происходит. Эти условия строго не соблюдаются, поэтому оценить величину необходимого увеличения тока на основе закона ехр٢ —|х(г—٢о) ] можно лишь очень приближенно.

Для учета утечки у-квантов ионизационный ток необходимо увеличить на величину А/, определяемую соотношением

Az = ۶0 ل exp [—u(r — ٢o)l dr = 78.6) ,بل)

где ،٠_г0—ионизационный ток в полости на расстоянии ٢₀ от оси, рассчитанный на единицу толщины зазора. Компенсировать утеч­ку можно, окружив квантометр цилиндрической камерой с внут­ренним радиусом ٢о٠ Размер зазора определяется из условия, чтобы ток в этой добавочной камере равнялся Аг.

Квантометр является одним из лучших ионизационных при­боров, позволяющих производить абсолютное измерение интен­сивности. Его можно использовать для измерения в пучках тор­мозного излучения с энергией у-квантов в несколько сот мега- электрон-вольт. Исследования А. П. Комара и С. П. Круглова показали, что устройства подобного типа пригодны также для измерений в пучках у-квантов с максимальной энергией ниже

§ 79. Метод разности пар ،метод тонких конверторов؛

Рассмотрим систему, состоящую из двух плоскопараллельных ионизационных камер с общим измерительным электродом А (рис. 71) и находящуюся в поле - излучения. Потенциальные электроды каждой камеры сделаны из различных материалов с .атомными номерами اتم и 2٠تم Если измеряемое излучение распро-

страняется перпендикулярно плоскости электродов, то электроды и ^2 играют роль конверторов, в которых энергия квантов преобразуется в энергию корпускулярного излучения. Электро- ны и позитроны, возникающие при взаимодействии квантов высокой энергии с веществом, летят преимущественно в направ-

лении распространения у-излу- чения, поэтому ионизационные токи обусловлены заряженными частицами, выбитыми из конвер- торов. Толщину конверторов вы- бирают такой, чтобы число элек- тронов среды п_е на 1 см2 поверх- ности электродов было одинако- вым. Если площади электродов равны, то составляющая иониза- ционного тока, обусловленная

< F777771

ها

^٢

ري

77777

Рис. 71. Иллюстрация к методу раз- ности пар

комптоновскими электронами, для двух камер будет одинако-

-

242

вой. Камеры включены таким образом, что гальванометр ة реги- стрирует разность ионизационных токов 2،—ة;=٠0غ.

Преобладающие эффекты взаимодействия в рассматриваемой области энергий излучения - образование пар и комптоновское рассеяние.

Пусть «Ру —плотность потока ?-квантов, падающих на поверх- ность конвертора: предполагаем, что заметного ослабления излу- чения в конвекторах не происходитلا£ي،(لا£)كا ؛ — доля ?-квантов, приходящаяся на интервал энергий от Еу до £?+٥£у в спектре первичного излучения. Тогда плотность тока насыщения в каме١ ре с электродом 21 будет

/79.1) طباًجك(آ^ء)%(اً£)حم(ا7 <اًع)اه٦لجم«اً?م)

где Л —расстояние между электродами камерыح ؛ —заряд ОДНО’ го иона21 ,?£)اىد٩ ؛) - сечение образования пар в веществе 21 для ?-квантов с энергией Еъ рассчитанное на один электрон среды; ^(£٢) — число пар ионов на единице пути заряженной ча٦ стицы, усредненное по всем электронам и позитронам, образо- ванным в конверторе ?-квантами с энергией £?; /к — плотность тока, обусловленного ионизацией комптоновскими электронами. Интегрирование производится по всему спектру ?-излучения. Пер’ вый член в выражении (79.1) определяет составляющую тока, обусловленную парами электрон —позитрон. Второй член есть ток, обусловленный ионизационным действием комптоновских электронов.

Аналогично для камеры с электродом 2₂

/1= ?٢٠ سيХе1(£т٠ 22 ША)х(А) ،(79.2) ٠البآ£ا

ة

Плотность ионизационного тока /к в обоих случаях одна и та же, так как в конверторах образуется одинаковое число КОМПТОНОВ’ ских электронов.

Сечение образования пар, рассчитанное на один электрон сре’ ды, растет пропорционально атомному номеру вещества:

Ие! (£^, 21)=^(£٢)2179.3) ؛)

Хе2 (£٢, 2₂) 22٠ (?£) عبر—ت

функция к(£у) определяет зависимость сечения образования пар. от энергии ?-излучения. Учитывая соотношения (79.3), для раЗ’. ности плотности токов /1 и /2 получаем

4. .آ£ى(اً£)₇٧(اً£)/(اً£)لآلاني٢(؟(2₂-ا7):2ا-ئ٠/ت٠0/

16^:

243

Между интенсивностью излучения I и плотностью потока тов <р٦> выполняется соотношение

/=

Отсюда

؟т = т; •

٦،٩£(٩) / ٢

Введем обозначение

J «(٩)f(٩)_X(£٩،(٦

^{R =} ~—Ё ٠ <⁷⁹٠⁷)

٠٢ f(٩(٩d£٦

Подставляя в формуле (79.4) значение <p_v по формуле (79.6) и учитывая обозначение (79.7), получаем для чувствительности по интенсивности

٠-٠(Z٤-Z₂)S₃, (79.8)

где S₃ — площадь собирающего электрода.

Для абсолютного измерения интенсивности методом парных конверторов необходимо расчетным путем определить чувстви- тельность по формуле (79.8). Основную трудность представляет вычисление величины Сечения образования пар известны с погрешностью ±2%; погрешность расчета R может составить 6 %. Заметим, что изменение энергетического спектра у-излуче- ния приводит к изменению величины R. Поэтому необходимо вычислять R с учетом реального спектра в каждом конкретном случае.

Формула (79.8) получена в предположении, что фотоэффект отсутствует. Однако в тормозном излучении всегда присутству- ют у-кванты низкой энергии, которые высвобождают фотоэлек- троны. Исследования показывают, что при измерении тормозного излучения высокоэнергетических ускорителей фотоэффектом пренебречь нельзя, если атомный номер конвертора Z29^؛. Тео- ретически учесть роль фотоэффекта при измерении интенсивно- сти методом разности пар чрезвычайно трудно.

Чтобы исключить влияние фотоэффекта, внутреннюю поверх- ность конвертора с большим значением Z следует покрыть фольгой из легкого материала, поглощающего фотоэлектроны (например, алюминиевой фольгой толщиной 50 мм).

Точность абсолютных измерений с помощью конверторов можно повысить, если учесть многократное рассеяние заряжен- ных частиц в конверторе и длиннопробежные 6-электроны. Рас- 244

у-кван-

(79.5)