Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 63

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 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 232 >> Следующая


.Mnew+(t) _ .Mne 1 ,J- yoN

t()~~ г In (r2/n) ~ 2 In Ir2Zr1) 't + В'

где В = г%р\п (га/г,)/(2ц+г/0) — время прохождения ионами пути rhl2 со скоростью дрейфа в точке rk.

Соотношение (5.72) легко получить, учитывая связь между г и t [см. (5.50)]. Принимая во внимание (5.27) и считая, что V (t) = 0 при t = 0, напряжение на емкости счетчика

v <'> - Ic^ехр {~тс) іехр V'IRC> тЬ (5'73)

о

при 0 ^ t* [t* определяем из (5.71)]. Введем новую переменную X = t + В и получим после интегрирования

Vjt)= Мпе exp(-u±Ulnfl + ^

W 2Cln(r2/n) RC /\ \ В ,

+ — +---...). (5.74)

RC 2 ¦ 2! (RC)2 J

При вычислении V (t) по (5.74) можно ограничиться первыми двумя членами в скобках для случая t/RC <2,5 и RC^B. Последнее неравенство обычно выполняется, так как В да IO-8 сек. На рис. 5.10 показана форма импульса в пропорциональном счетчике для нескольких значений RC.

Когда первичная ионизация производится частицами, пробеги которых сравнимы с размерами счетчика, форма импульсов в его начальной стадии существенно зависит от длины пробега ионизирующей частицы и ее направления. Начальная стадия импульса определяется временем движения электронов от катода к аноду. Форма импульса в этом случае вычисляется как сумма импульсов от одновременно возникших точечных зарядов вдоль трека частицы. Эффект зависимости форм импульса от ориентации трека частицы в счетчике наиболее ярко проявляется при малых значениях RC. На рис. 5.11 показаны импульсы в цилиндрическом пропорциональном счетчике при RC да 5-10~8 для двух случаев. В первом частица прошла параллельно оси счетчика (аналог точечной ионизации), во втором — частица имела радиальное направление. Из рисунка

146 видно, что при малых RC импульс при ионизации частицами, прошедшими параллельно оси счетчика, значительно больше по амплитуде и меньше по длительности. Это явление используют для отделения импульсов, созданных протонами отдачи («точечная ионизация»), от импульсов, созданных электронами (большие пробеги). Если пробеги заряженных частиц прямолинейны и сравнимы с размерами счетчика, то можно с помощью специальных электронных: схем отбирать импульсы, которые соответствуют частицам, движущимся в определенном направлении.

Рис. 5.10. Форма импульса в пропор- Рис. 5.11. Форма импульса в пропорциональном счетчике (время движе- циональном счетчике при « 5 ¦ 10 -9 ния ионов от анода к катоду для двух случаев ориентации иони-100 мксек) зирующей частицы:

/ — частица прошла параллельно оси счетчика; 2 — частица прошла в счетчике по радиальному направлению

Временные характеристики счетчика. Разрешающее время пропорционального счетчика можно вычислить так же, как и для цилиндрической камеры, и лежит оно в области от долей микросекунды до нескольких микросекунд (в зависимости от размеров счетчика, наполнения, напряжения). Как и в цилиндрической камере, это время определяется временем дрейфа электронов первичной ионизации от катода к аноду.

Если счетчик используется для измерения скорости счета, то представляет интерес время нарастания импульса до определенного значения не от момента попадания частицы в счетчик, а от момента, когда электроны первичной ионизации достигают анода, т. е. важны передний фронт и длительность импульса. В этом случае можно выбрать малые значения RC, они и определят передний фронт и длительность импульса. Однако, чем меньше выбранное значение RC, тем меньше амплитуда импульса. В пределе, если ионизация в счетчике происходит в точке (пробеги заряженных частиц много меньше размеров счетчика), то RC можно выбрать по порядку величины равной времени собирания электронов, образовавшихся в процессе размножения вблизи анода. Тогда амплитуда импульса будет составлять 0,1—0,15 максимальной при RC « Ю-8 сек. Если же

147 пробеги заряженных частиц сравнимы с размерами счетчика, то (см. рис. 5.11) следует выбирать для счетного режима RC порядка времени движения электронов первичной ионизации от катода к ано-

ДУ-

Энергетическое разрешение пропорционального счетчика. Энергетическое разрешение обусловлено флуктуацией в числе пар ионов, созданных ионизирующей частицей. Разброс амплитуд импульсов в пропорциональных счетчиках зависит еще от некоторых причин, влияющих на коэффициент газового усиления: объемного заряда, образования электроотрицательных ионов, неравномерности электрического поля вдоль центрального электрода счетчика. Влияние этих причин можно значительно ослабить при разумном выборе параметров и конструкции пропорционального счетчика. Помимо этого коэффициент газового усиления флуктуирует, поскольку процесс газового усиления имеет статистический характер. Дисперсия, связанная с процессом первичной ионизации, равна п, если считать, что п — случайная величина, распределенная по закону Пуассона (п — число пар ионов, созданных заряженной частицей).

Уже отмечалось, что формулы для импульсов пропорционального счетчика справедливы, если влияние объемного заряда не существенно и было получено условие, при котором объемный заряд не оказывает заметного влияния на процесс газового усиления:
Предыдущая << 1 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed