Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8



Сторінка7/22
Дата конвертації15.02.2018
Розмір1.55 Mb.
ТипЛекція
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   22

Лекція № 6. Детектори іонізуючих випромінювань


Іскрові камери. Cистема прямих дротяних електродів, що чергуються по знаку, і заповнюють собою весь об'єм камери.

Радієве джерело

Сітка

Електрод


Спалахи

400 В


spark
Камери Вільсона. В пересиченій парі іони, що утворюються на шляху руху частинок, є центром концентрації крапельок. Недолік - частки високих енергій проходять шлях від стінки до стінки, тому не можна розрахувати енергію.

Прозоре вікно

Фотокамера

Скляна панель

Радіоактивне джерело

Поршень


Прокладка просочена спиртом

Повітря, насичене парами

Підсвітка

Треки від α-частинок, що спостерігаються в камері

Треки від β-частиц, що спостерігаються в камері

Треки від γ-квантов, що спостерігаються в камері



nucleus&radioactivity-study_material-fig12
(Метод Вільсона-Скобіціна включає в себе використання одночасно магнітного поля в камері Вільсона. Це дозволяє диференціювати частки по знаку).

Бульбашкові камери. Принцип аналогічний камері Вільсона. Але для реєстрації частинок високих енергій використовують перегріту рідину. Тепер частинки є центрами концентрації вже бульбашок.

Товстошарові фотоемульсії. Використовується ефект почорніння фотоемульсії при русі частинки (реєструє тільки заряджені частинки).

Рис. 20. Схема роботи іонізаційного детектора випромінювання:

1 - камера, заповнена повітрям або газом, 2 - джерело харчування, 3 - прилад для вимірювання іонізаційного струму.

becq

Радіометри призначені для вимірювання щільності потоку частинок або фотонів іонізуючого випромінювання, а також для вимірювання активності джерела випромінювання.

Дозиметричні прилади призначені для вимірювання енергії, яку переносять іонізуючим випромінюванням.
За методом реєстрації іонізуючих випромінювань детектори ділять на три основні групи, найбільш часто використовувані в серійної апаратури:

1. іонізаційні детектори - іонізаційні камери, пропорційні лічильники, лічильники Гейгера - Мюллера;

2. сцинтиляційні детектори;

3. напівпровідникові і кристалічні детектори.


Іонізаційні детектори


За принципом дії та конструкції іонізаційні камери, пропорційні лічильники і лічильники Гейгера-Мюллера подібні між собою і представляють газонаповнену посудину з двома вмонтованими електродами, до яких прикладена напруга (Мал. 20).
Проходячи через детектор, випромінювання іонізує газ, і утворюються нові іонні пари. У так званих електронегативних газах (галогенні) утворюються позитивні іони і електрони, які потім захоплюються при зіткненнях з нейтральними атомами і утворенням негативних іонів. Атоми електропозитивних газів (аргону, гелію та ін) не захоплюють електрони. Негативними іонами служать електроны. Під дією прикладеної до електродів напруги постійного струму від джерела живлення 2 в ланцюгу виникає струм, який можна виміряти приладом 3 (наприклад, гальванометром).

При невеликих різницях потенціалів між електродами швидкість спрямованого руху іонів мала - спостерігається хаотичний тепловий рух іонів. Основні процеси, що йдуть при цьому, - рекомбінація і дифузія.

Рекомбінація - утворення електронейтральної молекули при зіткненні позитивного і негативного іонів (електронів). Дифузія - явище вирівнювання щільності іонів за обсягом газу.

  Зі збільшенням різниці потенціалів швидкість спрямованого руху іонів зростає, дифузія і рекомбінація зменшуються, струм в ланцюзі збільшується. Так зростає зі збільшенням напруги до значення струму насичення Iн (Мал), при якому практично всі первинно утворені іони збираються на електродах. Ця область вольт-амперної характеристики називається областю іонізаційної камери. У цій області подальше підвищення напруги не впливає на струм насичення Iн, який пропорційний інтенсивності випромінювання (швидкості утворення іонізаційного ефекту).

Рис. 21. Залежність сили іонізаційного струму я від подається на електроди напруги U.
Якщо інтенсивність випромінювання залишається постійною по всьому об'єму камери, то має місце вираз

Iн=n0·V0·e,

де N0 - число пар іонів, що утворюються випромінюванням в 1 см3 за 1 с, V0 - чутливий об'єм камери, см3; е - заряд іона.

Отже, знаючи обсяг камери і вимірявши струм насичення, можна легко визначити число іонів, що утворюються випромінюванням в одиниці об'єму повітря або речовини, заповнювача іонізаційно ¬ ної камери за 1 с, т. е. виміряти потужність дози іонізуючого випромінювання.

Детектори, що працюють в даній галузі напруги називаються іонізаційними камерами.

  При певній напрузі легко рухливі електрони, отримані при первинній іонізації, отримують достатню кінетичну енергію для вторинної іонізації молекул (ударна іонізація). Знову утворені електрони в результаті ударної іонізації зможуть також іонізувати молекули газу і т. д. Виникає лавиноподібне розмноження зарядів.

Процес розвитку електронної лавини кількісно описується за допомогою так званого коефіцієнта ударної іонізації α, під яким розуміють кількість зіткнень електрона з молекулами газу по шляху 1 см, а міру збільшення іонізаційного ефекту називають коефіцієнтом газового посилення т внаслідок ударної іонізації, тобто із зростанням напруги коефіцієнт т зростає так, що кожному значенню різниці потенціалів між електродами відповідає свій коефіцієнт т, який не залежить від первинного заряду.

Рис. 22. Дозиметр ДБГ-06Т.

Область напруг, де коефіцієнт т пропорційний зростанню напруги, але не залежить від первинного заряду, утвореного випромінюванням, називають пропорційної областю, а детектори, що працюють в цій галузі, пропорційними лічильниками.

Коефіцієнт газового посилення в цій області може досягати значень 103-104 (тобто одна пара іонів, що виникла в результаті дії випромінювання, утворює 1000-10000 вторинних пар іонів на 1 см шляху в робочій камері детектора), а в області іонізаційної камери т = 1.

Пропорційні лічильники в порівнянні з іонізаційними камерами мають малі розміри. Конструктивно лічильник роблять таким, щоб при малих розмірах і напрузі на електродах отримати максимальний коефіцієнт газового посилення. Найбільш широко їх застосовують для реєстрації повільних і теплових нейтронів, які при цьому заповнюються бор-вмісними газами.

  За пропорційної областю йде область обмеженою пропорційності, яка при виробництві детекторів не використовується, так як в цій області коефіцієнт газового підсилення має складну залежність і від первинного заряду, і від напруги на електродах.

  При деякій різниці потенціалів газовий лавинний розряд у всьому об'ємі робочої камери може виникнути при створенні опроміненням хоча б однієї пари іонів в газовому шарі. Однак цієї напруги ще недостатньо, щоб почався самостійний газовий пробій.

Ця область напруг називається областю Гейгера, а де-тектора, що працюють в цій галузі, лічильниками Гейгера-Мюллера. Існують два типи лічильників Гейгера-Мюллера – з самогашенням і без самогашення.

В несамогасящихся лічильниках розряд триває навіть після зникнення джерела початкової іонізації. Для повернення лічильника в початковий робочий стан в схему блоку детектування вводять спеціальні навантажувальні елементи. Несамогасящіся лічильники мають мале практичне застосування, гак як мають погану роздільну здатністю.

В даний час дуже широке застосування знайшли самогасящіся лічильники, до складу газу яких входять спеціальні добавки, які забезпечують гасіння розряду внаслідок зміни його внутрішнього механізму. Найчастіше цими добавками служать домішки галогенів (брому, хлору, йоду), що мають низькі іонізаційні потенціали. Тому такі лічильники іноді називають галогенними.



Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   22

Схожі:

Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 icon9 клас І. Мистецтво в просторі культури Види і мова мистецтв
Види І мова мистецтв. Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні)...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconЛекція №2 Основні аспекти інформатики. Архітектура персональних комп'ютерів Основні розділи лекції
Виникла на стику всіх медичних дисциплін, досліджує всі види медичної інофрмації, зв’язки між ними І формує системний підхід в осмисленні...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconДіяльність В.І. Вернадського
Наукові праці присвячено дослідженням хімічного складу земної кори, атмосфери, гідросфери, міграції хімічних елементів у земній корі,...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconСкладні речення, їх види
Мета: повторити, закріпити, узагальнити знання учнів про складні речення, їх групи, вдосконалювати вміння І навички визначати види...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconЛекція Предмет та основні функції релігії Лекція 2
Термін "релігія" походить, за Цицероном, від латинського "геge1е" шанувати, почитати, І означає "богошанування", "культ"; або ж,...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconПрограма курсу за вибором зі світової літератури «Мотиви й образи світової літератури в музичному мистецтві»
Заняття Мистецтво. Види мистецтва. Література, музика як види мистецтва
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconТема: Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини й образ світу у мистецьких шедеврах
Просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconТема: Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини й образ світу у мистецьких шедеврах
Просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconКурс лекцій київ «либідь» 1997 зміст передмова вступ тема східна азія. Тибет І великий степ у середні віки лекція китай (закінчення) Лекція великий степ
Головна редакція літератури з духовного відродження України та історико-філософських наук
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconМатеріали для опрацювання художнякультур а
Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття...


База даних захищена авторським правом ©biog.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка