Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Цитович А.П. -> "Ядерная электроника" -> 3

Ядерная электроника - Цитович А.П.

Цитович А.П. Ядерная электроника — М.: Энергоиздат, 1984. — 408 c.
Скачать (прямая ссылка): yadernayaelektronika1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 166 >> Следующая


V3 = - цэ —;

К = [Аи-

(1.3)

Подвижность ионов определяется их массой, составом газа и его

Рис. 1.1. Схема включения импульсной ионизационной камеры (а), составляющие тока камеры и напряжение на выходе при Tbx = 00 (б):

1 — радиоактивный источник; 2 — к усили-»

б
давлением и приблизительно равна ц,и« IO-3 см-3-мм рт. ст./мкс, она примерно в IO3 раз меньше подвижности электронов Поэтому образовавшиеся в некоторой точке объема камеры элект? роны и ионы будут двигаться к электродам в течение различного времени. Время собирания электронов Tg обычно меньше 1 мкс, а время собирания ионов Ти примерно в IO3 раз больше. Составляющая электронного тока существует в течение интервала времени 0<t<Ta и равна

K = QVJL, (1.4)

в то время как составляющая ионного тока будет в течение значительно большего времени 0<t<Tm ее значение определяется выражением

In = QVJL. (1.5)

В выражениях (1.4) и (1.5) L — расстояние между электродами. На рис. 1.1,6 показаны электронные и ионные составляющие суммарного тока камеры. Изображенные импульсы тока несколько идеализированы: здесь не учитывается протяженность ионного следа и его направление, но основные соотношения между электронной и ііоішоіі еоставлящими соответствуют истине.

Ток камеры протекает в замкнутой цепи. Если бы внешняя цень состояла только из сопротивления нагрузки jRu и источника высокого напряжения E1 то выходной сигнал был бы равен падению напряжения от тока Ik на Ru и повторял форму импульсов

тока. В реальной схеме параллельно сопротивлению нагрузки

всегда включена некоторая эквивалентная емкость Свх, равная сумме емкостей камеры Ck и входа электронной схемы C9, подключаемой к камере. Поэтому ток интегрируется цепью с постоянной времени Tbx = ^hCbx. ПОЛНОЄ Собирание ВСЄХ НОСИТЄЛЄЙ В Каме-ре, очевидно, будет В ТОМ случае, если T3X больше времени собирания электронов Гэ и ионов 7V На рис. 1.1,6 показана форма напряжения на выходе схемы для Tbx = «>. Напряжение сначала нарастает круто за счет электронной составляющей Id, а затем полого — при протекании ионной составляющей /и. Максимальное значение этого напряжения определяется суммарным зарядом Q и емкостью Cbx

Vm = QICbx. (1.6)

В реальной схеме постоянную времени делают твх>Ги, если хотят получить практически полное собирание, либо выбирают Гэ<твх<Ги, обеспечивая только электронное собирание. В последнем случае длительность выходных сигналов будет значительно меньше. Более детально этот вопрос будет рассмотрен в следующем параграфе.

Энергия, Необходимая для создания одной пары носителей заряда, составляет около 35 эВ для воздуха. Поэтому ионизирующая частица с энергией 1 МэВ создает в камере около 30 ООО пар ионов с суммарным зарядом IO-14 Кл. При емкости входной цепи

7
Рис. 1.2. Схема включения ионизационной камеры с сеткой (а); электронная составляющая тока и напряжение на выходе При Tbx = Oq (б) I

1 — источник

Свх = 30 пФ выходной сигнал будет равен 0,3 мВ. Заметим, что напряжение питающего камеру источника составляет несколько

сотен вольт и практически все приложено к электродам камеры при протекании через нее тока. Следовательно, можно говорить об очень большом внутреннем сопротивлении камеры и независимости протекающего через нее тока от нагрузки, которая всегда значительно меньше внутреннего сопротивления камеры. Таким образом, импульсная ионизационная камера — типичный датчик тока.

Камера с сеткой. В спектрометрических исследованиях применяется так называемая импульсная ионизационная камера с сеткой (рис. 1.2). В ней между двумя плоскими электродами установлен третий электрод в виде сетки с высокой проницаемостью. Камеру рассчитывают так, чтобы пробеги частиц, испускаемых источником, укрепленным у верхнего отрицательного электрода, умещались между этим электродом и сеткой. Возникающие в результате ионизации электроны под действием электрического поля движутся к сетке и пронизывают ее. Далее они попадают в ускоряющее поле нижнего электрода, и во время их движения от сетки до момента прилипания в цепи нагрузки Rh Cbx течет ток камеры I к (рис. 1.2,6). Этот ток определяется только электронной составляющей Ik = Iэ, поэтому его длительность и время нарастания напряжения на выходе (для Tbx = оо) равны времени собирания электронов 7V Заметим, что в данном случае возникает некоторая задержка t3 между моментом ионизации t0 и импульсом тока. Эта задержка равна времени пролета электронов от места их образования до сетки.

Разделение электронов и ионов при помощи поля сетки обеспечивает не только быстрое собирание носителей, но в конечном итоге уменьшает зависимость амплитуды выходного импульса от места пролета частицы. Поэтому камеры с сеткой применяют в спектрометрических исследованиях, связанных с измерением амплитудных распределений.

Пропорциональный счетчик отличается от импульсной ионизационной камеры в основном режимом работы. В нем создается такая напряженность электрического поля, что электроны на длине свободного пробега накапливают энергию, достаточную для ударной ионизации молекул. Вследствие этого увеличивается число движущихся зарядов, наводящих ток во внешней цепи.
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 166 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed