Исследование аппаратурной формы линии детекторов, работающих в режиме газового усиления

И в режиме ионизационной камеры

Провести анализ полученных зависимостей выходного заряда Q от напряжения U ₀ на счетчиках СНМ-5 и СНМ-16. Определить область работы детекторов в режиме ионизационной камеры и в режиме газового усиления. Выбрать два значения U ₀ для каждого детектора, одно из которых соответствует режиму ионизационной камеры и другое – середине области пропорционального усиления.

1) Подключить к предусилителю счетчик СНМ-5.

а) Установить на счетчике СНМ-5 первое из выбранных значений U ₀. Подобрать коэффициент усиления БУС2-47 таким, чтобы максимальная амплитуда импульсов с выхода «Выход экспанд.» блока БУС2-06 не превышала 2 В. При необходимости дополнительного усиления сигналов использовать усилитель блока БУС2-06 (тумблер «Усиление»). При выборе коэффициента усиления усилителя используется только канал I осциллографа С1-83, а на канал II импульсы не поступают (генератор ВБ2-07 выключен). Изменяя коэффициент усиления БУС2-47 (переключатель «плавно»), добиться, чтобы правый край амплитудного распределения располагался в 400 - 500 каналах анализатора.

Снять для выбранного значения U ₀ распределение импульсов по амплитудам с помощью амплитудного анализатора. Время измерения выбрать таким, чтобы статистическая ошибка в максимуме амплитудного распределения не превышала 4 %. Полученное амплитудное распределение сохранить в виде файла в своей персональной папке на компьютере.

б) Установить на счетчике СНМ-5 второе из выбранных значений U ₀. Подобрав нужным образом коэффициент усиления БУС2-47, снять амплитудное распределение и сохранить файл в своей папке.

2) Подключить к предусилителю счетчик СНМ-16 и аналогичным образом для выбранных значений U ₀ снять два амплитудных распределения и сохранить файлы со спектрами в своей папке.

По окончании измерений выключить все приборы.

 

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. По результатам пункта 1 рабочего задания:

а) Построить зависимость заряда Q^эксп на выходе детектора от напряжения на его электродах для счетчиков СНМ-5 и СНМ-16. Отложить на графике ошибки.

б) Определить область работы детекторов в режиме ионизационной камеры и пропорционального усиления.

в) Рассчитать величину заряда Q _ик^расч, образующуюся на выходе детекторов, работающих в режиме ионизационной камеры, по формуле:

Q _ик^расч = eW/ w,

где e - заряд электрона; w(BF₃) = 35,3 эВ; w(³Не) = 30 эВ – средняя энергия ионообразования в газах BF₃ и ³Не; W – энергия продуктов соответствующих реакции.

Сравнить расчет с величиной Q _ик^эксп, полученной экспериментально.

г) Рассчитать и построить зависимость экспериментального коэффициента внутреннего усиления М _эксп от напряжения U ₀ для обоих детекторов. Вычислить ошибки полученных величин М _эксп.

2. По результатам пункта 2 рабочего задания:

а) Построить распределения импульсов по амплитудам для выбранных в процессе работы значений напряжений для детекторов СНМ-5 и СНМ-16.

б) Объяснить зависимость формы линии детекторов от режимов их работы.

в) Для счетчика СНМ-5, анализируя распределение, соответствующее пропорциональному режиму работы, установить связь между величиной энергии, выделенной в рабочем объеме детектора, и положениями максимумов в распределении.

г) Используя это же распределение, вычислить площади под максимумами, оценить их соотношение и сравнить с теоретическим значением, приведенным во введении.

 

Контрольные вопросы и задания

 

1. Почему в детекторах с газовым усилением используется цилиндрическая геометрия?

2. Обосновать выбор параметров формирующих цепей усилительного тракта, подключенного к газовому пропорциональному детектору.

3. Как осуществляется регистрация тепловых нейтронов газовыми детекторами?

4. Коротко изложить механизм газового усиления в пропорциональных детекторах.

5. Перечислить ядерные реакции, используемые для регистрации тепловых нейтронов.

 

Список литературы

 

1. Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Энергоатомиздат, 1985.

2. Ляпидевский В.К. Методы детектирования излучений. М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. Ободовский И.М. Сборник задач по экспериментальным

методам ядерной физики. М.: Энергоатомиздат, 1987.