Способ определения эффективности регистрации конверсионных электронов резонансными газонаполненными детекторами

 

Изобретение относится к прикладной ядерной физике и может быть использовано при регистрации мессбауэровского излучения , когда наряду с гамма-квантами испускаются конверсионные электроны. Целью изобретения является повышение достоверности и точности измерения значения эффективности регистрации конверсионных электронов газонаполненными детекторами. Сущность способа заключается в том. что определится как количество провзаимодействовавших в конвертоое гамма-квантов, так и количество зарегистрированных в резонансном детекторе конверсионных электронов. Зная количество резонансно-провзаимодействовавших гамма-квантов и учитывая, что при толщине конвертора, не превышающей 0,1 длины пробега конверсионных электронов в данном материале, практически все образовавшиеся электрона попадают в рабочий обьем детектора, можно определить - какую часть от образовавшегося количества электронов составляет зарегистрированное количество их, т.е. эффективность регистрации. Предлагаемый способ может быть использован для определения оп гимального состава газовой смеси для заполнения детектора, 1 ил. (/) С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,

1Ц. с.-,;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 зом. (21) 4676935/25 (22) 16.01.89 (46) 15.02.91. Бюл, М 6 (72) В.С.Вартанов и Б.Г.Земсков (53) 539.172.3(088.8) (56) Митрофанов К,П. Установка для измерения резонансного поглощения гамма-лучей, ПТЭ, 1965. М 3, с.б0 — 64.

Митрофанов К,П., Плотникова М,В., )хохлов H.È., Резонансная регистрация гамма-квантов 57 Со, ПТЭ, 1970, М 2, с.75-76. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕГИСТРАЦИИ КОНВЕРСИОНViblX ЭЛЕКТРОНОВ РЕЗОНАНСНЫМИ

ГАЗОНАПОЛНЕННЫМИ ДЕТЕКТОРАМИ (57) Изобретение относится к прикладной ядерной физике и может быть использовано при регистрации мессбауэровского излучения, когда наряду с гамма-квантами испускаются конверсионные электроны. Целью изобретения является повышение достоИзобретение относится к прикладной ядерной физике и может быть использовано при регистрации мессбауэровского излучения, когда наряду с гамма-квантами испускаются конверсионные электроны, Цель изобретения — повышение достоверности и точности измерений значения эффективности регистрации конверсионных электронов.

На чертеже показана схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит резонансный детектор 1, герметично закрывающийся крышкой 2, конвертор 3, анод 4.

„„БЦ „„1627945 А1 верности и точности измерения значения эффективности регистрации конверсионных электронов гаэонаполненными детекторами.

Сущность способа заключается е том, что определя.,тся как количество провзаимодействовавших в конвертоое гамма-квантов, так и количество зарегистрированных в резонансном детекторе конверсионных электронов.

3 ная количество резонансно-и ровзаимодействовавших гамма-квантов и учитывая, что при толщине конвертора, не превышающей 0,1 длины пробега конверсионных электронов в данном материале, практически все образовавшиеся электрона попадают в рабочий объем детектора, можно определить — какую часть от образовавшегося количества электронов составляет зарегистрированное количество их, т.е. эффективность регистрации, Предлагаемый способ может быть использован для определения оптимального состава газовой смеси для заполнения детектора. 1 ил.

Рабочий объем детектора 1 заполнен газовой смесью. За резонансным детектором размещен детектор гамма-квантов, состоящий из сцинтилляционного кристалла 5

Nal(Tl) и фотоумножителя б. Соосно с конвертором 3 и сцинтилляционным кристаллом 5 расположен мессбауэровский источник 7. Между анодом 4 и точкой нулевого потенциала включено нагрузочное сопротивление 8. С окном в боковой стенке резонансного детектора состыкован фотоумножитель 9.

Способ осуществляют следующим обраv2 7945

Ne =-1оХ (— exp(èåÕ))

1 (3) (4) вдали от него, Гамма-кванты, испущен ые емессоауэровским источником 7, попадают в конвертор 3. Часть их испытывает резонансное взаимодействие с ядрами конвертора и после переизлучения попадает в сцинтилляционный кристалл 5. Остальные регистрируются после неупругих взаимодействий с материалом конвертора. В режиме медленного временного анализа наблюдают мессбауэровский спек р при постоянной скорости перемещения источника относительно конвертора и определяют количеством импульсов, зарегистрированных в течение одного и того же времени э условиях резонанса, а загем значительно увеличив относительную скорость еремещения в отсутствии резонанса, Разность полученных значений соответствует количеству гаммаквантов, резонансно провэаимодействовавших в материале конвертора, Зная коэффициент конверсии и флуоресцентный выход, находят количество образовавшихся конверсионных электронов Ne и оже-элекронов Np>yq из выражений

Ме = о1в 1 -1- ехр(р<Х )(1

Ха

2)о(2) (1) 1оже=Л е= fz 1-Ф хехр(фас +,ие)Х) (1 — ех р() 1о(12 )), (2) — в условиях резонанса, и

x(1 — åõÐ(— (ue +Pa)x)) В (1), (2), (3) и (4) 4 — количество гамма-квантов резонансно провзаимодействовавших в конверторе,,ие — линейный козффициент ослабления за счет фото- и комптон-эффектов, определяющийся как р р = и(о ф +ст„); 0 ф и а к — эффективные сечения этих процессов;

4 — вероятность испускания гамма-квантов беэ отдачи; 4 — функция Бесселя нулевого порядка, Ca = арпа пя Х вЂ” эффективная толщина; и — атомная плотность; а — содержание резонансного изотопа, 7; (TR эффективное сечение резонансного поглощения; fa — вероятность поглощения гаммаквантов беэ отдачи; X — толщина образца; а к — коэффициент конверсии для К-оболочки;

a i — коэффициент конверсии для I-ой оболочки, а к — флуоресцентный выход К-оболочки,,й =и а — л и н е и н ы и коэффициент ослабления для рентгеновских квантов, поглощенных при создании оже-электронов, Поскольку пространственное распределение образующихся электронов изотропно, половина их задерживается материалом подложки, а вторая испытывает обратное рассеяние. Если толщина конвертора не превышает 0,1 длины пробега конверсионных электронов в данном веществе, то более 95;ь электронов, испытавших обратное рассеяние, попадают в рабочий объем резонансного детектора. В аналогичных условиях при резонансном значении скорости перемещения и вдали от него в течение того же времени наблюдают мессбауэровские спектры конверсионных электронов, и по разности соответствующих значений количества импульсов определяют количество зарегистрированных электронов. Диаметр конвертора должен быть таким, чтобы телесный угол попадающего в него пучка гамMR KBBI(ToB был равен телесному углу пучка гамма-квантов, попадающих в сцинтилляционный кристалл 5, Гамма-кванты, попавшие в резонансный детектор 1, могут регистрироваться как по ионизационному, так и по сцинтилляционному эффектам. В первом случае сигналом является измерение падения напряжения на нагрузочном сопротивлении

8, а во втором — импульс на аноде фотоумножителя 9, Согласно общему определению эффективности (E ) значение ее определяется отношением количества зарегистрированных конверсионных электронов к общему количеству образовавшихся.

При измерении эффективности регистрации конверсионных электронов резонан-. сным электролюминесцентным детектором, в котором электроны регистрируются по сцинтилляционному эффекту, использовался конвертор из двуокиси олова тол;циной

50 нм, Конвертор облучался гамма-квантами. испускаемыми мессбауэровским источником Ва5пОз. Энергия гамма-квантов 23Я кэВ. Энергия образу ощихся в конверторе конверсионных электронов 19,6 кэВ. Резонансный детектор заполнялся газовой смесью 0,1 $ СН4+ 1 Np + Не и в рабочем объеме детектора было создано электрическое поле типа плоского конденсатора. В этих условиях получено значение эффективности регистрации 35;(,, При работе с резонансными газонаполненными детекторами знание эффективно162 75 15 сти оегистрации позволяет определить абсолютные значения выхода электронов с поверхности образца, то мо;ет бьть испогьэовано пои аттестации /3 -источников по активности v! дает еозможность пол бирать оптимальный со тав газовои скеси

Составитель В, Филиппов

Техред M.Mîðãåíòàë Копректор А. Осауленко

Редактор А. Дслинич

Заказ 336 Тираж 377 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Ь5, Раушская наб., 4/5

Пооизэодственно-издатель кий комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 10

Способ определен: ч эффектив ю= и позволяет с большой то.нос"ью по„бирагь ссстав газовой гмеси, используемой для 10 заполнения резонансных детекторов пропорциональных, лавинных, электролюминесцентных и т.д. з

Формула изобретения 1Г3

Способ опр,еления эффективнос; регистрации конверсионных элек-pu oa резомнсными газонпполненными детектор "ми, включающий облучение мессба, эрпвскими гамма-квантами конвертера, уст аноыенного 0 в оабочем объеме детектора, регистрацию гамма-квантов, прошедг нх "-:.; коне-.р тор, отличающийся тем, что. с цел., о пол:-. шсния достовернссти и точчсс .; л: рений значения эффектив,ос> :.. облучл от конвертор, имеющий олщину, и рег ы LIB Yщую 0,1 длинь прсбегз к:.ивер"ион !ax электоонов в магери ге конлертсоа, рг гисгр.ipyvr скорости счета гамма-кваьто и условчях резонанснсго полощения и г отсутствии резонансного пс глощения, регистриру от скорости счета конверс.понных электронов при тех же ус свиях, находят к личество кочверсионных электпонов, попадающих в резонан ный детектор в един:..цу времени, о разности скоростей счета электронов нахсдчт количество зарегис1рировгн,ых конверсионн -.х элекгронов и опреде1я от эффе <тивность регистрации по отнош:-ни:о келичес.гва зарегистрированных к количеству образовавшихся электрочеэ .онверсии,