Расчёт формы импульса не может быть выполнен в общем виде, так как нарастание сигнала зависит как от распределения поля ,так и от места ионизации. На практике форма импульса будет зависеть и от величины сопротивления утечки. Не приводя расчётов укажем ,что для плоской камеры амплитуда импульса за счёт электронной составляющей будет больше, чем для ионной и амплитуда будет зависеть от места первичной ионизации. Для цилиндрической камеры, где напряжённость поля зависит от расстояния до оси камеры E0=U0/rln(rk/ra) отношение составляющих выходного сигнала от ионной и электронной составляющих будет изменятся с местом ионизации но слабее, чем в случае плоской ионизационной камеры.
Отдельные импульсы напряжения относительно не велики и только в случае большой энергии частиц или рентгеновского кванта их можно регистрировать непосредственно. Так для фотона с энергией 100 кэВ в камере с аргоном (ω=24,4эВ)с ёмкостью С=50пФ, импульс напряжения составит около 0,01мВ.
Основными характеристиками импульсных ионизационных камер: временное разрешение, энергетическое разрешение ,эффективность регистрации.
Токовые ионизационные камеры.
Кроме импульсных ионизационных камер применяют так называемые токовые, ионизационные камеры, позволяющие измерять поток падающих фотонов или частиц. Эти камеры измеряют средний ток, который пропорционален числу актов ионизации. Такие камеры применяются, прежде всего, в дозиметрии рентгеновского излучения, где необходимо измерить интегральную дозу за определённый промежуток времени. Регистрация первичного излучения ограничивается возможностью измерения малых токов, сопротивлением изоляции и космическим и радиационным фоном материалов. На рис. 13 показана схема включения токовой ионизационной камеры.
Рис 13. Схема включения токовой ионизационной камеры.
Граница удовлетворительных измерений серийными электрометрами составляет 10 -15А. Например, для фотона с энергией Е= 8кэВ:
I=N0en=250 *1.6 10-19 * 200=1*10-14А. ,где N0=Е/ ω, для воздуха ω=32 эВ, , n=200-число поглощенных квантов). Токи утечки должны быть менее 10-16А
Чем меньше ток, тем необходимы большие величины внешнего сопротивления. Изменение интенсивности приведёт к изменению потенциала на внешнем сопротивлении. Запоздание этого изменения определяется постоянной RC, где С -суммарная ёмкость камеры и измерительного прибора.
Для измерения дозы должны быть известны: эффективность камеры (определяемая произведением коэффициента поглощения в газе на коэффициент пропускания окна камеры); необходимо, чтобы вся энергия поглощённого фотона расходовалась на ионизацию газа и образовавшиеся фотоэлектроны теряли кинетическую энергию на пути к стенкам камеры; необходима защита от фотоэлектронов из входного окна и электродов; поле внутри камеры должно быть постоянным по длине камеры в рабочем объёме; необходимо вводить поправки на флуоресценцию, необходима защита от фотоэлектронов от входного окна и от стенок. При измерениях с ионизационной камерой следует учитывать флюктуации в числе поглощённых квантов Δn/n=0,67/√n, флюктуации числа образующихся пар носителей ΔN2=FN и флюктуации фона (космического и радиоактивного).
Рабочей, «счётной» характеристикой ионной камеры является область напряжений, при которых происходит сбор всех образовавшихся носителей но ещё нет газового усиления.
2.2 Газовые пропорциональные счётчики.
Малый заряд первичной ионизации может быть усилен непосредственно в самом детекторе с использованием энергии внешнего поля. Если к ионизационной камере приложить высокое напряжение, то электроны, в промежуток между столкновениями с атомами, смогут приобретать достаточно высокую энергию и ионизовать атомы, с которыми они сталкиваются.
Количество электронов возрастает и возникает так называемая электронная лавина
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.