Другие предметы \ Рентгеновские, электронно-лучевые приборы и устройства

Ионизационные детекторы, страница 6

ΔU==, где r0- расстояние от оси счётчика до центра тяжести лавины.

Таким образом получаем изменение напряжения от электронов и от ионов:

ΔU+=N0elnrk/r0/Cln(rk  /ra)

ΔU- = N0elnra/r0/Cln(rk  /ra)

Как показывают расчёты максимальные значения импульсов на выходе счётчика, при больших значениях RC, обусловленные движением электронов и ионов различаются в несколько раз, причём импульс за счёт движения положительных ионов больше. В силу логарифмической зависимости амплитуды импульса от времени можно использовать существенно меньшие RC, чем время движения  ионов до катода. За время примерно 10-6 сек амплитуда импульса возрастает до половины своего максимального значения оставаясь пропорциональной первоначальной ионизации .

              На рисунке 16 показана форма импульса в пропорциональном счётчике обусловленная только движением положительных зарядов для нескольких значений RC.

В то же время собирание электронов проходит за время от 0,01до 1 мксек.

Рис16. Форма импульса пропорционального счётчика, обусловленный движением положительных зарядов.

Электронные лавины в газе возникают на расстоянии  всего  несколько  длин свободного пробега электрона. Это означает, что импульс тока  от электронов составляет несколько процентов от общей амплитуды импульса тока, он быстро нарастает. Общая продолжительность импульса 0,1-1 мкс. Обычно этот общий импульс  дифференцируют с помощью RС -цепочки.

Энергетическое разрешение.

Энергетическое разрешение, определяет способность детектора разделять фотоны разной энергии. Процессы, ведущие к образованию электрического импульса, носят статистический  характер. Разброс амплитуды импульсов в пропорциональных счётчиках зависят ещё от ряда причин влияющих на величину коэффициента газового усиления: объёмного заряда, образования электроотрицательных ионов, неравномерность электрического поля вдоль центрального электрода счётчика. Каждый фотон определённой энергии производит разное количество пар электрон- ион в пропорциональном счётчике. Поэтому импульсы, возникающие в счётчике, имею разную амплитуду.

Относительную среднеквадратическую флюктуацию газового, пропорционального счётчика (ГПС) при регистрации монохроматической линии можно записать в следующем виде:

(σV/V)2=(σN/N)2+(σМ /М)2/N +n2/(MN)2 ,


где (σV/V) -относительная среднеквадратическая флюктуация амплитуды импульса V относительно среднего значения V.

( σN/N)- относительная среднеквадратическая флюктуация числа первичных зарядов N  относительно среднего числа N.

  (σМ /М) -  относительная среднеквадратическая флюктуация коэффициента газового усиления M относительно среднего значения M;

(σМ /М)2 =f  .

   n-среднеквадратический уровень шумов регистрирующего устройства с учётом ёмкостей подключения.

Выражение для относительной среднеквадратической флюктуации амплитуды импульса получается из следующих рассуждений.

            Известно, что (σN/N)2=F/N,

где F- фактор Фано, постоянная, характеризующая процесс поглощения энергии фотона в данном газе. Число первичных зарядов определяется другой газовой постоянной, средней энергией ионизации ω.

С учётом введённых обозначений :

 σV/V=√(F+f)ω/E+n2/(MN)2

Ширина Гауссова распределения амплитуд импульсов измеренная на половине высоты запишется:

Скачать файл