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

43326. Дослідження та аналіз прямих податків в Україні 586 KB
  Світовий досвід у сфері прямого оподаткування Необхідність вдосконалення системи прямого оподаткування Вступ податок прямий фінансовий Являючи собою неперевершений інструмент вилучення частини приватних доходів на користь суспільних союзів податки вважаються однією з основних рис сучасної цивілізації. Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі задачі: дослідження історичних передумов виникнення і розвитку податків; дослідження теоретичних основ...
43327. Розробка програми виведення системного і реального часу на платі IBM PC 1.19 MB
  Розробка програми виведення системного і реального часу на платі IBM PC полягає в тому що розробка програми має велике значення як для навчального процесу так і для створення складних систем оскільки будьяка потужна система базується саме на більш простих системах і розуміння цих процесів значно полегшує роботу зі складними системами дії яких приховані від користувача. Крім цього на сьогодні існує проблема що стосується корекції системного часу а точніше багато комп’ютерів які беруть участь у процесі виробництва і керують ним...
43328. Використання електронних підручників на уроках хімії 143.5 KB
  Використання комп'ютерних моделей дозволяє розкрити істотні зв'язки досліджуваного об'єкта, глибше виявити його закономірності, що, у кінцевому рахунку, веде до кращого засвоєння матеріалу. Учень може досліджувати явище, змінюючи параметри, порівнювати отримані результати, аналізувати їх, робити висновки. Наприклад, задаючи різні значення концентрації реагуючих речовин (у програмі, що моделює залежність швидкості хімічної реакції від різних факторів), учень може простежити за зміною обсягу газу, що виділяється, і т.д.
43329. Оборотні кошти підприємства 516 KB
  Висока інфляція неплатежі й інші кризові явища змушують підприємства змінювати свою політику стосовно оборотних коштів шукати нові джерела поповнення вивчати проблему ефективності їхнього використання. Тема визначення потреби в оборотних коштах є досить актуальною бо правильна організація збереження і ефективність використання оборотних коштів мають велике значення для забезпечення безперервного процесу суспільного відтворення стійкого фінансового стану всіх суб'єктів господарювання нормального грошового звернення реального накопичення...
43330. Вузол черв’ячного редуктора 5.02 MB
  Пустотілий вал 1 черв’ячного колеса розміщений у корпусі редуктора на конічних роликових підшипниках 0-го класу точності. На вал 1 діє нерухома радіальна сила – 8 кН. Вінець черв’ячного колеса не розбирається і повинен передавати Мкр=2000 кН мм на маточину. В деталі 2 є шліцевий отвір, в який заходить шліцевий вал, непоказаний на кресленні. Даний вал може вільно переміщатись в осьовому напрямку.
43332. Архітектура, історія, перспективи LTE стандарта в Україні та світі 192 KB
  Історія технології LTE Рівень економічного розвитку будьякої країни в даний час визначається ступенем розвитку сучасних технологій. Це досягається за рахунок поступового переходу до мереж наступного покоління NGN Next Genertion Network FGN Future Genertion Network LTE які підтримують широкий спектр інфокомунікаційних послуг. LTE грунтується на фундаментальній ідеї розподілу функцій комутації та функцій надання послуг що дозволяє виконати впровадження глобальної інформаційної інфраструктури ГІІ яка надає можливість...
43333. Интеграл Лебега-Стилтьеса, функции с ограниченным изменение 551 KB
  Рассмотрим подробнее заряды на -алгебре, порожденной полуинтервалами на отрезке. Каждому заряду (как и мере) поставим в соответствие функцию g. Опишем класс функций на , которые соответствуют зарядам. Построение заряда аналогично построению меры Лебега-Стилтьеса по неубывающей функции.