Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
116
Формирователь Интегрирование биполярного импульса
¦?>
Ru.
Чг
Дискриминатор НУЛЯ\
К преобразователю
а)
8)
t(A)
Рис. 2.53. Структурная схема дискриминатора формы, основанная на разделении сигналов по времени спада (а), временные диаграммы (б); распределение на выходе, подключенном к схеме анализатора (в)
ля, имеют разную длительность (tv<tn). Эти импульсы легко рассортировать методами временной селекции. Как правило, они подаются на преобразователь интервалов в амплитуду и далее измеряется амплитудное распределение при помощи амплитудного анализатора. Получаемое на выходе анализатора распределение показано на рис. 2.53,в.
Дискриминаторы, основанные на разделении сигналов по времени спада, получили распространение; разработано несколько вариантов схем, имеющих один вход и разделяющих несколько типов частиц одновременно. В таких приборах легко производить перестройку и применять их не только для сцинтилляционных детекторов, но и для работы с пропорциональными счетчиками и ,полупроводниковыми детекторами.
2.8.2. РАЗДЕЛЕНИЕ СИГНАЛОВ С РАЗНЫМ ВРЕМЕНЕМ НАРАСТАНИЯ
Разное время нарастания имеют сигналы сцинтилляционных детекторов с составными сцинтилляторами. Например, для определения энергетического спектра 7-квантов в присутствии интенсив-
117
Формиро-
ватель
Г*
а — структурная схема устройства; б — временнйе диаграммы; $) / — кристалл CsI(Tl); 2 — пласт-
массовый сцинтиллятор; 3 — динод; 4 — анод
ных потоков заряженных частиц применяют двухслойные сцинтилляторы (рис. 2.54,а). В качестве медленного сцинтиллятора обычно используются неорганические кристаллы CsI (Tl) или NaI (Tl) с временем высвечивания 5-Ю-7 с. Медленный сцинтиллятор помещают внутри пластика — быстрого сцинтиллятора с временем высвечивания IO-8 с. Форма импульса света такого составного сцинтиллятора зависит от вида излучения. Импульс имеет длительный фронт при регистрации 7-квантов с энергией 0,2—ЗМэВ и короткий фронт при регистрации заряженных частиц. Поэтому дискриминация по форме импульсо'в может быть произведена выделением переднего фронта, для этого могут быть использованы различные укорачивающие схемы. В устройстве, приведенном на рис. 2.54,а, дискриминация сигналов выполняется укорачивающей схемой на короткозамкнутой JI3, подключенной к диноду ФЭУ. Задержка JI32 выбирается из условия 2?з2^7б, где Гб — время высвечивания пластмассового сцинтиллятора при регистрации заряженной частицы. Поэтому при возникновении быстрой сцинтилляции в пластмассе (Б на рис. 2.54,6) во время регистрации заряженной частицы на выходе укорачивающей схемы возникает импульс Ба при регистрации 7-кванта кристаллом CsI (Tl) (импульс M с временем нарастания Тм^>2/32) укороченный сигнал Mr имеет очень малую амплитуду.
118
Исследуемые импульсы от 7-квантов формируются в цепи анода ФЭУ и через усилитель, JI3\ и схему антисовпадений проходят на выход. В том случае, когда через составной сцинтиллятор проходит шрижепная частица, укороченным сигналом запускается формирователь Ф, импульсом которого (Гбл) блокируется схема антисов-ипдспий и на выход не проходит сигнал с анода ФЭУ. Линия Л3\ введена для того, чтобы анодный сигнал поступал на схему антисовпадений после полного нарастания импульса блокировки ГбЛ.
В рассмотренной схеме укорачивание сигналов производится линией задержки. Для этих целей применяют также дифференцирование при помощи высокочастотного трансформатора. Если на выходе схемы необходимо измерять •амплитудное распределение сигналов, то вместо схемы антисовпадений применяется линейная схема пропускания.
Глава 3
Цифровая регистрация событий
§ 3.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГИСТРИРУЮЩИХ
УСТРОЙСТВ
3.1.1. ЗАДАЧИ РЕГИСТРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Регистрируемые при помощи детекторов излучений события, как правило, имеют статистический характер, поэтому в ядерной физике при различных измерениях для уменьшения вероятной -ошибки производят подсчет большого числа событий. В простейших измерениях подсчитывают все импульсы, возникающие на нагрузке детектора; в более сложных спектрометрических исследованиях определяют число импульсов, имеющих определенную амплитуду либо возникающих в заданные интервалы времени и т. п.
В экспериментальной ядерной физике чаще всего определяют абсолютное число событий. В этом случае легко вычитать фон и обрабатывать результаты на ЭВМ. Для измерения числа событий широко применяют электронную регистрирующую аппаратуру — счетчики и запоминающие устройства. С электронных счетчиков информация может быть передана на цифропечатающие, перфорирующие устройства или в ЭВМ для хранения и обработки.
Запоминающие устройства обычно используют vB сложных многоканальных спектрометрических приборах — анализаторах; они могут работать в качестве многоканальных счетчиков-регистраторов или как накопители для хранения кодов событий.
В дозиметрических приборах;, а также в промышленных установках— на реакторах, в геолого- и нефтеразведке часто необходимо измерять скорость счета, т. е. определять среднее число событий в единицу времени. Для этой цели применяют измерители скорости счета — интенсиметры, показания которых считываются со шкалы электрического прибора или вычерчиваются самописцем. В более сложных приборах предусмотрен цифровой вывод данных.
