(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [ 94 ] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

Р-частицы, много больше. В воздухе он измеряется несколькими метрами. Интенсивность ионизации достигает при этом порядка 100 актов и более на 1 см пути.

Большей проникающей способностью по сравнению с рентгеновскими лучами обладают у-кванты. Их взаимодействие со средой меньше, чем Р-частиц. В воздухе, например, гамма-кванты, обладающие начальной энергией, равной одному мегаэлектрон-вольту (Мэв), проходят путь до потери ими половины их начальной энергии (слой половинного ослабления), примерно равный 85 м. В более плотных средах (металл, стекло, кожа) степень ослабления энергии у-лучей много выше, поскольку степень взаимодействия со средой много больше.

Количественная закономерность, характеризующая степень ослабления интенсивности (энергии) (3- и у-лучей по мере их прохождения через среду, выражается равенством

J = J0e~ x, (4.4)

где J - интенсивность излучения после прохождения слоя вещества толщиной х, J0 - начальная интенсивность излучения; (1 - коэффициент ослабления интенсивности излучения.

Численное значение и, зависит от вида излучения, вещества его поглощающего, а также в известной мере от энергии квантов излучения. Коэффициент (i, измеряемый в единицах см1, обратно пропорционален толщине слоя, ослабляющего интенсивность излучения в е раз. Численное значение ц. у свинца, применяемого в качестве материала для защитных оболочек, лежит близко к 1 см \ а у чугуна - в пределах сотых долей см1.

При измерении интенсивности излучений пользуются газоразрядными приборами или кристаллическими телами - фосфорами, в которых у-излучения возбуждают световые кванты. К первому классу приборов относят ионизационные камеры, с помощью которых измеряется интегральный поток излучения, и газоразрядные счетчики, формирующие импульсы тока при попадании в них отдельных радиоактивных частиц или квантов электромагнитных излучений. Ко второму классу относятся кристаллические сцинтил-ляционные счетчики, применяемые в сочетании с фотоумножителями.

Ионизационная камера (рис. 4.18, а) представляет собой устройство, в которое входят два изолированных друг от друга электрода. В зависимости от назначения камеры и вида излучений электроды камеры выполняются из металла или пластмассы, покрытой проводящим графитовым слоем.

При появлении в камере радиоактивных частиц воздух или другой газ, заключенный в ней, ионизируется. Это приводит к изменению проводимости газа в камере и изменению тока в цепи, содержащей источник напряжения, камеру и нагрузочное сопротивление Ra. Значения выходного тока, даже при относительно боль-



шой поверхности электродов, крайне малы (1018 -г- 10~8 о). Поэтому ток здесь усиливается внешним усилителем.

Напряжение, подводимое к ионизационной камере, выбирается в пределах плоского участка / на полной вольт-амперной характеристике электрического разряда (рис. 4.18, б). Этот участок отвечает стадии несамостоятельного разряда, когда из-за малой энергии электронов еще отсутствует процесс газового усиления.

Плоскому участку предшествует подъем характеристики от нуля. На участке подъема не все первичные электроны и ионы, созданные радиоактивными частицами, достигают электродов, поскольку при малой напряженности поля и малых скоростях перемещения зарядов часть их рекомбинирует в объеме. Уходу всех первичных электронов и ионов к электродам отвечает режим насыщения, соответствующий плоской части участка /.


Рис. 4.18. Ионизационная камера: а - устройство и схема включения; б - вольт-амперные характеристики

Чем выше интенсивность ионизации среды радиоактивными частицами, тем выше абсолютное значение выходного тока ионизационной камеры. Поэтому при ионизации газа а-частицами плос кий участок характеристики (пунктирная кривая) расположен выше, чем при ионизации Р-частицами.

Область соответствует режиму линейного нарастания потока носителей, приходящих к электродам в 1 сек. Здесь коэффициент ионизационного умножения носителей (коэффициент газового усиления) зависит только от скорости первичных электронов, участвующих в актах ударной ионизации. В области III к процессам ударной ионизации добавляются еще процессы взаимодействия фотонов и ионов с катодом, что увеличивает общий поток носителей к электродам и тем самым среднее значение коэффициента газового усиления М, вычисляемого по отношению числа пар зарядов, создающих ток, к числу первичных электронов, созданных радиоактивными частицами либо квантами.

Счетчики, работающие в области , относят к пропорциональным счетчикам, а в области / - к счетчикам с ограниченной пропорциональностью.



У пропорциональных счетчиков амплитуда выходного импульса тока пропорциональна произведению п на М, в котором п - число первичных электронов, созданных радиоактивной частицей или у-квантом. Так как число п в определенном диапазоне изменения энергии частиц пропорционально абсолютному значению энерги радиоактивных частиц, то с помощью пропорционального счетчика можно измерять не только плотность потока излучения, но также определять и энергетический спектр частиц. В этом преимущество пропорциональных счетчиков. Однако они обладают относительно меньшей разрешающей способностью, определяемой по нижнему уровню входящих в счетчик частиц, которые способе! регистрировать счётчик.

Значительно большей разрешающей способностью обладают счетчики, режим работы которых относится к участкам IV и V. Он соответствует области самостоятельного разряда в газе, при котором относительно небольшое число первичных электронов способно вызвать лавинообразное размножение носителей, в котором участвуют первичные и вторичные электроны, а также электроны, возникающие в процессе последующих стадий ионизации. Счетчики самостоятельного разряда известны под названием счетчиков Гейгера - Мюллера.

Так как счетчик должен регистрировать каждую входящую в него радиоактивную частицу или квант, условиями нормальной работы счетчика являются: 1) создание первичными электронами, возникающими от каждой частицы, кратковременного самостоятельного разряда, регистрируемого на выходе как импульс тока; 2) быстрое исчезновение (гашение) разряда и остаточных зарядов (деиокизация), а также ионизирующих атомы газа световых квантов (фотонов) с тем, чтобы к приходу в счетчик следующей радиоактивной частицы могло бы восстановиться исходное состояние газовой среды

Быстрое гашение разряда может быть достигнуто или включением в цепь счетчика столь большого нагрузочного сопротивления R , падение напряжения на котором приводит к такому снижению напряжения на счетчике, при котором разряд в нем уже не может существовать, или созданием таких физических условий непосредственно в газовой среде счетчика, при которых возникший разряд должен самопроизвольно гаснуть.

Счетчики, функционирующие по второму принципу, получили название самогасящихся. Они главным образом и применяются в настоящее время, поскольку в них достигается не только быстрое гашение возникшего разряда, но и быстрое исчезновение остаточных зарядов (деионизация) и фотонов. Это достигается введением в счетчик (наряду с основным газом) таких примесей, как галоиды или пары метилового спирта. Тяжелые молекулы этих примесей поглощают фотоны и способствуют воссоединению ионов и электронов в нейтральные атомы и молекулы газа. Это и обе-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [ 94 ] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.