Методы регистрации и измерении ионизирующего излучения.

Прибор для измерения и регистрации излучения обычно состоит из детектора и измерительной аппаратуры. Детектор это чувствительный элемент в котором энергия ионизирующего излучения в следствии взаимодействия с веществом преобразуется в другой вид энергии удобный для регистрации. Измерительная аппаратура состоит из регистрирующего устройства, усилителя и источника питания. В качестве детекторов используют ионизационные камеры, счетчики Гейгера(пропорциональные), счетчики Гейгера-Мюйлера, сцилиционные, полупроводниковые, а также фотографические и химические регистраторы килориметры. Основными характеристиками детекторов является эффективность и чувствительность. Эффективность это отношение числа зарегистрированных детекторов заряженных частиц, гамма фотонов или нейтронов к числу частиц падающих на детектор от источника излучения. Чувствительность это отношение изменения числа зарегистрированных в единицу времени импульсов или среднего значения заряда к изменению плотности потока или интенсивности ионизирующего излучения.

Данные эффективности различных источников ионизирующего излучения

излучение	Энергия, МЭВ	Ионизационная камера	Газоразрядный счетчика		Сцинтиллятор
			Гейгера Мюллера	Гейгера пропорциональность	NaI(Tl)	CsI(Tl)
альфа	-	100	100	100	100	-
бета	-	100	100	100	70-100	-
Рентгеновское и гамма излучение	0,005	1-2	30-50	100	80-100	-
Рентгеновское и гамма излучение	0,5	1-2	0,05-1	45-99	100	-
Рентгеновское и гамма излучение	0,66	1-2	0,8-1	1-2	56	54
Рентгеновское и гамма излучение	1,33	1-2	0,8-1	1-2	45	37
Рентгеновское и гамма излучение	6	1-2	5	1-2	34	12
Рентгеновское и гамма излучение	10	1-2	8	1-2	35	-
Рентгеновское и гамма излучение	14	1-2	12	1-2	37	-
Рентгеновское и гамма излучение	25	1-2	20	1-2	-	-

Ионизационный метод. Ионизационные камеры.

Ионизационная камера это простейший и широко применяемый детектор ионизирующего излучения. Ионизационная камера состоит из: корпуса и электродов разделенных газовой средой, и между ними приложено разность потенциалов. Регистрация заряженных частиц происходит за счет непосредственной ионизации этими частицами газа. Регистрация рентгеновского или гамма излучения радиационной камеры обусловлено ионизирующим действием вторичных электродов, которые образуются в результате взаимодействия ионизирующего излучения с атомами материала стенок камеры. Если увеличить разность потенциалов между электродами камеры, то вначале при малом напряжении ток растет пропорционально направления. Это объясняется тем, что часть ионов обладает небольшой скоростью успевает рекомбинировать и не достигает электродов по достижении потенциала насыщения все ионы образованы ядерной частицей в объеме детектора и не успевшие рекомбинировать собираются электрическим полем и дальнейшее повышение напряжения не вызывает увеличение ионизационного тока. Этот ток называется током насыщения. Ионизационные токи в замерах очень малы i=N KLSх1,6х10^-19А. N- плотность потока излучения част/см²с - эффективность регистрации, К – число пар ионов на 1см пути, L-путь частиц в камере см, S – площадь сечения камеры см². Например N=10⁵ част/см²с, i=3,2х10^-9А. Для регистрации альфа излучения используют ионизационные камеры плоской, цилиндрической, а иногда сферической формы большого объема. Ионизационные камеры для регистрации рентгеновского или гамма излучения значительно отличаются от камер для альфа и бета частиц. Отличие обусловлено тем, что ионизирующая способность рентгеновского и гамма излучения сравнительно мала. Ионизация создается в основном вторичными электронами, поэтому большое внимание уделяет выбору химического состава вещества стенки камеры и его оптимальной толщины. Даже в случае оптимальной толщины стенок эффективность регистрации составляет лишь 1-2%. Ионизационные камеры применяются для регистрации рентгеновского и гамма излучения лишь тогда, когда они имеют высокую интенсивность. Ионизационные камеры можно использовать для регистрации нейтронов при этом методы регистрации нейтронного потока зависят от процесса взаимодействия нейтронов с веществом.

1 Ядерные реакции в результате которых под действием нейтронов возникают частицы или фотоны. Их можно зарегистрировать одним из рассмотренных выше способов. Примером служат реакции (n, ) (n, ) (n,p) (n, ). Гамма фотон или продукты деления дают мгновенную информацию о нейтронном процессе.

2 Ядерные реакции когда под действием нейтронных процессов возникают радиоактивные ядра. Распад этих ядер дает информацию о нейтронном потоке.

3 Упругие соударения при которых регистрируются заряженные частицы отдачи. Детектор нейтронов состоит из вещества в котором под действием нейтронов протекает одна из перечисленных выше ядерных реакций. Для обнаружения тепловых нейтронов ионизационные камеры обычно покрывают слоем бор 10 или других взаимодействующих веществами с нейтронами.