тонов всегда меньше, чем для электронов той же энергии [7 и 16]. Зависимость световыхода для этих двух частиц от энергии также различна. (Ядра отдачи 12С дают меньше света, чем протоны отдачи той же энергии, что еще больше уменьшает их и так незначительный вклад в процесс регистрации.) Обычно световыходы для электронов с энергией 60 кэВ и протонов с энергией 500 кэВ в органических сцинтилляторах примерно одинаковы.

13.5.3 Дискриминация по форме импульса

Механизм преобразования части кинетической энергии частиц отдачи в видимый свет чрезвычайно сложен, однако установить несколько его особенностей достаточно легко. Основные компоненты сцинтилляции имеют время высвечи- вания порядка нескольких наносекунд. Из этого следует, что органические сцинтилляторы могут работать при очень высокой скорости счета. Однако у многих сцинтилляторов есть более слабый, но долгоживущий компонент излучения, который соответствует запаздывающей флюоресценции. Поэтому полный световыход может быть представлен суммой двух экспоненциальных составляющих, соответствующих быстрому и медленному компонентам сцинтилляции. Медленный компонент имеет время высвечивания, равное нескольким сотням наносекунд. Часть светового излучения, наблюдаемого в этом слабом медленном компоненте, определяется типом частицы, вызывающей излучение. Более тяжелые частицы имеют большую ионизирующую способность и образуют большее излуче- ние запаздывающей флюоресценции. На рис. 13.16 показана зависимость световых импульсов в стильбене, являющимся твердым органическим кристалличе- ским сцинтиллятором, от времени, в течение которого кристалл находится под воздействием различных видов излучений. Наличие такой временной зависимости позволяет идентифицировать импульсы от частиц, имеющих различную скорость потери энергии, но образующих в сцинтилляторе световое излучение примерно одинаковой интенсивности. Этот способ называется дискриминацией по форме импульса и используется для исключения импульсов гамма-квантов из потока при регистрации нейтронных импульсов в органических сцинтилляторах.

Дискриминация по форме импульса достигается при помощи электроники, использующей различия во времени высвечивания при регистрации органиче- ским сцинтиллятором различных излучений. Для дискриминации по форме импульса в органических сцинтилляторах наиболее широко применяется метод, основанный на прохождении импульса с фотоэлектронного умножителя через биполярный формирователь. Пересечение этим биполярным импульсом нулевого уровня зависит от времени нарастания и формы начального импульса, но не зависит от его амплитуды. Таким образом, разделение импульсов по форме достигается измерением интервала времени между фронтом начального импульса, который не зависит от формы импульса, и пересечением нулевого уровня сформированным биполярным импульсом. На рис. 13.17 показана схема, реализующая рассматриваемый метод [18]. На рисунке также схематично изображены импульсы от электронов и протонов в различных точках схемы.

Функционирование схемы дискриминации по форме импульса описывается приведенной чувствительностью. Этот критерий сравнивает расстояние между пиками спектров время-разделенных сигналов от нейтронов и гамма-квантов с суммой полуширин этих пиков (см. рис. 13.18). Приведенная чувствительность

Ðèñ. 13.16. Зависимость интенсивности световых импульсов для стильбена, представленная в логарифмическом масштабе, от времени высвечивания для различных видов излучения [17].

Ðèñ. 13.17. Блок-схема дискриминатора по форме импульса [18]

обычно снижается при увеличении либо динамического диапазона амплитуд входящих импульсов, либо при возрастании общей скорости счета. Есть данные об успешном использовании схемы дискриминации по форме импульса в динамиче- ском диапазоне, равном 100 при скорости счета 104 имп./с [18]. На рис. 13.19 показаны результаты экспериментов, полученные с использованием жидкого сцинтиллятора NE218 и плутоний-бериллиевого источника нейтронов и гамма-кван- тов.