Способ определения времени дрейфа трека ионизации в газоразрядных детекторах

Способ определения времени дрейфа трека ионизации в газоразрядных детекторах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(») 443428

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублкк (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.12.72 (21) 1855849/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.09.74. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 15.04.75 (51) M. Кл. Н ОЦ 39/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР о делам изобретений и открытий (53) УДК 539.1.074 (088.8) (72) Автор изобретения

В. К. Богатырев

/Г

/ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ДРЕЙФА

ТРЕКА ИОНИЗАЦИИ В ГАЗОРАЗРЯДНОМ ДЕТЕКТОРЕ

КД 3 > тт

Изобретение относится к способам определения времени дрейфа и может быть использовано для устранения неопределенности времени дрейфа в детекторах излучения с гелием-3, а также для определения места возникновения трека ионизации.

Известно, что в таких детекторах, как пропорциональные счетчики, сферические и цилиндрические импульсные ионизационные камеры, время дрейфа однозначно связано с местом возникновения трека, что позволяет по времени дрейфа определить и радиальную координату дрейфа.

С целью простоты измерения время дрейфа определяют по величине диффузионного уширения трека, которое, в свою очередь, определяют по максимуму импульса тока.

В процессе дрейфа, например, точечного трека величина диффузионного уширения определяется формулой где Xd — диффузионное уширение — средний диаметр облака электронов, 1 в средний пробег электрона между столкновениями, V„ — тепловая скорость электронов, t — время, прошедшее после возникновения трека.

При давлении в одну атмосферу

Х=3.10 †см, характерная скорость электронов V,=10 см/сек. При характерном для счетчиком и камер времени дрейфа 1 мксек

5 получим величину диффузионного уширения равную:

1/ 4

Xd — 1У .3 10 — 4 .10в.10 в 2.10 — т сМ вЂ” 3

10 Эта величина мала, чтобы можно было применять этот способ в наиболее распространенных детекторах, в которых длина трека значительно больше. Этот способ может применяться лишь в детекторах тяжелых заряженных

15 частиц малой энергии и рентгентовских счетчиках на малые энергии (3 — 5 кэв). Кроме того, возможно применение в детекторах антинейтрино большого размера. Преимущество этого способа заключается в том, что срав20 нительно просто, не ухудшая спектрометрических свойств детектора, можно определять место возникновения и время дрейфа трека.

Для улучшения характеристик этого способа и расширения его применения целесообразно

25 создавать счетчики с малым диаметром нити и большим давлением газа. Отношение пробега к величине диффузионного уширения при прочих равных условиях зависит от давления, как р- ". При уменьшении диаметра нити с

30 давлением при условии постоянства напряже443428

Составитель В. Столпник

Техред Н. Куклина

Корректор О, Тюрина

Редактор Л. Цветкова

Заказ 938/8 Изд. № 1171 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ния на счетчике, с целью сохранения коэффициента газового усиления, время дрейфа зависит от давления, примерно, р 1 . Поэтому общий выигрыш в отношении длины к диффузионному уширению с повышением давления в счетчике характеризуется величиной ра14 .

Например, для определения золота по характеристическому излучению в счетчике с криптоном давление должно составлять более

20 атм, а время дрейфа более 30 мксек. Определять величину диффузионного уширения и устанавливать по нему время дрейфа и место возникновения можно с помощью различных устр ойств.

На чертеже приведен пример реализации предлагаемого способа. Устройство состоит из следующих частей: пропорционального счетчика 1, в котором излучение образует точечные треки, усилителя 2, устройства обработки сигнала 3, 4, дифференциального дискриминатора 5, ключа 6, регистратора 7.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы со счетчика подаются на усилитель 2. После усиления сигнал поступает в блок 3 и блок 4. В блоке 3 происходит инте-рирование сигнала с целью измерения его амплитуды, пропорциональной выделившейся в счетчике энергии. Дифференциальный дискриминатор 5 срабатывает и подает сигнал на ключ только в том случае, когда амплитуда импульса лежит в измеряемом диапазоне.

В блоке 4 происходит дифференцирование сигнала. После дифференцирования получается величина, пропорциональная импульсу тока со счетчика, который, в свою очередь, пропорционален величине заряда, поступающего на нить счетчика. Очевидно, что плотность за1 ряда пропорциональна, а максимум имXds пульса достигается тогда, когда нить пересекает облако электронов по диаметру. Поэтому максимум амилитуды сигнала после про1

5 хождения блока 4 будет пропорционален

Xd

Следовательно, в том случае, если скорость электронов и длина пробега в процессе дрейфа постоянны, то максимум амплитуды пропорционален 1/t. После прохождения ключа

10 сигнал направляется на регистратор, в качестве которого может использоваться амплитудный дискриминатор. По распределению амплитуд можно найти либо распределение возникающих в счетчике импульсов по ради15 альной координате, либо распределение по времени дрейфа. Это может быть полезным при исследовании характеристик счетчиков.

Если в качестве регистратора использовать дискриминатор амплитуд импульсов и с ин20 тенсиметром, то это позволяет исключить в счетчике стеночный эффект, что может быть очень эффективно для определения содержания золота и других металлов. Возможны и другие устройства, работающие на основе ука25 занного способа, в том числе и такие, которые не требуют для своего осуществления точечн ости тр ек а.

Предмет изобретения

Способ определения времени дрейфа трека ионизации в газоразрядном детекторе, отл ич а ю шийся тем, что, с целью простоты измерения, сигнал с детектора дифференцируют

35 и измеряют максимум амплитуды импульса тока, а время дрейфа трека определяют по величине его диффузионного уширения, однозначно связанного с максимумом измеряемой величины импульса тока.