ФизЭлектроника PDF-лекции / (Лекция 10)

λ, λ0 -соответственно текущая и минимальная длина волны генерируемого излучения.

Спектральная плотность квантов, излучаемых мишенью в секунду в

- число квантов, излучаемых в 1с.

Основными параметрами излучения являются: Квантовый выход излучения – −1 Интегральный энергетический выход – Энергетический спектр излучения – излучения)

В пренебрежение фильтрации излучения мишенью, а также обратной диффузией первичных электронов из предыдущего выражения можно получить:

Из условия N λ =λ0 = 0 находим постоянную интегрирования:

C = − A1iZα (λ−01 ln λ0 + λ−1 ).

hc

Тогда в окончательном виде квантовый выход:

Определим постоянную А1 и область значений параметра m известно, что КПДРИ:

Известно также, что КПД по тормозному излучению:

Подставляя численное значение А1 в (***), имеем выход квантов за импульс излучения:

За время длительности импульса излучается поток энергии:

Emax

E0 = ∫N (E)dE

0

Полагая диаграмму направленности изотропной, получим:

E0 = 4πRd2 I 0 , где Rd2 - расстояние между источником и детектором.

Практическая метрология E0 основана на методах сравнения амплитуды

импульса на выходе детектора полного поглощения и амплитуды импульса от реперного источника.

Интенсивность излучения I 0 определяют по формуле:

Где U 0 ,U γ - соответственно амплитуда напряжения на выходе детектора и в

случае реперного источника

Eγ - энергия квантов реперного источника

S - площадь диафрагмы

Формирование рабочей диаграммы направленности на выходе прибора достигается применением либо коллиматоров различной геометрии, либо экранов-поглотителей, профили которых рассчитываются аналитически. Известно, что ослабление рентгеновского излучения в материале поглотителя

ослабления излучения с эффективной энергией Е.

Толщина b0 для данного угла ψ :

b (ψ ) = ln N0 (ψ ) η−1 0 N (ψ ) эф

По результатам измерений N0 (ψ ) по этой формуле рассчитывается форма

поглотителя.

Явление отражения (АЛЬБЕДО) излучения имеет две стороны – негативную и позитивную. С негативной стороны мы сталкиваемся всякий раз, когда отраженное от окружающих тел излучение дает дополнительный вклад в поле излучения и приводит к повышению уровня. С позитивной стороны явления мы встречаемся, когда используем закономерности обратного рассеяния излучений для распознавания качеств отражателя.

Из большого числа процессов взаимодействия ионизирующих излучений с веществом характерны два процесса: фотоэлектрическое поглощение и комптоновское рассеяние. Соотношение между ними меняется в зависимости от геометрии эксперимента, энергии квантов, атомного номера вещества отражателя. С увеличением длины волны первичного излучения увеличивается глубина, на которой происходит рассеяние, т.е. увеличивается вероятность поглощения квантов. Комптоновское рассеяние происходит преимущественно вперед. Все это уменьшает энергию обратно рассеянного в заднее полупространство излучения.

Энергетическое распределение рассеянных рентгеновских квантов имеет ограничение сверху – максимальная энергия не может превышать – 0,511МэВ. Нижняя граница спектра определяется верхней границей фотоэлектрического поглощения на атомах вещества рассеивателя.

С увеличением атомного номера рассеивателя вследствие возрастающего фотоэффекта уменьшается количество вышедшего в заднее

полупространство рентгеновского излучения. Сечение фотоэффекта σ эф

убывает приблизительно Eγ .

Зависимость обратно рассеянного рентгеновского излучения от угла падения генерируемых квантов определяется пропорциональным уменьшением глубины рассеивания с увеличением косинуса падения первичных квантов. Следовательно, с увеличением угла падения первичных рентгеновских квантов увеличивается вероятность выхода рассеянных квантов из вещества отражателя, т.е. увеличивается альбедо.

В общем случае падение тонкого луча рентгеновского излучения интенсивностью (плотность потока энергии) I 0 на поверхность отражателя интенсивность обратно рассеянного излучения на расстоянии Н от отражателя:

где f (μ1 H ; μ2 H ) - функция ослабления прямого и обратного рассеянного

рентгеновского излучения

μ1 ; μ2 - линейные коэффициенты ослабления

Т.о. исходное выражение принимает вид:

свободного пробега квантов в веществе отражателя.

Т.о., варьируя параметры правой части выражения, можно контролировать по

I R различные характеристики отражателя (высота до отражателя,

I 0

вертикальная скорость, профиль поверхности, размеры отражателя, плотность вещества, толщина отражателя, элементный состав отражателя). Все это может быть использовано для проектирования различных приборов.