Энергетическое разрешение. В спектрометрии ядерных излучений с полупроводниковыми детекторами мерой энергии, оставленной заряженной частицей в чувствительном объеме

В спектрометрии ядерных излучений с полупроводниковыми детекторами мерой энергии, оставленной заряженной частицей в чувствительном объеме, является амплитуда сигнала во внешней цепи детектора. При облучении детектора пучком заряженных частиц, разброс по энергии которых пренебрежимо мал и пробег которых полностью укладывается в чувствительном объеме детектора, амплитуды сигналов во внешней цепи будут иметь некоторый разброс вокруг среднего значения. Величина этого разброса и определяет энергетическое разрешение детектора. Как показывает опыт, с достаточно хорошей точностью распределение сигналов по амплитудам (или иначе, амплитудное распределение импульсов) можно описать распределением Гаусса, а в качестве меры разброса использовать среднеквадратичное отклонение а. На практике за меру разброса амплитуд импульсов принимают ширину распределения на полувысоте. В случае распределения Гаусса она равна 2, 3 .

Полупроводниковые детекторы характеризуются весьма малыми значениями (< 0, 01). Дисперсия амплитудного распределения ² складывается из ряда членов, обусловленных как самой природой процессов в счетчике, так и внешними причинами, например шумами усилителя.

Предположим также, что толщина мертвого слоя на поверхности счетчика, через который заряженные частицы попадают в детектор, пренебрежимо мала. Примем, что постоянная времени входной цепи усилителя сигналов много больше времени сбора носителей в детекторе. Последние два ограничения не принципиальны и могут быть учтены при некотором усложнении расчетов.

Каждый источник разброса амплитуд сигналов будем характеризовать дисперсией D_i или среднеквадратичным отклонением σ _i. Будем считать, что амплитудное распределение описывается распределением Гаусса с . При рассмотрении полупроводниковых счетчиков часто среднеквадратичное отклонение распределения или _i выражают в энергетических единицах, считая его равным энергии частицы, образующей сигнал, равный по величине среднеквадратичному отклонению, т.е. ^Е= W· .