2. Счетная характеристика счетчика.

Счетной характеристикой счетчика называют зависимость скорости счета частицы n от напряжения на счетчике U (при неизменной интенсивности облучения). Примерный вид счетной характеристики представлен на рис. 2.

При напряжениях U<U_заж разряд в счетчике не возникает. Ток в счетчике и импульс напряжения в точке В (см.рис.1.) определяется только первичной ионизацией. Амплитуда импульсов очень мала, и электронное устройство их не регистрирует. В этой области напряжений скорость света равна нулю. При напряжениях, незначительно больших U_заж, импульсы имеют различные амплитуды. В этом случае считаются лишь некоторые из них. При увеличении U разброс амплитуды импульсов резко уменьшается, скорость сче

Рис.II

та быстро растет, и при напряжении U₁ скорость счета практически равна числу частиц, попадающих в счетчик за единицу времени. При дальнейшем увеличении U (до значения U₂ ) скорость счета растет незначительно. В самогасящихся счетчиках это возрастание объясняется некоторым усилением вторичных процессов, вероятность которых зависит от перенапряжения на счетчике. Эта часть счетной характеристики (от U₁ до U₂ ) называется плато счетчика. Длина его сравнительно невелика (100…200 В). При дальнейшем возрастании напряжения скорость счета растет за счет появления многократных разрядов, и в счетчике может возникнуть непрерывный разряд, что приведет к порче счетчика.

По найденной характеристике легко определить рабочее напряжение счетчика U_раб. Ясно, что его надо взять в интервале U₁… U₂ (см.рис.2.). Обычно его устанавливают посередине плато счетчика:

U_раб =

2. Определение разрешающего времени счетчика.

Время, в течении которого после прихода частицы счетчик остается не чувствительным к следующей, называется разрешающим временем (или мертвым временем) .

Из-за наличия определенного разрешающего времени число считанных счетчиком частиц всегда меньше истинного количества частиц, попадающих в счетчик. Разрешающее время является важной характеристикой любого счетчика ядерных частиц. Во-первых, значение разрешающего времени позволяет по сосчитанному числу частиц рассчитать истинное количество частиц, прошедших через счетчик. Во- вторых, разрешающее время позволяет оценить ту максимальную загрузку, допустимую для данного счетчика, при которой количество сосчитанных частиц еще мало отличается от истинного числа частиц.

Найдем связь между истинным числом N частиц, попадающих в счетчик за одну секунду, и числом n сосчитанных за одну секунду частиц. Величина просчета, т.е. число незарегистрированных счетчиком частиц за одну секунду, будет равна N – n. Так как за одну секунду в счетчике возникло n разрядов, то счетчик будет находиться в нечувствительном состоянии в течении времени n. Поскольку за 1с. счетчик попадает N частиц, то за время nиз этих N частиц не будут зарегистрированы N nчастиц. Т.о., N-n = N n, откуда

(2)

Эта формула годиться только в том случае, когда среднее время между регистрируемыми частицами заметно больше разрешающего времени: >>, или n<<1.

Метод определения разрушающего времени состоит в сопостовлении совместного и раздельного действия двух источников ядерного излучения. Принципиальная схема установки для определекния приведена на рис.3.

Д₁ и Д₂ – аллюминевые стаканчики, в крышках которых есть небольшие отверстия.

Р₁ и Р₂ – радиоактивные препараты.

В работе используются препараты Pb²¹⁰, которые излучают электроны и -частицы. Это излучение полностью поглощаются стенками стаканчиков, так что в счётчик попадает только узкий пучок излучения, вырезаемый отверстием в каждом стаканчике. Отверстия стаканчиков могут быть перекрыты задвижками, к5оторые полностью поглощают электроны, испускаемые радиоактивными источниками Р₁ и Р₂.

Рис III

Предположим, что:

• n₁- число частиц, считаемых счётчиком за 1с при закрытом втором источнике и открытом первом Р₁ ;

• n₂- число частиц, считаемых счётчиком за 1с при закрытом первом источнике и открытом втором Р₂;

• n- число частиц, считаемых счётчиком за 1с при одновременном действии двух источников Р₁ и Р₂ (оба открыты);

• N₁,N₂,N- число частиц, попадающих в счётчик за 1с с соответственно от первого источника, второго и одновременно от двух источников.

Тогда

(3)

Используя формулу (2) напишем:

; ; ,

Подставив эти значения в формулу (3), получим:

(4)

Из формулы (4) можно рассчитать :

,

производя умножения и пренебригая малыми членами, содержащими в качестве сомножетеля , найдём:

. (5)

Таким образом, для определения разрешающего времени описанным методом необходимо определить число частиц, считаемых счётчиком раздельно от каждого источника, и число частиц при совместном действии обоих источников.

Строгий учёт влияния фона приводит к замене формулы (5) другой, более сложной. Однако, учитывая малую точность определения предлагаемым методом, можно воспользоваться приближённым расчётом.

Пусть при закрытых обоих источниках счётчик регистрирует за 1с n_ф импульсов фона. При этом вместо n, n1 и n2 в формулу (5) следует подставить соответственно (n-n_ф), (n₁-n_ф) и (n₂-n_ф). В результате получим:

(6)