц, изучения процессов сотрудничества стремительных частиц с ядрами атома и процессов распада нестабильных частиц.

Для последней самая сложной группы задач особенно нужны Д. я. и., разрешающие запечатлевать траектории отдельных частиц — Вильсона камера и её разновидность диффузионная камера, пузырьковая камера, искровая камера, ядерные фотографические эмульсии. Воздействие всех Д. я. и. основано на ионизации либо возбуждении заряженными частицами атомов вещества, заполняющего рабочий количество Д. я. и. При g-квантов и нейтронов возбуждение и ионизацию создают вторичные заряженные частицы, появляющиеся в следствии сотрудничества гамма-квантов либо нейтронов с рабочим веществом детектора (см.

Гамма-излучение, Нейтрон). Т. о., прохождение всех ядерных частиц через вещество сопровождается образованием свободных электронов, ионов, происхождением световых вспышек (сцинтилляций), и химическими и тепловыми эффектами. В следствии этого излучения смогут быть зарегистрированы по появлению электрических сигналов (тока либо импульсов напряжения) на выходе Д. я. и. или по почернению фотоэмульсии и др.

Электрические сигналы в большинстве случаев малы и требуют усиления (см. Ядерная электроника). Мерой интенсивности потока ядерных частиц есть сила тока на выходе Д. я. и., средняя частота следования электрических импульсов, степень почернения фотоэмульсии и т.д.

Серьёзной чёртом Д. я. и., регистрирующих отдельные частицы, есть их эффективность — возможность регистрации частицы при попадании её в рабочий количество Д. я. и. Эффективность определяется конструкцией Д. я. и. и особенностями рабочего вещества. Для заряженных частиц (за исключением весьма медленных) она близка к 1; эффективность регистрации нейтронов и g-квантов в большинстве случаев меньше 1 и зависит от их энергии. Часто нужно, дабы Д. я. и. был чувствителен лишь к частицам одного вида (к примеру, нейтронный детектор не должен регистрировать g-кванты).

Читайте так же:
Как посмотреть счетчик кадров никон

Несложным Д. я. и. есть ионизационная камера. Она представляет собой помещённый в герметическую камеру заряженный электрический конденсатор, заполненный газом. В случае если в камеру влетает заряженная частица, то в электрической цепи, которая связана с электродами камеры, появляется ток, обусловленный ионизацией атомов газа; сила тока есть мерой интенсивности потока частиц.

Камеры употребляются кроме этого и в режиме регистрации импульса напряжения, вызываемого отдельной частицей; величина импульса пропорциональна энергии, потерянной частицей в газе камеры. Ионизационные камеры регистрируют все виды ядерных излучений, но их состав и конструкция газа зависят от типа регистрируемого излучения.

При повышении разности потенциалов между электродами камеры электроны, появляющиеся в рабочем количестве камеры, при собственном перемещении к электроду покупают энергию, достаточную для вторичной ионизации нейтральных молекул газа. Именно поэтому импульс напряжения на выходе возрастает и его легче регистрировать. На обрисованном принципе основана работа пропорционального счётчика, используемого для энергии интенсивности частиц и измерения потока и квантов.

В Гейгера — Мюллера счётчике напряжённость электрического поля между электродами имеет ещё большую величину, что ведет к возрастанию ионизационного тока за счёт вторичной ионизации. Амплитуда импульса на выходе перестаёт быть пропорциональной энергии первичной частицы, но эта амплитуда делается большой, что облегчает регистрацию импульсов. Счётчики Гейгера — Мюллера благодаря простоте конструкции стали широко распространены для регистрации a-, b-частиц и g-квантов.

Воздействие сцинтилляционного детектора основано на явлении флуоресценции, появляющейся при сотрудничестве ядерных частиц со сцинтилляторами — особыми жидкостями, пластмассами, кристаллами, и добропорядочными газами. Световая вспышка регистрируется фотоэлектронным умножителем, преобразующим её в электрический импульс. Сцинтилляционные Д. я. и. владеют высокой эффективностью для g-квантов и быстродействием.

Амплитуды выходного сигнала пропорциональны энергии, переданной сцинтиллятору частицей, что разрешает применять эти детекторы для измерения энергии ядерных частиц (см. Сцинтилляционный спектрометр). Высокая эффективность сцинтилляционных Д. я. и. обусловлена тем, что, в отличие от ионизационных камер, счётчиков и пропорциональных счётчиков Гейгера — Мюллера, рабочее вещество детектора есть плотным и поглощающая свойство его приблизительно в 103 раз превосходит поглощающую свойство газа при давлении

Читайте так же:
Проблемы с счетчиком меркурий

Высокой эффективностью владеет кроме этого кристаллический счётчик. Его воздействие подобно действию ионизационной камеры. В случае если в ионизационной камере заряженная частица образует ионы и свободные электроны, то в кристаллическом диэлектрическом (бриллиант, сернистый цинк и др.) счётчике появляются электронно-дырочные пары.

Кристаллические счётчики используются относительно редко.

Применение в качестве рабочего вещества полупроводниковых кристаллов (в большинстве случаев кремния либо германия с примесью лития) разрешает наровне с высокой эффективностью приобретать весьма хорошее энергетическое разрешение, превышающее разрешающую свойство сцинтилляционных Д. я. и. и сравнимое с разрешением, достигаемым в значительно менее светосильных магнитных спектрометрах (см. Бета-спектрометр).

Исходя из этого полупроводниковые Д. я. и. активно используются для прецизионных измерений энергетического спектра ядерного излучения (см. Полупроводниковый спектрометр). Кое-какие типы полупроводниковых детекторов нужно охлаждать до температур, родных к температуре жидкого азота.

Для измерения энергии весьма стремительных частиц применяется черенковский счётчик, основанный на регистрации Черенкова — Вавилова излучения. Для регистрации стремительных тяжёлых ионов, к примеру осколков деления ядер, время от времени применяют диэлектрические детекторы.

Лит.: Калашникова В. И., Козодаев М. С., Детекторы элементарных частиц, М., 1966 (Экспериментальные способы ядерной физики, [ч. 1]); методы и Принципы регистрации элементарных частиц, сост. ред. Л. К. Юан и Цзянь-сюн By, пер. с англ., М., 1963; Иванов В. И., Дозиметрия ионизирующих излучений, М., 1964.

В. П. Парфёнова, Н. Н. Делягин.

Читать также:

Сцинтилляционный детектор – принцип действия

Связанные статьи:

Полупроводниковый детектор в ядерной физике, прибор для регистрации ионизирующих излучений, главным элементом которого есть кристалл полупроводника. П….

Тормозное излучение, электромагнитное излучение, испускаемое заряженной частицей при её рассеянии (торможении) в электрическом поле. Время от времени в…

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как открыть дверь счетчика
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector