Рис. 24. Зависимость эффективности счетчика с алюминиевым катодом от энергии фотонов

Рис. 25. Энергетическая зависимость дозовой чувствительности счетчика с мед٠ ным катодом

не энергий 150 кэВ — 2 МэВ. Эти счетчики можно использовать для измерения мощности дозы в том диапазоне энергии, где ju™ можно считать постоянной величиной.

Малогабаритные тонкостенные счетчики с дополнительными фильтрами успешно применяют в качестве точечных детекторов излучения с ،постоянной чувствительностью в широком энергети٠ ческом диапазоне.

Преимуществом счетчиков по сравнению с камерами являет­ся их значительно большая чувствительность при небольших га­баритах. Так, при мощности экспозиционной дозы 0,8 мкР/с в на- перстковой камере объемом 1 см³ ток насыщения будет менее 10^-15 А. Точно измерить такой малый ток можно только в лабо­раторных условиях.

При энергии фотонов 1 МэВ мощность дозы 0,8 мкР/с соответ­ствует ؛плотности потока примерно 1,7٠10³ с^-1 ،см^-2. В счетчике с эффективностью всего лишь 0,3% будет происходить пять разря­дов в секунду на 1 см² его поверхности.

§ 28. Полостные ионизационные камеры

Полостными или наперстковыми камерами называются малень­кие камеры, ионизационный объем которых окружен твердой стен­кой. Ионизационный объем играет роль газовой полости, а стен­ка— твердой среды, окружающей полость. Обычно стенка явля­ется одним из электродов камеры. Камеры, у которых стенки и газ имеют одинаковый атомный состав, называются гомогенны­ми. В соответствии с формулой Брэгга — Грея наперстковые ка­меры по измеренному току насыщения позволяют определить по­глощенную дозу в материале стенки и при определенных услови­ях— экспозиционную дозу. Рассмотрим основные закономерности наперстковых камер.

93

94

Отсюда

،٠0 = 3,33-10-^1٥УР_В;

.-ؤ’3,0.10 = ٩

в у•

(28.6>

Здесь 0؛ — ток насыщения в камере, наполненной воздухом, при температуре о°с и давлении 760 мм рт. ст.. А; к-объем каме- ры, см³; Дв —мощность экспозиционной[ дозы. Р/с. Если ток на- сыщения ،'о' измеряется при тем'пературе ٥с, и давлении р,

мм рт. ст., то

р 3,0■ 10’ع (شباك ئف

٠ '٥-, 3,33.10-.ام٧ل : ⁷³ث- ها 760 ،؛273 ه в

где Рв —в Р/с؛ о в А.

Подчеркнем, что формулы (28.6) и (28.7) выполнены для воз-- духоэквивалентной камеры.

Роль толщины и материала стенок. Если на-перстковую каме- РУ поместить в поле излучения в вакууме и изучать зависимость, ионизационного тока ٤٠ от толщины стенок ه то соответствующая

* Это справедливо только в предположении, что нет заметного ослабления излучения в стенке камеры, в большинстве случаев это предположение вполне оправданно, если толщина стенки ненамного превосходит пробег электронов... При измерении низкоэнергетического излучения стенка камеры может оказаться слишком толстой и чувствительность снизится вследствие поглошения излучения: стенкой камеры. Принципиально иная ситуация возникает при измерении вы-- сокоэнергетического излучения (см. гл. 11).

(28.7>

95.

тока ،٠ от толщины стенки наперстковой ка-

Рис. 26. Зависимость ионизационного

*еры а

Рис. 27. Примерный вид зависимости чувствительности наперстковой камеры от -атомного номера материала стенки для разной энергии фотонного излучения: / — комптон-эффект; 2 — фотоэффект

кривая будет иметь вид, представленный на рис. 26. При нулевой толщине стенки ток обусловлен только теми электронами, кото­рые высвободились в газовом объеме, и имеет малую величину Л. По мере увеличения толщины стенок повышается вклад в иониза­цию электронов, освобожденных фотонами в материале стенки, и ток растет. Увеличение тока будет продолжаться до тех пор, пока толщина стенки не станет равной пробегу в материале стенки са­мых быстрых электронов, что обеспечивает электронное равнове­сие около ионизационного объема камеры; соответствующая тол­щина стенки ٥о называется равновесной. При дальнейшем увели­чении толщины стенки будет сказываться ослабление излучения и ток будет уменьшаться.

На практике между источником и камерой обычно имеются различные материалы (воздух, экраны, стенки препарата и т. п.), из которых электроны могут попасть в ионизационный объем ка­меры при недостаточной толщине ее стенок.

Определяя роль материала стенки, заметим, что чувствитель­ность камеры по формуле (28.5) зависит от материала стенки только через отношение Цкег/цьев. Коэффициент передачи энергии Рйег имеет разную зависимость от ٤ для различных эффектов взаимодействия: для «чистого» комптон-эффекта цьег от материа­ла стенки не зависит, для фотоэффекта и эффекта образования пар цьег растет с увеличением 7, причем при фотоэффекте темп роста быстрее, чем при эффекте образования пар. Тормозная спо­собность вещества 8_ег очень слабо уменьшается с увеличением атомного номера 7.

Таким образом, отношение цьег/цьев, а следовательно, и чувст­вительность камеры увеличиваются с ростом атомного номера ма­териала стенки, но характер роста зависит от энергии фотонов.

Примерный вид зависимости чувствительности наперстковой камеры от атомного номера материала стенки для разной энергии фотонов показан на рис. 27.

Роль состава газа и ионизационного объема. Для гомогенной камеры (атомный состав газа и стенок одинаков) формула Брэг- 96