![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Измерение активности источников гамма-излучения⇐ ПредыдущаяСтр 20 из 20
Общие замечания. Фотоны обладают еще большей проникающей способностью, чем β - частицы, что позволяет свободнее выбирать материал и толщину стенок измерительных приборов. Однако относительно малая вероятность взаимодействия γ -излучения с веществом приводит в большинстве случаев к низкой собственной эффективности детекторов ε д. К тому же при вычислении ε д приходится учитывать очень много различных факторов, и точность расчетов оказывается низкой. Поэтому активность источников стараются определять по заряженным частицам, а не по сопутствующему им γ -излучению. В тех же случаях, когда все же приходится иметь дело с γ -излучением (например, при работе с источниками, запаянными в герметичные ампулы), силу источника обычно определяют по создаваемому им интегральному ионизационному эффекту и выражают в миллиграмм-эквивалентах Ra. Но в некоторых случаях на практике все же приходится сталкиваться с необходимостью определения числа испускаемых источником γ -квантов, поэтому ниже рассматриваются измерения обоих типов. Дифференциальные измерения с малыми телесными углами. Для таких измерений, которые наиболее просты по технике выполнения, обычно применяют счетчики Гейгера – Мюллера или сцинтилляционные счетчики. Основные трудности при этом связаны с нахождением собственной эффективности детектора ε д. Напомним, что для нахождения бд необходимо учесть ослабление γ - излучения стенками
в котором |μ ф, μ к, μ п — линейные коэффициенты поглощения γ -из-лучения в материале стенок счетчика при фотоэффекте, комптон-эффекте и эффекте рождения пар соответственно; Rф, Rк, Rп— пробег электронов в том же материале. Все величины, входящие в (10.26), можно найти в помощью графиков или таблиц (см. гл. 2). Сравнение с экспериментальными данными показывает, что результаты расчетов по (10.26) отличаются от истинных значений ε д более чем в 1, 5—2 раза. Зависимость ε д от Eγ и материала катода дана на рис. 10.7. Как видно, значения ед практически во всех случаях оказываются порядка 0, 01—0, 02, имеют легко объяснимую зависимость от Ev и очень слабо зависят от материала стенок, поскольку рост Z приводит к увеличению μ и уменьшению R. Слабо зависит ε д и от толщины стенок счетчика (если d> R). При необходимости регистрации γ -излучения малой энергии применяют счетчики с тонким окном, аналогичные β -счетчикам. Точность определения ε д и G при данном методе измерений очень низкая, поэтому для получения точных результатов он малопригоден. Большие сцинтилляционные детекторы. Активность γ -источника в 4π -геометрии можно измерить, поместив его в центре большого блока рабочего вещества сцинтилляционного детектора. Для получения значения ед, близкого к 1, размеры сцинтиллятора должны быть достаточно протяженными. Поскольку большие кристаллы неорганических сцинтилляторов очень дороги, чаще такие счетчики делают в виде баков объемом до нескольких сот литров, заполняемых жидким сцинтиллятором. Размеры бака можно существенно уменьшить, применив сцинтиллирующую жидкость повышенной плотности, например гексафторбензол вместо обычно применяемого толуола. По сравнению с большим баком такой компактный счетчик с тяжелым сцинтиллятором при равной эффективности к у-из-лучению источника обладает значительно меньшим уровнем фона. Основные трудности при конструировании больших сцинтилля-ционных детекторов и при работе с ними связаны с необходимостью обеспечения хорошего сбора света с большого объема, а также с борьбой с фоном и с шумами, которые могут быть весьма значительными. Метод у — /у" совпаДении- Если при одном акте распада ядро испускает два фотона или более (см. рис. 10.6, 0), то для абсолютного определения числа распадов в источнике можно использовать метод y — у-совпадений. В данном случае удобно применять два одинаковых счетчика фотоновУОбозначив эффективность регистрации £ -м счетчиком k-ro фотона 8г-& (/, & =1, 2), скорости счета в каналах установки можно записать в виде
В общем случае решить эту систему из трех уравнений невозможно, поскольку она содержит пять неизвестных (en, ei2, 821, 822, Л). Однако, если в установке применены два совершенно одинаковых счетчика и энергии обоих фотонов в каскаде примерно равны, то можно считать, что en_^ei2~e2i~e22. Заменяя все & ik некоторым средним значением е, вместо системы уравнений (10.34) получаем систему из двух уравнений с двумя неизвестными:
Особенно простое решение эта система имеет при е< С1:
Если энергии двух фотонов в каскаде сильно различаются, то замена всех 8ffe одной величиной е некорректна. В этом случае целесообразно применять детекторы, чувствительные к энергии фотонов, и с помощью дискриминаторов импульсов настроить один канал на регистрацию только уь а второй канал на регистрацию только Y2- При ЭТОМ 8i2 = 82l=0 И
Наибольшие трудности при измерениях методом у — у-совпаДении связаны с необходимостью учета угловой корреляции фотонов и их рассеяния из одного счетчика в другой. Необходимость введения поправок на углЪвую корреляцию можно исключить, расположив соответствующим образом счетчики относительно источника, при этом вид функции угловой корреляции исследуемого источника предполагается известным. Эффект рассеяния можно исключить, применив счет-
|