22672

Методи реєстрації і спектрометрії ядерних випромінювань

Доклад

Физика

Під ядерним випромінюванням розуміють частинки що утворюються в наслідок ядерних перетворень. Частинки випромінення поділяють на 3 групи: 1. Заряджені частинкиер альфачастинки осколки ділення. Нейтральні частинкинейтрони.

Украинкский

2013-08-04

196.5 KB

3 чел.

60. Методи реєстрації і спектрометрії ядерних випромінювань.

Під ядерним випромінюванням розуміють частинки, що утворюються в наслідок ядерних перетворень. Для реєстрації цих частинок використовують детектори ядерного випромінювання. Частинки (випромінення) поділяють на 3 групи: 1. Заряджені частинки(е,р, альфа-частинки, осколки ділення). 2. Нейтральні частинки(нейтрони). 3. Гамма-кванти (реєструються завдяки таким процесам, як фотоефект, комптонівське розсіяння, утворення пар).

Детектори поділяються на лічильники та слідові реєстратори; можна окремо виділити іонізаційні камери та іскрові камери.

Основні характеристики лічильників: 1) ефективність (відношення числа зареєстрованих частинок до повного потоку частинок, які пройшли через лічильник); 2) роздільний час (час, необхідний, щоб розділити 2 частинки); 3) роздільна здатність по енергії.

Основні характеристики слідових реєстраторів: 1) ефективний об’єм (чим більше, тим краще); 2) число робочих циклів за одиницю часу; 3) чутливість (наприклад, протон реєструє, а електрон ні); 4) керованість (можливість практично миттєвого ввімкнення робочого циклу); 5) тривалість та важкість обробки отриманих результатів.

Лічильники.

Іонізаційна камера – тонкостінний замкнутий обєм, заповнений газом. В обємі розміщено 2 електроди, до яких прикладено високу напругу. Іони та електрони, що зявляються завдяки пролітаючій частинці, рухаються до електродів, створюючи електричний струм. Напруга на електродах підбирається таким чином, щоб утворені носії заряду не встигали рекомбінувати, і разом з тим не спричиняли вторинну іонізацію. Камери поділяють на: неперервної дії – вимірюється сумарний струм, тобто потік енергії пролітаючих заряджених частинок; імпульсної дії – реєструє імпульс струму, спричиненого однією частинкою з енергією Е. Ефективність іонізаційної камери практично 100%, дає кількість та енергію частинок (але енергію неточно).

Газорозрядні лічильники – схожі на іонізаційні камери, але в газорозрядному лічильнику використовується вторинна іонізація (утворені - при прольоті частинки - іони та електрони набувать достатньо енергії для іонізації інших молекул газу). Його конструкція: тонкостінна герметична камера циліндричної форми, всередині покрита шаром металу (катод); анод – тонка нитка по осі циліндра. Тому поле всередині лічильника сильно неоднорідне.

Люмінесцентний лічильник – використовується сцинтилятор, який дає спалахи світла при проходженні частинок; спалах світла потім потрапляє на фотоелектричний помножувач (ФЕП), і потім реєструється.

Газорозрядні та люмінесцентні лічильники дозволяють визначити густину потоку та розподіл частинок за енергіями.

Напівпровідникові детектори. Реєстрація основана на утворенні зарядженою частинкою, або γ-квантом пар електрон-дірка, кількість пар пропорційна енергії яку втрачає частинка  в чутливому об’ємі детектора. Принцип роботи базується на p-n та p-i-n переходах. Ефективність реєстрації в НПД залежить від величини  p-n переходу – чим більша збіднена зона носіями (чутливий об’єм) тим з більшою ймовірністю ми можемо зареєструвати частинку. НПД поділяють на поверхнево-бар’єрні(для реєстрації важких заряджених частинок) –це Si(Au), Ge(Au): дифузійні отримують методом дифузії в тонкий поверхневий шар донорних або акцепторних домішок. p-i-n детектори з зоною компенсації зарядів(Ge(Li)) літій вводять для компенсації зарядів щоб підтримувати цей стан компенсації детектор постійно охолоджують рідким азотом. P-i-n перехід з надчистого Ge (це детектори в яких мала кількість домішок, а отже ми отримуємо вільні носії заряду з відси сигнал на виході великої амплітуди). Весь кристал германія являє собою чутливий об’єм. Використовують в спектрометрії γ-квантів.

Слідові реєстратори.

Камера Вільсона – використовується переохолоджена (перенасичена) пара.

Пролітаюча крізь камеру з парою частинка конденсує її на своєму шляху,

залишаючи трек, який потім фотографують. Аналіз треків дає енергію, знак

та величину заряду, масу частинки (якщо камеру помістити у магнітне поле).

Бульбашкова камера – схожа на попередню, але тут використовують

перегріту рідину. Частинка після себе залишає видимий трек з пари. Ці

камери ефективніші за камери Вільсона, бо в них за рахунок густішого

середовища більший ефективний обєм.

Товстошарові емульсії – швидкі заряджені частинки викликають іонізацію молекул фотоемульсії та почорніння зерен (випадання срібла). Метод дозволяє знайти за кількістю почорнівших зерен швидкість частинки, а за довжиною пробігу – енергію.

Іскрова камера – поєднує в собі властивості лічильників та слідових реєстраторів. Схема приладу:

вздовж траєкторії частинки проскакують іскри, по яким визначають траєкторію. Іскри виникають внаслідок утворення іонів вздовж руху частинки (спричиняють пробій між електродами).

Для реєстрації нейтральних частинок використовують ядерні реакції, продукти яких вже реєструються звичайними методами (див вище).

Для реєстрації високоенергетичних нейтронів використовують те, що при зіткненні нейтрона з протоном перший передає йому енергію та імпульс, після чого протон реєструється (метод протонів віддачі).


U

онізаційна камера

Частинка

іонізаційна камера


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15660. БАЗОВЫЕ И СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСПОЗНАВАНИЯ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ 193.5 KB
  БАЗОВЫЕ И СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСПОЗНАВАНИЯ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ В работе представлены результаты исследования процессов базовой и стратегической организации познавательных процессов на примере задач семантического решения. Испытуемые должны были оцениват
15661. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ. О ЗАВИСИМОСТИ ОБЪЕМА ПАМЯТИ ОТ РАЗМЕРА АЛФАВИТА СТИМУЛОВ 157 KB
  ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ. О ЗАВИСИМОСТИ ОБЪЕМА ПАМЯТИ ОТ РАЗМЕРА АЛФАВИТА СТИМУЛОВ В экспериментальном исследовании обнаружено что объем сенсорной памяти на цифры вычисленный по методике частичного отчета равен объему кратковременной памяти измеренному по методике полног
15662. ОБЪЕМ ПАМЯТИ И РАЗМЕР АЛФАВИТА СТИМУЛОВ 100.5 KB
  ОБЪЕМ ПАМЯТИ И РАЗМЕР АЛФАВИТА СТИМУЛОВ Не смотря на многолетнюю историю экспериментальных исследований психология памяти до сих пор остается ареной теоретических споров и столкновения разных концепций. Одной из горячо обсуждаемых проблем является даже то сколько в...
15663. ОНТОЛОГИЯ СПОРТА И ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ КАК ФЕНОМЕНОВ ЭКЗИСТЕНЦИАЛИСТСКОЙ КУЛЬТУРЫ 91 KB
  ОНТОЛОГИЯ СПОРТА И ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ КАК ФЕНОМЕНОВ ЭКЗИСТЕНЦИАЛИСТСКОЙ КУЛЬТУРЫ Ибрагимов М.М. Национальный университет физического воспитания и спорта Украины Постановка проблемы. В первую очередь следует отметить что историографический анализ спорта обна...
15664. СОВА МИНЕРВЫ и АПОЛЛОН или ДВА СПОСОБА ФИЛОСОФСКОГО ОСМЫСЛЕНИЯ СПОРТА 124 KB
  СОВА МИНЕРВЫ и АПОЛЛОН или ДВА СПОСОБА ФИЛОСОФСКОГО ОСМЫСЛЕНИЯ СПОРТА Аннотация: В статье Сова Минервы и Аполлон или два способа философского осмысления спорта кандидата философских наук профессора Ибрагимова М.М. Национальный университет физического воспитания и...
15665. ИДЕЯ СПОРТА В СОВРЕМЕННОМ СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКОМ ДИСКУРСЕ 107.5 KB
  ИДЕЯ СПОРТА В СОВРЕМЕННОМ СОЦИАЛЬНОФИЛОСОФСКОМ ДИСКУРСЕ М.М.Ибрагимов Постановка проблемы. Современный спорт как и другие формы жизнедеятельности носит духовнопрактический характер поскольку имеет целеполагающую идею образующую в развитии общества физкульту...
15666. ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ВЫМИРАНИЕ ИЛИ ОБНОВЛЕНИЕ ЕГО ИДЕАЛОВ 59 KB
  ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ВЫМИРАНИЕ ИЛИ ОБНОВЛЕНИЕ ЕГО ИДЕАЛОВ Ибрагимов М.М. Каждая эпоха приобретая новые идеи приобретает и новые глаза Г.Гейне Введение. Возникшей в начале ХХI века новый этап глобальных информационных технологий кризис во всех сферах материальной...
15667. ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ПРЕДМЕТ, СТРУКТУРА И ПРОБЛЕМЫ МЕТОДОЛОГИИ 140 KB
  ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ПРЕДМЕТ СТРУКТУРА И ПРОБЛЕМЫ МЕТОДОЛОГИИ. Ибрагимов Михаил Михайлович ациональный университет физического воспитания и спорта Украины Аннотация. Ибрагимов М.М. Философия спорта: предмет структура и проблемы методологии // Актуальні проблеми
15668. ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ: ЧИ БУДЕ ПЛІДНОЮ ФІЛОСОФІЯ НА НИВІ СПОРТУ 127 KB
  Філософія спорту ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ: ЧИ БУДЕ ПЛІДНОЮ ФІЛОСОФІЯ НА НИВІ СПОРТУ Михайло Ібрагімов Анотація. В статті мова йде про аналітичну підготовчу роботу до формування нової міждисциплінарної галузі знань філософії спорту яка б завершила ієрархію гуманітарн