Адиационная экология или радиоэкология
Газонаполненные детекторы
жүктеу/скачать 2,18 Mb.
|
| 3.3 Газонаполненные детекторы
3.3.1 Основные принципы Газонаполненный детектор (Рисунок 9) состоит из объема газа между двумя электродами с разностью электрических потенциалов (напряжением), приложенной между электродами. Ионизирующее излучение образует в газе ионные пары. Положительные ионы (катионы) притягиваются к отрицательному электроду (катоду), а электроны или анионы притягиваются к положительному электроду (аноду). В большинстве детекторов катод представляет собой стенку контейнера, которая удерживает газ, или проводящее покрытие на внутренней стороне стенки, а анод представляет собой провод внутри контейнера. После достижения анода электроны проходят по цепи к катоду, где они рекомбинируют с катионами. Этот электрический ток может быть измерен с помощью чувствительного амперметра или другой электрической схемы. Рисунок 9 - Газонаполненный детектор. Обычно используются три типа газонаполненных детекторов - ионизационные камеры, пропорциональные счетчики и счетчики Гейгера-Мюллера. Тип детектора определяется в первую очередь напряжением, приложенным между двумя электродами. В ионизационной камере два электрода могут иметь практически любую конфигурацию: они могут представлять собой две параллельные пластины, два концентрических цилиндра или проволоку внутри цилиндра. В пропорциональных счетчиках и счетчиках Гейгера-Мюллер анод должен представлять собой тонкую проволоку. Ионизирующее излучение создает пары ионов в газе детектора. Если между электродами не подается напряжение, ток по цепи не протекает, потому что нет электрического поля, притягивающего заряженные частицы к электродам; пары ионов просто рекомбинируют в газе. Когда подается небольшое напряжение, некоторые катионы притягиваются к катоду, а некоторые электроны или анионы притягиваются к аноду, прежде чем они смогут рекомбинировать. При увеличении напряжения собирается больше ионов и рекомбинирует меньше. Эта область, в которой ток увеличивается при повышении напряжения, называется областью рекомбинации кривой. По мере дальнейшего увеличения напряжения на кривой достигается плато. В этой области, называемой областью ионизационной камеры, приложенное электрическое поле достаточно сильное, чтобы собрать почти все пары ионов; дополнительное увеличение приложенного напряжения не приводит к значительному увеличению тока. В этом регионе работают ионизационные камеры. За пределами области ионизации собираемый ток снова увеличивается при повышении приложенного напряжения. В этой области, называемой пропорциональной областью, электроны, приближающиеся к аноду, ускоряются до таких высоких кинетических энергий, что вызывают дополнительную ионизацию. Это явление, называемое умножением газа, усиливает собираемый ток; величина усиления увеличивается по мере повышения приложенного напряжения. При любом напряжении, проходящем через область ионизационной камеры и пропорциональную область, количество электрического заряда, собираемого в результате каждого взаимодействия, пропорционально количеству энергии, депонированной в газе детектора в результате взаимодействия. Например, количество заряда, собранного после взаимодействия, осаждающего 100 кэВ, составляет одну десятую от заряда, собранного при взаимодействии, осаждающем 1 МэВ. За пределами пропорциональной области находится область, в которой количество заряда, собираемого от каждого события, одинаково, независимо от количества энергии, выделяемой взаимодействием. В этой области, называемой областью Гейгера-Мюллера (область GM), размножение газа распространяется по всей длине анода. Размер импульса в области GM ничего не говорит нам об энергии, накопленной в детекторе в результате взаимодействия, вызывающего импульс. Газонаполненные детекторы не могут работать при напряжениях, выходящих за пределы области GM, поскольку они непрерывно разряжаются. жүктеу/скачать 2,18 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|