Пропорциональный водородсодержащий счетчик

Коэффициент газового усиления обычно порядка 10³, но в пределе до 10⁵. Давление до десятка атм.

Задача 1. Рассчитать вероятность регистрации (широкий пучок нормально оси) для ПС с r =1,5см :

• гамма-квантов с энергией 0,1 МэВ,

• и нейтронов с энергией 1 МэВ

m_комп( 0.1 МэВ ) = 0.15 см²/г

m_комп( 0.1 МэВ ) = 0.15 см²/г Þ 0.15*16*3*1,5/2.2410⁴ = 510^-4

S_np(E=1МэВ)= 5.110^-24*610²³*4*3*1,5/22,410³ = 1.610^-3см^-1Þ 2,410^-3

Принципы разделения сигналов от e и p

Разделение по пробегам

при E_e = E_p

Пробеги протонов и электронов [см] в H₂ , CH₄ ( р = 1 атм )

E МэВ	H2 - e	H2 –p	CH4-e	CH4 -p
0.01	2.8	0.05	0.36	<<<
0.1	140	0.5	18	0.27
1	4700	10	610	4.5
10	>>>	600	6250	180

Вероятности регистрации

m_комп( 0.1 МэВ ) = 0.15 см²/г Þ 0.15*16*3/2.2410⁴ = 310^-4см^-1

S_np(E=1МэВ)= 5.110^-24*610²³*4*3/22,410³ = 1.610^-3см^-1

Задача 2. Оценить амплитуды импульсов электронов и протонов в ПС

Пусть d = 3 см, l = 30 см, р = 3 атм, <l> = 20 см

DE_e = rDx = 3МэВ*см²/г(фронтам 12 +4)г*3*20см/22,410³см³= =0,13 МэВ т.е. без дискриминации с E_p > 0.13 отделять e от p по

Разделение по форме импульса

Поскольку лавина формируется вблизи нити-анода электроны собираются за

время порядка 10^-8с, а положительные ионы за 10^-4 с и большее

V_p = V_e

e

e p

+

p

Энергетический порог регистрации (ГУ = 10² –10³) теория ³ 1кэВ , реально 10 кэВ.

Разрешение – неклассическая форма

N(V) , dN(V)/dV E = const Почти Гаусс

V

h @0.05 при E > 1МэВ; h @0.3 при E @ 10 кэВ

Градуировка

Реакции ³He(n,p)T ( s = 5.310³, Q= 0.764 МэВ, ) ¹⁴N(n,p)¹⁴C (s = 1.8 б Q= - 0.626 МэВ)

Отечественные серийные спектрометры СЭН2-02 имеют нижний порог 10 кэВ, разрешение около 5%, при теоретическом значении 2%. Наличие фона g-излучения ухудшает параметры счетчика. Чувствительность L (L = отсч/нейтр/см²) отечественных счетчиков СНМ-38 и СНМ-39 в комплекте спектрометра СЭН2-02 не превышает 0,01 см². Для работы со спектрометром желательно иметь плотность потока 10³-10⁵ н/см²с^-

Задача 3.Переход от мощности поглощённой дозы к плотности потока гамма-квантов.

Задача 4. Рассчитать скорость счета нейтронов спонтанного деления для образца 12 г Pu ( 20% ²⁴⁰Pu ), находящегося на расстоянии 20 см от ПС.

Размеры r =1.5см, l = 20 см, ;

Давление CH₄ p = 3 атм.

T_1/2 =7.810¹⁵ лет для ²³⁹Pu,

T_1/2 = 1.1510¹¹ лет для ²⁴⁰Pu,

n=3, f(E) = c(E);

Сцинтилляционный спектрометр с органическим сцинтиллятором.