Для детектирования нейтронов, не обладающих зарядом, в детектор добавляют специальные изотопы. В результате ядерных реакций с нейтронами в детекторе образуются радиоактивные изотопы. Их излучение и регистрируется детектором. Так, для регистрации медленных и тепловых нейтронов в детектор добавляют соединения бора, обогащенные изотопом 5В10.
5В10 + 0n Þ3 Li7 +2 He4
Для регистрации быстрых нейтронов используют явление рассеяния нейтронов на легких ядрах водорода (парафин, полиэтилен) и регистрируют медленные нейтроны. При ядерно-физических измерениях нейтронов применяют газоразрядные счетчики медленных нейтронов с добавкой бора. Образованный детектором-усилителем электрический сигнал поступает в дискриминатор, где происходит фильтрация шумов, отбор сигналов по амплитуде, их нормирование в импульсы, пригодные для подсчета.
Сформированные дискриминатором импульсы поступают на электромеханический или электрический счетчик. Счетчик может накапливать счет за заданный промежуток времени.
Полупроводниковые детекторы. Детекторами используются полупроводниковые диоды, германиевые или кремниевые.
Полупроводниковые детекторы отличаются экономичностью питания, компактностью, нечувствительностью (в отличие от ФЭУ) к магнитному полю, а также амплитудным разрешением в 20— 30 раз лучшим, чем у сцинтилляционных счетчиков. Чтобы повысить эффективность регистрации и долю фотопика в аппаратурном спектре, i-слой должен иметь высокий атомный номер Z. Поэтому р—i—n-детекторы для γ-излучения изготовляют обычно на базе германия с Z=32. Однако их широкое применение ограничивается необходимостью охлаждения. При комнатной температуре собственный (темновой) ток детекторов столь велик, что регистрация на его фоне импульсов от ядерных излучений невозможна, поэтому детектор охлаждают жидким азотом. Более того, его и между измерениями необходимо хранить при температуре жидкого азота. Лишь детекторы из сверхчистого германия, требующие охлаждения в процессе работы, могут храниться при комнатной температуре.
Охлаждение жидким азотом детекторов в скважинных приборах создает проблему удаления испарившегося азота. В скважинах, заполненных жидкостью, закрытие системы охлаждения прибора азотом могут работать 6—8 ч, а открытые (с выпуском газа в скважину), применяемые в сухих скважинах,— до 20 ч. Время работы несколько выше при использовании твердого азота и особенно твердого пропана, лучше в смеси с другими углеводородами, что снижает критическое давление и позволяет обходиться без выпуска наружу испарившегося хладоагента.
Cпектрометры. В спектрометрах используют детекторы, аналогичные рассмотренным выше. Дискриминатор выполняет несколько другие функции, более сложные. Поступающие импульсы проходят через дискриминатор с несколькими задаваемыми порогами дискриминации. Изменяя порог дискриминации, можно судить об энергии поступающих на детектор ионизирующих частиц. Применяются два дискриминатора с нижним и верхним пределом, тогда можно получить спектральную характеристику излучения, т.е. непрерывно-дискретную характеристику числа частиц и их энергии.
Применяются скважинные спектрометры СП-1, СП-3.
При работе со всеми видами радиометрических и ядерно-геофизических приборов следует следить за соблюдением метрологических требований. Все приборы должны проходить государственную поверку один раз в год и периодическую поверку при эксплуатации. Для периодической поверки используются специальные эталонные источники излучений с известной мощностью экспозиционной дозы. Поверке подлежат все диапазоны измерений. Для ежедневного контроля используется источник, уровень показаний прибора от которого известен.
Рисунок 2.3 Схема двухзондового варианта прибора ГГК.
1 — источник излучения; 2 —детектор; 3, 4 — экраны; 5 — рессора; б — электронная схема
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.