Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
36
Известно, что в начальной фразе разряда ионы расположены вблизи нити. В рассмотренных схемах гашения после понижения напряжения на счетчике и прекращения разряда электроны уходят на нить,, а положительные ионы — на катод. Подвижность положительных ионов мала, и им приходится преодолевать значительные расстояния, поэтому в основном они определяют разрешение (10-4 с) счетчика. Если сразу после прекращения разряда на электродах счетчика изменить разность потенциалов, т. е. на нить подать минус, а на корпус — плюс высокого напряжения, то положительным ионам потребуется значительно меньше времени, чтобы уйти на нить. Эта идея положена в основу схемы гашения с обращением потенциала. Ее структура такая же, как и у рассмотренной схемы гашения (см. рис. 1.25,а). Ho параметры спусковой схемы должны обеспечить большую амплитуду гасящего импульса (?/г> >?сч). Тогда нить счетчика в течение времени tv имеет отрицательный потенциал относительно корпуса, равный Ur-Ec4 (см. рис. 1.25, в).
Время, требующееся для собирания положительных ионов на иить, значительно меньше, чем для их ухода на корпус, поскольку к моменту реверсирования напряжения ионы не успевают заметно отойти от нити. Поэтому длительность гасящего импульса в данном (Viуч.'к* может быть МСМ1ЫПС IO-4 с. Схемы с обращением потенциала іикшолиют уменьшить разрешающее время несамогася-щегоси счетчика Гейгера до 20—30 мкс.
Важное преимущество электронных схем гашения спускового типа в том, что они стандартизуют выходной импульс и позволяют более точно учитывать погрешности регистрации. Стандартизация выходных импульсов значительно повышает надежность работы последующих регистрирующих счетных устройств.
Схемы гашения применяют не только для несамогасящихся счетчиков, но и для самогасящихся. В последнем случае схема гашения обрывает разряд раньше, чем он прекратится сам, в результате чего через счетчик протекает меньший суммарный ток и, следовательно, меньше изменяется состав газа, заполняющего объем, поэтому срок службы счетчика увеличивается.
§ 1.5. ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ УМНОЖИТЕЛИ
В СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ СЧЕТЧИКАХ И СЧЕТЧИКАХ
ЧЕРЕНКОВА
Фотоны, возникающие в сцинтилляторах и радиаторах черен-ковских счетчиков, имеют, как правило, сравнительно слабую интенсивность. Поэтому для их регистрации применяют чувствительные фотоэлектронные умножители. Выпускают умножители различных типов: для измерения энергетических спектров применяют спектрометрические ФЭУ, для исследования временных распределений— временные ФЭУ. Некоторые типы умножителей достаточно хорошо выполняют обе функции. Фотоэлектронные умножители выполняют также на базе канальных электронных умножителей КЭУ и микроканальных пластин МКП.
37
Спектральную чувствительность фотокатодов умножителей для детекторов излучений выбирают в области максимума спектров
О;
люминесценции сцинтилляторов 2000—5000 А. Наибольшее распространение получили сурьмяно-цезиевые фотокатоды, максимум спектральной чувствительности которых лежит в области
3900—4200 А.
Важный параметр ФЭУ — коэффициент усиления М, который определяется как отношение числа электронов, приходящих на анод, па к числу электронов, эмитированных с фотокатода, ДфК
M = па/НфК. (1.39)
В зависимости от типа умножителя и его рабочего режима коэффициент усиления колеблется от IO4 до IO9. На выходе ФЭУ возникают электрические сигналы, несущие информацию о исследуемом излучении. Поэтому важно правильно снять эти сигналы и передать их на регистрирующие и анализирующие устройства; необходимо обеспечить стабильность коэффициента усиления ФЭУ и 'всего детектора, а также исключить влияние шумов, возникающих в умножителе.
1.5.1. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ УМНОЖИТЕЛЕЙ И ФОТОДИОДОВ
Питание ФЭУ от делителя напряжения. Напряжение, прикладываемое к электродам фотоэлектронного умножителя, как правило, снимается с омического делителя, питаемого от стабилизированного источника высокого напряжения (рис. 1.27). Суммарное сопротивление делителя должно быть таким, чтобы протекающий через него ток /д был на порядок больше тока в цепи динодов и тока анода /а. В противном случае падение напряжения от токов этих электродов на сопротивлениях делителя будет нарушать нормальный режим работы ФЭУ<, что приведет к изменению усиления и появлению нелинейности световой характеристики.
Можно показать, что относительное изменение коэффициента усиления определяется выражением
AM _ Ia [ft (I — m) + Ij M ~~ /д (п + I) (1 — т) ’
Рис. 1.27. Схема включения ФЭУ в сцинтилляционном детекторе: / — сцинтиллятор; 2 — фотокатод; 3 —• диафрагма; 4 — диноды; 5 — анод
38
где т — усиление в цепи одного динода; п — число динодов. Поскольку тип значительно больше единицы, то из выражения (1.40) следует, что относительное изменение коэффициента усиления определяется отношением I Si//д. Значительно увеличивать ток делителя трудно из-за роста рассеиваемой им мощности, поэтому в сцинтилляционных счетчиках, где ФЭУ усиливает кратковременные световые вспышки, параллельно сопротивлениям в цепи последних динодов включают блокировочные конденсаторы С (рис. 1.27). Емкости этих конденсаторов выбирают такими, чтобы за время прохождения тока ФЭУ ^ относительное изменение напряжения на динодах не превышало некоторой допустимой величины Д?/д/?/д2^:&.
