Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 164

Основы экспериментальных методов ядерной физики - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. , Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики — М.: Атомиздат , 1977. — 528 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviexperementalnihmetodovyader1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 232 >> Следующая


В случае, если исследуемое излучение является моноэнергетическим, можно измерить наклон функции пропускания с высокой точностью, а погрешность определения энергии будет зависеть от того, насколько велика производная d\i!dE. Следует отметить, что функция p. (E) в материалах со средними и большими атомными номерами имеет минимум, и поэтому разные энергии у-квантов могут иметь одинаковые значения р,. Кроме того, поскольку минимум функции р, (E) не резкий, то в этой области энергий погрешность определения энергий у-квантов велика. Эти затруднения не принципиальны, так как всегда можно измерить функции пропускания для элементов с малым атомным номером, для которых этот минимум смещен в область высоких энергий у-квантов. Например, в алюминии минимум находится при энергии у-квантов около 20 Мэв, а в углероде — примерно при 50 Мэв.

Существенным источником погрешностей при определении энергии у-квантов по функциям пропускания может быть недостаточно хорошая геометрия опытов, при которой ослабление излучения отличается от приведенного выше закона (12.1). Напомним, что этот закон получен в предположении, что каждое взаимодействие у-кванта выводит его из пучка. В реальном случае всегда имеется конечная вероятность того, что у-квант провзаимодействует в поглотителе не один раз и попадет после двух или более взаимодействий в детектор. Пути таких квантов показаны на рис. 12.1. Чтобы провести

366- корректные измерения функций пропускания, необходимо брать угол расхождения пучка у-квантов не выше 1° (угол а на рис. 12.1).

Оценим погрешность, с которой можно определить энергию моноэнергетического пучка у-квантов по функциям пропускания, считая известной зависимость p. (E) с погрешностью 1 % и полагая fi (E) ~ ME.

Учитывая (12.1), можно показать, что

\A]il\i\ = \ATlT\nT\, (12.2)

где ATIT — относительная погрешность измерения ослабления пучка у-квантов. Из (12.2) следует, что при T = IO-2 необходимо измерить ослабление пучка у-квантов с погрешностью до 5-Ю-2

ям пропускания

для определения энергии монохроматического пучка у-квантов с погрешностью, с которой известна зависимость P-(^)1 т. е. 1%. В случае немоноэнергетического излучения функция пропускания имеет сложный вид, и по ее форме можно лишь сделать оценки энергетического состава у-излучения.

Хотя приложения метода пропускания оказываются весьма ограниченными, представляет интерес оценить энергетическое разрешение метода для случая, когда спектр содержит две группы у-квантов с близкими энергиями E1 и E2 и одинаковыми (или близкими) ин-тенсивностями. Пусть относительная погрешность измерения числа отсчетов за толщинами поглотителя t есть S и пусть измеряются скорости счета N0, N1 и N2 за толщинами поглотителя t = 0, t = = I1 и t = t2. Уверенно судить о наличии двух групп у-квантов по измеренным величинам N0, N1 и N2 можно в том случае, если эти величины в зависимости от t не лежат на одной экспоненте с учетом погрешности измерения 6. Предполагая t2 = It1. это условие можно записать следующим образом:

(N0IN1)I(N1IN2) >1+0. (12.3)

Зависимость скорости счета N (t) для двух групп у-квантов одинаковой интенсивности запишем в следующем виде:

N (/) = N0 [ехр (—ЦіО/2 + ехр (—М/2], (12.4)

где P1 и ц2 — коэффициенты линейного ослабления у-квантов с энергиями E1 и E2 соответственно. Если считать, что цх > \і2, оп-

367- ределить N1 и N2 из (12.4) и подставить в (12.3), то условие разделения двух групп у-квантов примет вид

2 [1 + ехр (2Д|л4)]/[1 + ехр (AjxZ1)]2 > 1 H- б, (12.5)

где Ajx = (X1 — (х2. Левая часть (12.5) равна 1,21 и 1,05 при AjxZ1 = = 1 и 0,5 соответственно. При AjxZ1 1 левая часть (12.5)"равна 2. Если б <, 0,05, то обнаружить две группы у-квантов возможно при AfxZ1 ^ 0^,5. Для энергий у-квантов меньше или около 0,5 Мэв jx (Е)~ ~ ?-з,5 (дЛЯ материалов с Z ^ 80). Тогда

AE E

Д|і/(і _A\it/nt

3,5 ~~ 3,5 '

Таким образом, при б да 0,05 AEIE да 0,15/jxZj, где AE — минимальное отличие в энергиях двух групп у-квантов, которое можно заметить при оговоренных выше условиях.

Проведенная оценка показывает, что для разрешения двух групп у-квантов, отличающихся по энергии на 5%, необходимы ослабления излучения при Z = Z2 приблизительно в 400 раз при б да да 0,05, а при б да 0,015 — всего в 30 раз. Светосила этого метода невелика и по порядку величин равна [а2 ехр (—2jxZ1)]/4. При а да 1° и ехр (—2jxZj) да Ю-2 величина L да 0,5-10~6.

§ 12.3. ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГИИ уКВАНТОВ ПО ПРОДУКТАМ ФОТОЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ

Энергию у-квантов можно определить по энергии заряженных частиц, образующихся при фотоядерных реакциях. Наиболее удобной для практического использования является реакция фоторасщепления дейтона. Эта реакция эндотермическая (Q = —2,23 Мэв). В результате фоторасщепления образуются нейтрон и протон с практически одинаковыми энергиями. Если энергия у-кванта мала по сравнению с массой покоя протона, то энергия протона связана с углом его вылета 0 относительно направления движения у-квантов следующим образом:

Ep = (Ev- IQ |)/2 + V(EV-\Q |)/(4Mc2) Ey cos 9, (12.6)
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed