Счетчики ядерного излучения (стр. 3 из 3)

Пусть со стороны n-германия попадает α-частица. В небольшом слое Δ толщиной 10-20 мк она затормозится, полностью отдав свою энергию на образование пар электрон-дырка. Дырки через запорный слой легко проходят, и возникает ток в замкнутой цепи кристалл - сопротивление R - батарея.α Так как при прохождении тока через фотодиод на внешнем сопротивлении нагрузки падает почти все напряжение источника тока, удается получить достаточно большие импульсы. Следует также отметить, что такие счетчики имеют «темновой ток», т.е. ток в отсутствии облучения, его величина достигает нескольких микроампер.

Отметим достоинства и недостатки кристаллических счетчиков.

Основными преимуществами являются:

1. Возможность регистрации сильнопроникающего жесткого излучения счетчиками малых размеров благодаря большой тормозной способности;

2. Высокие скорости счета (до 100000имп/сек) благодаря крутому фронту импульса;

3. Пропорциональность между высотой импульса и энергией частицы, что позволяет различать частицы по энергиям , как в пропорциональных счетчиках;

4. Возможность детектировать частицы и гамма-лучи с большей эффективностью, чем при использовании газоразрядных счетчиков.

Основным недостатком кристаллических счетчиков является накопление пространственного заряда, создаваемого захваченными в ловушки электронами и дырками, что приводит с течением времени к уменьшению высоты импульса и скорости счета.

4.2. Сцинтилляционные счетчики

Возникновение кратковременных вспышек света (сцинтилляций) известно давно. Счетчик имеет два основных элемента: сцинтиллятор и фотоумножитель, преобразующий эти слабые вспышки света в электрические импульсы, которые усиливаются внутри этого же фотоумножителя в миллионы раз и более.

Действие сцинтилляционного счетчика происходит следующим образом:

Частица попадает в сцинтиллятор и взаимодействуют с атомами плотной среды сцинтиллятора. При этом нек. Количество атомов вещества, составляющего сцинтиллятор, переходит в возбужденное состояние. Обратный переход атомов в нормальное состояние сопровождается импусканием света – люминисценцией. Различают два вида люминисценции – флуорисценцию и фосфоресценцию. В первом случае высвечивание атома происходит почти мгновенно, во втором – возбужденные молекулы находятся в метастабильном состоянии неопределенное время.

Достоинства сцинтилляционных счетчиков:

1. Высокая чувствительность ко всем видам ядерных излучений

2. Большая разрешающая способность

3. Способность различать частицы по энергиям и измерять ее.

Таким образом, сцинтилляционный счетчик, соединяя в себе достоинства пропорционального счетчика и счетчика Гейгера-Мюллера, обладает при этом превосходящей их эффективностью и разрешающей способностью.

Заключение

Подводя итог вышеприведенному обзору, хочется сказать, что нет особенных, самых лучших и самых худших, счетчиков. У каждого есть свои плюсы и минусы. Необходимо выбирать тип счетчика из учета условий целесообразности, рабочей обстановки и конструкторских соображений.

Библиография

1. Корсунский М.И., Атомное ядро, Гостехиздат, 1957

2. Векслер В., Грошев Л., Исаев Б., Ионизационные методы исследования излучений, Гостехиздат, 1949

3. Бочкарев В., и др., Измерение активности источников бета- и гамма- излучения, АН СССР, 1953

4. Соминский М.С., Полупроводники и их применение, Госэнергоиздат, 1955