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

48212. Фінанси курс лекцій 3.08 MB
  Грошовий характер фінансів — важлива ознака фінансів. Гроші є обовязковою умовою існування фінансів. Фінанси – це грошові відносини, які виникають у процесі розподілу та перерозподілу вартості валового суспільного продукту і частини національного багатства у звязку з формуванням грошових прибутків та нагромаджень у субєктів господарювання і держави та використанням їх на поширене відтворення, матеріальне стимулювання робітників, задоволення соціальних та інших потреб суспільства.
48213. Організація надання туристичних послуг у готелях та туристично-рекреаційних комплексах 167 KB
  Туристичне обслуговування в готелях. Екскурсійне обслуговування. Програмне забезпечення організації туристичного обслуговування. ТУРИСТИЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ В ГОТЕЛЯХ.
48217. ТЕОРИЯ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА 3.94 MB
  Теория государства и права: Курс лекций Под ред. ПРЕДИСЛОВИЕ Литература по общей теории государства и права пока еще не отражает в полной мере тех глубоких перемен которые происходят сегодня в России. Книга рассчитана как на студентов первых курсов только начинающих изучать основы теории государства и права так и на студентоввыпускников уже получивших необходимую подготовку.
48218. Теория массовой коммуникации 388 KB
  Массовая коммуникация - процесс распространения информации с помощью технических средств (пресса, радио, телевидение и др.) на численно большие, рассредоточенные аудитории