7 Источник питания

• Германиевый полупроводниковый детектор (ОЧГ или Ge(Li))

• Предусилитель спектрометрический зарядочувствительный ПУГ-01(внешний, для Ge(Li)-детектора)

• Спектрометрическое устройство, включающее в комплект спектрометрический усилитель, высоковольтный источник питания, низковольтный источник питания, выбирается один из предлагаемых:

 

Спектрометр. устройство, конструктив	Состав	Выходной номинал питания детектора	Параметры входного сигнала	Параметры выходного сигнала
СУ-03П, моноблок		Полярность (+/–) 50 – 4000 В, 100 мкА Автоматический подъем и спад не более 15 В/с	Полярность: (+/-) Время нарастания <200 нс Постоянная времени спада >50 мкс	Полярность: (+) Максимальная амплитуда 10 В Постоянные времени формирования 0,5; 1; 2; 4; 6; 10 мкс
СУ-04П, конструктив NIM	Блоки: БНН-01 УИС-02 БНВ-05 (или БНВ-08)	Полярность (+/–) 50 – 4000 В, 100 мкА; {или 25 – 1000, 100 мкА} Автоматический подъем и спад не более 15 В/с	Полярность: (+/-) Время нарастания <200 нс Постоянная времени спада >50 мкс	Полярность: (+) Максимальная амплитуда 10 В Постоянные времени формирования 0,5; 1; 2; 4; 6; 10 мкс
CУ-05П, конструктив Евромеханика	БНН-03 УИС-04 БНВ-07 (или БНВ-09)	Полярность (+/–) 50 – 4000 В, 100 мкА {или 5 – 100 В, 100 мкА, или 50 – 1000 В, 100 мкА} Автоматический подъем и спад не более 15 В/с	Полярность: (+/-) Время нарастания <200 нс Постоянная времени спада >50 мкс	Полярность: (+) Максимальная амплитуда 8,2 В; Постоянные времени формирования 2; 6 мкс

8. Внешний вид

9. Устройство прибора, принципиальная схема работы

В основе полупроводникового гамма – спектрометра лежит полупроводниковый детектор гамма – излучения. Формирование электрического импульса с детектора происходит в несколько этапов.

На первом этапе в полупроводнике возникают свободные носители заряда. Т.к. гамма – кванты электрически нейтральны, то непосредственная их регистрация невозможна. При прохождении гамма – кванта, квант может либо рассеяться на электроне, либо поглотиться; образование пар маловероятно, т. к. энергия, рассматриваемого нами КХ – излучения, обычно меньше порогового значения образования пар. В любом случае в полупроводнике возникают быстрые электроны, которые выбивают другие электроны в каскадном процессе ударной ионизации из различных энергетических зон, в том числе и самых глубоких. Этот процесс продолжается до тех пор, пока энергия частицы не станет меньше некоторого порогового значения, примерно равного 1,5 , где - ширина запрещённой зоны. Эта стадия длится примерно , что сравнимо со временем замедления частицы в веществе.

На втором этапе в результате различных взаимодействий электронов с кристаллической решёткой электроны «падают» на дно зоны проводимости, а дырки поднимаются к верхнему краю валентной зоны, т.е. в системе устанавливается состояние с минимальной энергией. Вторая стадия также длится в среднем , и затем распределение скоростей носителей заряда становится тепловым. Т.о. генерация и замедление носителей до тепловых скоростей заканчивается вместе с замедлением ионизирующей частицы.

На следующей стадии с помощью внешнего электрического поля, подведённого к электродам, собирают носители заряда, и полученный импульс тока поступает далее на схему анализа. Следует отметить, что наряду с процессом генерации носителей заряда происходит и обратный процесс их рекомбинации, характеризующийся временем жизни носителей . Следовательно, для хорошей работы детектора необходимо, чтобы время сбора заряда было много меньше . Также следует учесть, что входная цепь анализирующей цепи характеризуется своим временем релаксации и, очевидно, чтобы измерительная цепь не искажала сигнал, необходимо чтобы время сбора заряда было меньше .

Блок – схема простейшего гамма – спектрометра.

Рис. 1

Он состоит из полупроводникового детектора, обычно помещаемого в экран, который служит защитой от внешнего фонового излучения, согласующего блока (предусилителя), линейного усилителя импульсов и многоканального амплитудного анализатора. Энергия зарегистрированного γ – кванта определяется по высоте амплитуды импульса снимаемого с выхода детектора.