Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Выходным импульсом дискриминатора возвращается в исходное состояние триггер и, следовательно, остальные элементы схемы (кроме ГМП). Этот же импульс через схему ИЛИ поступает на временной анализатор. Поскольку в схеме используются линейно нарастающие напряжения, то, следовательно, задержка выходного импульса относительно импульса детектора Д\ пропорциональна времени пролета зарегистрированного нейтрона.
4.9.2. СТАТИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ «ПОПЕРЕЧНОГО» ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
ПУЧКА НЕЙТРОНОВ
В некоторых спектрометрах по времени пролета детектор выполняется из нескольких секций, установленных поперек пучка (рис. 4.51,а). При помощи такой конструкции увеличивается детектирующая площадь. В частности, детекторы с большой рабочей площадью применяются в экспериментах по исследованию неупругого рассеяния холодных и медленных нейтронов веществом, где интенсивность рассеянных нейтронов очень мала. В таких экспериментах механический прерыватель устанавливается за образцом. «Сформированный» прерывателем нейтронный пучок движется по
Детекторы
Рис. 4.51. Расположение детекторов спектрометра поперек пучка (а) и коо-рсктирующее устройство на магнитострикционных линиях задержки (б):
/ — пучок іісїі і ронов; 2 — образец; 3 — механический мрорыпа и*ль 9 Зак. 1319 257
секциям детектора. Поэтому если импульсы от всех секций детектора просто смешать и подать на вход анализатора, то неизбежно ухудшение энергетического разрешения. Повышают разрешение задержкой сигнало'в отдельных секций детектора.
Если I — длина пролетной базы спектрометра; Al— расстояние между секциями детектора; со — угловая скорость вращения прерывателя, то величина задержек определяется соотношениями
U1 = 0;
4 _ 2А/ .
*33 — »
Icд
_ (/ _ 1) д/
Зг’ /CO
Техническая реализация таких задержек затруднена тем, что во время эксперимента необходимо изменять их величину от нескольких единиц до сотен микросекунд,. Задержки меняются при переходе на другие скорости вращения прерывателя. Кроме того, задержки должны быть стабильны. В противном случае энергетическое разрешение будет ухудшено. Применение для этих целей спусковых схем типа одновибратора не обеспечивает хорошей стабильности. Недостаточные величины задержек имеют электромагнитные линии задержек. Практически полностью удовлетворяют всем предъявленным требованиям магнитострикционные линии задержек (см. § 8.3).
Схема корректирующего устройства на магнитострикционных линиях задержки ЛЗ приведена на рис. 4.51,6. Импульсы с выходов отдельных секций детекторов (Jf 2, 3, 4) после усиления, дискриминации (Д) и формирования (Ф) поступают в передающие катушки магнитострикционных линий. Сигнал каждой приемной катушки подается на вход линии последующего канала. В результате на вход анализатора от первой секции детектора сигнал поступает непосредственно, от второй, третьей и i-Pi — с задержками ^3, 2f3, (i—I) t3 соответственно. Изменение величины задержки t3 каждой ЛЗ достигается параллельным перемещением всех приемных катушек (пунктир на рис. 4.51,6). Эта система задержек позволила в 2,5 раза улучшить разрешение нейтронного спектрометра по времени пролета на установке для исследования неупругого рассеяния холодных нейтронов веществом.
Были рассмотрены методы коррекции времени пролета нейтронов и времени поперечпого перемещения пучка в секционированных детекторах. Если секционированный детектор занимает большой объем, то возможна сложная коррекция, объединяющая оба метода.
Глава 5
Измерение амплитудных распределений § 5.1. ВИДЫ АМПЛИТУДНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Методы амплитудного анализа импульсов широко применяют в экспериментальной ядерной физике. Это связано с тем, что сигналы детекторов излучений несут информацию об энергии зарегистрированной частицы или кванта: у некоторых детекторов их амплитуда пропорциональна энергии. Поэтому, исследуя распределение амплитуд импульсов, нетрудно получить спектр излучения.
Простейший метод амплитудного анализа импульсов состоит в отделении (дискриминации) импульсов, соответствующих исследуемому излучению!, от сигналов меньших амплитуд, например от шумов или импульсов излучения меньшей энергии. Для этого применяют амплитудные дискриминаторы, которые выдают импульс на выходе в том случае, если амплитуда входного сигнала превышает некоторую определенную величину — порог дискриминации <7пор (рис. 5.1). Обычно можно изменять порог дискриминации в широких пределах и тем самым отделять для последующей регистрации импульсы определенных амплитуд.
С помощью дискриминатора измеряют амплитудное распределение сигналов. Для этого счет импульсов ведется на выходе дискриминатора при разных порогах срабатывания в течение одинаковых интервалов времени. Получаемая при этом кривая п = (Uiюр) (рис. 5.2,а) называется интегральным амплитудным спектром. Каждая точка кривой показывает, какое число импульсов имеет амплитуду А, превышающую порог срабатывания <7Пор дискриминатора. По форме интегральной кривой можно судить о составе спектра исследуемого излучения.
В большинстве случаев удобнее пользоваться дифференциальным амплитудным спектром n = f(A) (рис. 5.2,6), который показывает, сколько имеется импульсов каждой амплитуды. Дифференциальный спектр можно получить из интегрального спектра гра-
