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

57578. Свята та розваги в дошкільному навчальному закладі 67 KB
  Методика ознайомлення дітей з довкіллям у дошкільному навчальному закладу. Мовленнєвий розвиток дітей від народження до 7 років. Отже розглядаючи нормативноправові документи з дошкільної освіти можна стверджувати...
57579. Вертолет Ми-8 1.42 MB
  В данной дипломной работе мне предстоит разобрать силовую установку, ознакомиться с ее особенностями. Описать отказ (выключение) одного двигателя в полете, особенности летной и технической эксплуатации, технологию работы членов экипажа в особых случаях полета.
57580. Сучасний урок – цікавий урок 75 KB
  Метою сучасного заняття стає вже не нагромадження знань а пошукова діяльність спрямована на формування вмінь і навичок щодо орієнтації в інформаційному просторі.
57581. "Любовь – это жизнь, это главное…" Тема кохання в ліриці В. В. Маяковського 114.5 KB
  Маяковський під час футуристичного турне приїжджає до Одеси. Маяковський просить благає дати йому ковток води в жаркій пустелі: Мария Имя твоё я боюсь забытькак поэт боится забытькакоето в муках ночейрождённое слововеличием равное Богу.
57582. ЗАСТОСУВАННЯ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНОГО ЧИСЛЕННЯ В ЕКОНОМІЦІ 148.5 KB
  Традиційно практичне застосування похідної використовується при дослідженні функції розв’язуванні задач фізичного чи геометричного змісту. Яким же буде оптимальний обсяг випуску для фірми...
57583. Пісня - душа народу 63 KB
  Взагалі хто і навіщо придумав пісню Чому люди співають радіють і сумують разом з нею Чому старовинні пісні що прийшли до нас із глибини віків і досі живуть у народі Чи уявляєте ви хоча б один свій день без пісні що звучить на вулиці вдома...
57584. Сучасність в музиці 40 KB
  Мета: на прикладі нової музики покращувати вміння аналізувати її; розвивати вокальнохорові навички плавне звуковедення мяке наспівне звучання. Вчити вдумливо ставитися до всякого музичного матеріалу...
57585. Пейзаж – жанр живопису. Створення етюду-малюнку «Дощова хмара» 64 KB
  Мета. Продовжувати ознайомлювати учнів з пейзажним жанром живопису, монохромним живописом; технікою малювання по вологому папері. Вчити виявляти задум в композиції...
57586. Зображення на площині Чарівний світ метеликів 726.5 KB
  МЕТА. Дати певний обєм знань про життя метеликів про характерні особливості будови комах; закріплювати під час виконання роботи поняття про виражальні можливості теплих та холодних кольорів...