Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 65

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 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 232 >> Следующая


N (k) = -ff- (Л/Т)*-* ехр (—Л/т), (5.79)

v ' 1 +/VT (/?-1)!

СО

где k—\, 2, 3 ... Легко видеть, что N = ^1N (k) =N /(1 + Nx).

k= і

Для конкретного случая при нахождении частоты появления импульсов с наложениями следует учесть реальную форму импульса и постоянную RC камеры. Наложения импульсов от а-частиц существенны для камер, в которых используют делящийся материал с ма-, лым временем жизни относительно а-распада. Для уменьшения фона а-частиц камеры деления наполняют газами, для которых велики подвижности электронов (например, метан). В настоящее время в камерах, наполненных метаном, пол-учают импульсы длительностью около 10 нсек, если расстояния между электродами камеры порядка-десятой доли сантиметра. С этой же целью можно выбирать расстояния между электродами камеры и давление в ней так, чтобы осколки деления расходовали в рабочем объеме только часть своей энергии. Это увеличит отношение амплитуды импульсов от осколков деления к амплитуде импульса от а-частиц, поскольку плотность ионизации у осколков деления имеет наибольшее значение в начале пробега, а для а-частиц—в конце пробега. Последний способ уменьшения фона а-частиц неприменим, если с помощью камеры измеряют энергетическое распределение осколков деления.

150 Измерение с камерами будет иметь хорошую точность, если в их счетной характеристике (зависимость числа импульсов при постоянном облучении от уровня дискриминации регистрирующего устройства) есть плато. Интегральный счет осколков деления имеет плато, если слой урана тонкий. И это понятно, так как спектр осколков деления, попадающих в рабочий объем камеры, в этом случае имеет максимум в области энергий 40—100 Мэв. При толстом слое спектр осколков деления, попадающих в рабочий объем камеры, непрерывный и имеет подъем в области малых энергий (поглощение осколков деления), поэтому интегральная счетная характеристика такой камеры не имеет плато.

Чувствительность камер деления можно записать в следующем виде:

S = H0OfB, (5.80)

где ti0 — число делящихся ядер в камере; Of — сечение деления; В — коэффициент, зависящий от уровня дискриминации регистрирующий аппаратуры, толщины слоя и геометрии камеры. Коэффициент В сравнительно просто можно вычислить для тонких слоев, плоской камеры и низких порогов. При толстых слоях вычислить В сложно. Для плоских камер с тонким слоем урана (1 мг/см2) коэффициент В может иметь значения вблизи единицы, для толстых слоев этот коэффициент существенно зависит от уровня дискриминации.

Определение В в камерах деления можно провести с достаточной точностью экспериментально. Поместим камеру в пучок тепловых нейтронов Ф. Тогда камера будет регистрировать количество делений Nf = (Dn0OfB. Каждое деление сопровождается испусканием •V быстрых нейтронов, которые можно одновременно регистрировать детектором быстрых нейтронов. Этот детектор будет регистрировать число импульсов Nn = CDrt0O^vAQed, где AQ — телесный угол, под которым попадают нейтроны деления в детектор с эффективностью ed. Включим камеру деления и детектор быстрых нейтронов в схему совпадения и измерим скорость совпадений Nfn = CDrt0O^vAQedS. Легко видеть, что В = NfJNn. Погрешность в определении коэффициента В таким способом может быть порядка статистической погрешности.

Примером камеры для прецизионных измерений может быть камера с тонким слоем 239Pu (100 мкг/см2), нанесенным ка диск диаметром 4 см. Напряжение на камере около 300 в, наполнение — аргон или азот при р = 1,5 атм. Расстояние между электродами примерно 1 см. Число а-частиц, попадающих в рабочий объем, приблизительно 5-10° свк~х. Оценим число 8-кратных наложений, считая среднюю длительность импульса т = Ю-6 сек. Из выражения (5.79) л (8) = 0,3 имп/сек. При 8-кратных наложениях а-частиц амплитуда импульса будет около 25—30 Мэв (неполный пробег а-частиц в камере). Это заметная скорость счета, но уже при 10-кратных наложениях л (10) a; 10~3 имп/сек.

151 При малых размерах очень большую чувствительность имеют спиральные камеры деления. Такая камера состоит из двух концентрических спиралей, расположенных на расстоянии примерно 0,5 мм, на которые с обеих сторон нанесен слой урана толщиной 0,25 мг/см2. Эта спираль при диаметре 30 мм и такой же высоте имеет поверхность приблизительно 300 см2 и общее количество урана около 500 мг. Недостаток такой камеры состоит в ее высокой собственной емкости и, следовательно, сравнительно малом сигнале на выходе. Кроме того, камеры с толстыми слоями урана не имеют плато в счетной характеристике. В камерах для регистрации тепловых нейтронов используют чаще слои с 236U. Плутоний-239 почти при той же чувствительности имеет большой фон а-частиц, так как период а-распада 236U в 4-Ю4 раз больше периода а-распада 239Pu. Для регистрации быстрых нейтронов удобны камеры со слоями 238U и 232Th

Пропорциональный борный счетчик и борная камера. Для регистрации тепловых и резонансных нейтронов используют пропорциональные счетчики, наполненные трехфтористым бором (BF3). Нейтроны регистрируют по продуктам реакции 10B (п, a)7Li, которые имеют суммарную энергию около 2,3 Мэв. Сечение этой реакции обратно пропорционально скорости нейтронов в области энергий нейтронов ниже 5 кэв, поэтому борный счетчик измеряет плотность нейтронов низких энергий. Типичные характеристики борного счетчика следующие. Давление BF3 около 120 мм рт. ст., рабочее напряжение примерно 1500 в, диаметр анода 0,05, диаметр катода 22 мм. Эффективность борного счетчика (при обогащении 10B до 96%) длиной 150 мм для тепловых нейтронов, падающих на торец, около 20%.
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 232 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed