Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 191

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 .. 185 186 187 188 189 190 < 191 > 192 193 194 195 196 197 .. 232 >> Следующая


AE/Е = 2,78 VEt/I, %. (13.54)

Из этого весьма важного соотношения вытекает, что энергетическое разрешение определяется отношением тН, которое для каждой конкретной установки имеет вполне определенное значение. Далее, из этого же выражения видно, что относительная погрешность измерения энергии не остается постоянной, ухудшаясь с ростом энергии примерно как VE. Поэтому энергетическое разрешение установок, работающих по методу времени пролета, характеризуют обычно не отношением AEIE, а прямо значениями тії, измеряемыми в микросекундах на 1 м (или нсек/м). Зная для данной установки значение т/7, можно легко найти обеспечиваемое ею разрешение для любой интересующей нас энергии с помощью соотношения (13.54) или по графикам, приведенным на рис. 13.16.

Интенсивность счета нейтронов. При подготовке и проведении измерений экспериментатора всегда интересует, сколько импульсов в единицу времени будет регистрироваться в среднем каждым каналом временного анализатора. Эта величина зависит от целого ряда обстоятельств: числа возникающих нейтронов, частоты повторения нейтронных вспышек, длины пролетной базы, эффективности детектора и других; кроме того, она может сильно меняться от канала к каналу в пределах одного спектра. Поэтому оценка

Рис. 13 !6. Зависимость энергетического разрешения SEjE от энергии нейтронов En и МЦ

430- скорости счета детекторов всегда является одним из важнейших и в то же время труднейших этапов расчета планируемого эксперимента.

Рассмотрим случай, когда точечный импульсный источник дает п вспышек в 1 сек, причем в каждой вспышке рождается qB нейтронов с энергетическим спектром, описываемым функцией ф (E). На функцию ф (E) наложим условие нормировки

oo

j<p(?)d?=l. (13.55)

о

При этом число нейтронов с энергиями от E до E + dE, испускаемых источником в течение одной вспышки:

dq = <7вф (E)dE. (13.56)

Поток нейтронов с энергией E на детектор

Ф (E) = <7вф (Е)п/(4пР) (13.57)

и число регистрируемых детектором в 1 сек импульсов в соответствующем интервале

AN = SF(E)AE = SB(E)O(E)AE = se(E)qJ(E)nAE/(4nl2), (13.58)

где S — площадь детектора; є (E) — его эффективность. Используя (13.45), можно перейти от интервала энергий AE к интервалу Времени, в течение которого производится регистрация импульсов каждым каналом анализатора та:

AE = 2,78 • IQ-iE3l2Xjly (13.59)

откуда число импульсов, регистрируемых одним каналом времен ного анализатора в единицу времени,

AN = 2,21 . 10-3(7вє (?)ф (E)E*l2nsiJls. (13.60)

Из этого соотношения вытекает, что при постоянной ширине канала та скорость счета в канале пропорциональна l~s, так как помимо геометрического фактора 1~2 увеличение I приводит к пропорциональной растяжке спектра импульсов во времени на большее число каналов, что уменьшает счет в каждом канале пропорционально увеличению I. При большой частоте следования импульсов увеличение длины пролетной базы может потребовать пропорционального уменьшения п, чтобы исключить появление рециклических нейтронов. В этом случае AN окажется в целом пропорционально I-*.

Следует отметить, что в тех случаях, когда площадь детектора больше площади хорошо сколлимированного пучка, общая скорость счета не зависит от расстояния, а скорость счета в канале оказывается пропорциональной h1 (а не l~s) только за счет временной растяжки спектра.

431- ічритерии для сравнения качества установок, работающих по методу времени пролета. Удаляя детектор на все большее расстояние от импульсного источника, можно получить сколь угодно высокое энергетическое разрешение. Однако, как следует из полученных выше соотношений, при этом очень быстро будет снижаться скорость счета. Поэтому ни длину пролетной базы, ни связанную с ней величину тIl нельзя принять в качестве критерия для сравнения различных установок. В равной степени не годится для этого и число нейтронов, создаваемых в одной вспышке или в течение 1 сек, Y =qji. Целесообразно выбрать в качестве критерия такую величину, которая позволила бы сравнивать скорости счета в канале при одинаковом энергетическом разрешении (или разрешения, достижимые при одинаковых скоростях счета).

Рассмотрим две установки, источники которых дают нейтроны с одинаковыми энергетическими спектрами. Скорости счета в каналах, соответствующих одной и той же энергии нейтронов, будут, согласно (13.60), удовлетворять следующему соотношению:

AJV1 = д1П1 T1 Il ^Y1 Tf Tf Il ЛЗ 61)

AJV2 <72 п2 T2 q Y2 Il I31 г» " I-J

(детекторы также считаются одинаковыми). Если длины пролетных баз выбрать с таким расчетом, чтобы установки давали равные разрешения (в мксек!м) I1Il1 = T2Il2, то соотношение (13.61) можно привести к виду

AN1IAN2 = (Y1IT21)I(Y2H2z). (13.62)

Напротив, если длины пролетных баз выбрать так, чтобы получить одинаковые скорости счета, то из того же соотношения (13.61) вытекает:

fj X=V Wif- <1з-и)

Из приведенного рассмотрения следует, что в качестве искомого критерия для сравнения установок, работающих по методу времени пролета, удобно выбрать величину YIt2. Отсюда же вытекает целесообразность уменьшения длительности нейтронной вспышки тн (напомним, что т ~ тн) даже ценой снижения числа нейтронов во вспышке qB. В самом деле, пусть источник обеспечивает в течение вспышки постоянную интенсивность выхода нейтронов у. В этом случае qB = утв. Уменьшение тн, например, в 2 раза во столько же раз снизит qB, еще в 2 раза уменьшит скорость счета соответствующее уменьшение та. Зато при этом для получения прежнего разрешения можно будет в 2 раза сократить I и Т, что дает выигрыш в скорости счета в 23 = 8 раз. В результате скорость счета в канале не только не уменьшится, а напротив, в 2 раза возрастет, в результате установка станет только лучше. Поэтому на протяжении всего периода развития метода времени пролета наблюдалось стремление к сокращению длительности нейтронных
Предыдущая << 1 .. 185 186 187 188 189 190 < 191 > 192 193 194 195 196 197 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed