§ 78. Квантометр

Измерения квантометром основаны на том, что при полном поглощении пучка излучения энергия, отданная поглотителю, служит непосредственной мерой интенсивности излучения.

Представим себе бесконечно толстый плоский поглотитель, на который перпендикулярно падает направленный поток у-кван- тов. Энергия у-квантов, поглощаемая в таком поглотителе в еди­ницу времени, отнесенная к площади поперечного сечения пучка, должна равняться интенсивности излучения. Пусть на глубине х поглотителя расположен газовый промежуток шириной /г, на­много меньшей, чем пробег электронов и позитронов в газе. Тогда в силу соотношения Брэгга — Грея энергия, поглощенная в слое dx поглотителя около газовой полости, будет равна

d(№) = qW(Sz/S_r)dx. (78.1)

где q — число пар ионов, образующихся в единицу времени в газовом зазоре единичной ширины; W — средняя энергия ново­образования; (Sz/Sr) — отношение ионизационных потерь в ве­ществе поглотителя и в газе, усредненное по всем энергиям элек­тронов. При этом предполагается, что незначительной долей энергии, расходуемой на ядерные реакции и изменения в кри­

239

4. ٨ +,5 = 5

|٠о

В квантометре процесс вычисления по формулам (78.3) и (78.4) заменяется одним актом измерения суммарного ионизаци- онного тока. Как видно из формулы (78.3), ионизационная ка- мера должна иметь четное число зазоров, разделенных слоями вещества толщиной Хо٠ Нечетные зазоры должны быть в 2 раза шире четных и в 4 раза шире последнего зазора. Это основано на предположении, что ток прямо пропорционален ширине за-

.٥٧٧٠

Такая конструкция камеры обеспечивает непосредственное измерение величины 5/. Для учета площади под конечным уча-

стком кривой можно увеличить ширину последнего зазора на некоторую величину Д. Если исходная ширина последнего зазо- ра, на основе которой вычислены все предыдущие зазоры, рав- на Н, то Д=Л/|1о٠

Квантометр измеряет полную площадь под каскадной кривой

S, и искомая интенсивность излучения

2 ) ؛X

1 =

(78.5)

где 5п_Уч — площадь поперечного сечения пучка. Все величины в формуле (78.5), кроме 5_пуч, можно вычислить, и квантометр мож- но применять для абсолютного измерения интенсивности.

В соответствии с переходной кривой необходимо, чтобы тол- щина поглощающего вещества в квантометре была не меньше Диаметр камеры, строго говоря, должен быть бесконечно боль- шим, чтобы не происходила утечка вторичных ٣квантов. Вто- ричное фотонное излучение состоит из рассеянных у-квантов, аннигиляционных у-квантов и тормозного излучения. В камере конечных размеров такая утечка неизбежна, и поэтому кванто- метр, построенный по указанной выше схеме, дает заниженные значения интенсивности. Возникает необходимость увеличить из- меряемый ионизационный ток на некоторую величину, опреде- ляемую утечкой у-квантов. Приближенно эту величину можно найти следующим путем.

Если измерять ток в концентри- ческих зазорах равной толщины,

расположенных на различном рас- стоянии г от оси камеры, то мож- но ожидать, что изменение тока по радиусу будет следовать закону ехр—[ц(г—Го)], где Го —диаметр квантометра. Это утверждение ОС- новано на предположении, что ВТО- ричные кванты распространяют- ся перпендикулярно оси камеры и

многократного рассеяния их не Рис. 70٠ Переходная кривая

16—6408

241