ОСНОВЫ ДОЗИМЕТРИИ

Лекция 8.

МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЙ

Носовский Анатолий Владимирович д-р. техн. наук, проф.

Физические основы регистрации излучений

В зависимости от характера взаимодействия ионизирующего излучения с веществом различают следующие методы его регистрации:

ионизационные;

сцинтилляционные;

полупроводниковые;

люминесцентные;

фотоэмульсионные;

химические; калориметрические и др.

Физические основы регистрации излучений

Одна из основных характеристик детектора –

эффективность регистрации излучения, равная отношению энергии, поглощенной в чувствительном объеме, к энергии излучения, проходящей через этот объем.

Измерительная аппаратура характеризуется чувствительностью, которая определяется минимальным уровнем регистрируемого сигнала детектора.

Физические основы регистрации излучений

Разнообразные регистрирующие устройства обязательно содержат следующие составные части:

детектор для преобразования энергии ионизирующего излучения в другие формы энергии, более удобные для регистрации (электрическую, световую, тепловую и т. д.);

усилитель электрических сигналов;

устройство для преобразования электрических сигналов по амплитуде, форме, количеству и длительности;

показывающее или регистрирующее устройство для преобразования электрического сигнала в воспринимаемую человеком форму;

блок питания.

Физические основы регистрации излучений

Структурная схема установки регистрации ионизирующего излучения

Ионизационный метод

Простейшая схема ионизационного детектора

Ионизационный метод

Все ионизационные детекторы делятся на:

ионизационные камеры – детекторы с низким значением напряженности электрического поля в чувствительном объеме, не достаточном для возникновения ударной ионизации;

газоразрядные счетчики – детекторы с высоким значением напряженности электрического поля, использующие механизм газового усиления.

Ионизационный метод

Обобщенная вольтамперная характеристика ионизационного детектора

Ионизационный метод

Устройство и схема включения газоразрядного счетчика: 1 – стеклянный баллон (корпус); 2 – металлическая нить

(анод); 3 – металлический цилиндр или металлизированное покрытие (катод).

Сцинтилляционный метод

Физическая основа сцинтилляционного метода – возбуждение и ионизация атомов и молекул вещества при прохождении через него заряженных частиц. Через определенное время они переходят в основное состояние, испуская световое излучение, спектр которого зависит от структуры энергетических уровней атомов и молекул вещества.

Фотоны, возникающие в сцинтилляторе под действием ионизирующего излучения, по светопроводу, попадают на фотокатод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и выбивают из него фотоэлектроны, которые проходят через фокусирующую диафрагму и разгоняются электрическим полем.

Проходя через систему умножающих электродов (динодов) электронный поток усиливается в среднем в 105–106 раз и попадает на анод ФЭУ. Величина анодного тока пропорциональна количеству сцинтилляций и, следовательно, пропорциональна интенсивности излучения, попадающего на сцинтиллятор.