Oshxona
Proportsional hisoblagich< 10 кэВ, в то время как сигналы от частиц таких энергий в ионизационных камерах
"тонут" в шумах усилителя.
Ionizatsiya kamerasining kamchiliklari juda past oqimdir. Ionlash kamerasining bu kamchiligi gaz bilan kuchaytirilgan ionizatsiya detektorlarida bartaraf etiladi. Bu energiya bilan zarralarni aniqlash imkonini beradi Gazni kuchaytirish - bu yuqori elektr maydonlarida anodga ketayotgan birlamchi elektronlar detektorning ishchi muhitining neytral atomlarining zarba ionlanishi uchun etarli energiyaga ega bo'lishi sababli detektor hajmidagi erkin zaryadlar sonining ko'payishi. . Bu holda paydo bo'ladigan yangi elektronlar, o'z navbatida, zarba orqali ionlanish uchun etarli energiya olishga muvaffaq bo'ladi. Shunday qilib, o'sib borayotgan elektron ko'chki anodga qarab harakat qiladi. Elektron oqimining bu "o'z-o'zini kuchaytirishi" (gazni kuchaytirish koeffitsienti) 10 3 -10 4 ga yetishi mumkin. Ushbu ish tartibi mos keladi proportsional hisoblagich (kamera)
. Ushbu nom ushbu qurilmada joriy impulsning amplitudasi (yoki yig'ilgan umumiy zaryad) zaryadlangan zarracha tomonidan detektor muhitining birlamchi ionlanishiga sarflangan energiyaga mutanosib bo'lib qolishi haqiqatini aks ettiradi. Shunday qilib, proportsional hisoblagich ionlash kamerasi kabi spektrometrning funktsiyalarini bajarishga qodir. Proportsional hisoblagichlarning energiya o'lchamlari sintillyatsion hisoblagichlarga qaraganda yaxshiroq, lekin yarimo'tkazgichli hisoblagichlarga qaraganda yomonroq.
Strukturaviy ravishda, mutanosib hisoblagich odatda silindrsimon kondansatör shaklida silindrning o'qi bo'ylab yupqa metall ip shaklida anod bilan amalga oshiriladi (1-rasm), bu anod yaqinidagi elektr maydon kuchini sezilarli darajada ta'minlaydi. detektor maydonining qolgan qismidan yuqori. Anod va katod o'rtasidagi 1000 voltlik potentsial farq bilan anod filamenti yaqinidagi maydon kuchi 40 000 volt / sm ga yetishi mumkin, katodda esa yuzlab volt / sm ga teng.
Agar anod va katod o'rtasidagi potentsial farq yana oshirilsa va gazning daromad koeffitsienti >10 4 qiymatlarga oshirilsa, u holda detektordagi zarracha tomonidan yo'qotilgan energiya va oqim impulsining kattaligi o'rtasidagi proportsionallik boshlanadi. sindirish. Qurilma cheklangan proportsionallik rejimiga o‘tadi va endi spektrometr sifatida emas, faqat zarracha hisoblagich sifatida foydalanish mumkin.
Proportsional hisoblagichlar alfa, beta zarralari, protonlar, gamma nurlari va neytronlarni ro'yxatga olish uchun ishlatiladi. Proportsional hisoblagichlar ko'pincha geliy yoki argon bilan to'ldiriladi. Zaryadlangan zarralar va gamma kvantlarni ro'yxatga olishda, ro'yxatga olishdan oldin zarrachalar tomonidan energiya yo'qotilishining oldini olish uchun ingichka kirish oynalari qo'llaniladi. Ba'zan manba hisoblagichning hajmiga joylashtiriladi. Energiyaga ega yumshoq gamma kvantlarni aniqlash samaradorligi< 20 кэВ
>80%. Ko'proq energetik gamma nurlarini yozish samaradorligini oshirish uchun ksenon ishlatiladi.
Neytronlarni ro'yxatga olishda proportsional hisoblagichlar 3 He yoki 10 BF 3 gazlari bilan to'ldiriladi. Ishlatilgan reaktsiyalar
Bu aniqlangan zarrachaning ionlanish natijasida hajmida yo'qolgan energiyasiga proportsionaldir. To'ldiruvchi gazdan o'tuvchi zaryadlangan zarracha. pp., o'z yo'li bo'ylab ion-elektron juftlarini hosil qiladi, ularning soni gazdagi zarracha tomonidan yo'qotilgan energiyaga bog'liq. P.dagi zarracha butunlay sekinlashganda. impuls zarrachaning energiyasiga proportsionaldir. Ionlash kamerasida bo'lgani kabi, elektr maydon ta'sirida elektronlar anodga, ionlar katodga o'tadi. P. ning anod yaqinidagi ionlash kamerasidan farqli oʻlaroq. maydon shunchalik kuchliki, elektronlar ikkilamchi ionlanish uchun etarli energiya oladi. Natijada, har bir asosiy elektron o'rniga anodga elektronlar ko'chkisi keladi va PS anodida to'plangan elektronlarning umumiy soni birlamchi elektronlar sonidan ko'p marta ko'pdir. Yig'ilgan elektronlar umumiy sonining boshlang'ich soniga nisbati gazning kuchayish koeffitsienti deb ataladi (puls hosil bo'lishida ionlar ham ishtirok etadi). P.larda. Odatda katod silindr, anod esa silindrning o'qi bo'ylab cho'zilgan nozik (10-100 mikron) metall ipdir (rasmga qarang). Gazni kuchaytirish anod yaqinida filamentning diametri bilan taqqoslanadigan masofada amalga oshiriladi va qolgan yo'llarda elektronlar maydon ta'sirida "ko'paytirilmasdan" o'tadi. P.S. ko'chkilarda hosil bo'lgan fotonlarni o'zlashtiradigan oz miqdorda ko'p atomli gazlar qo'shilishi bilan inert gazlar bilan to'ldirilgan (ishchi gaz drift elektronlarini o'zlashtirmasligi kerak). P. s .ning tipik xususiyatlari: gazni olish koeffitsienti Proportsional hisoblagich 103-104 (lekin 106 yoki undan ko'pga yetishi mumkin); impuls amplitudasi Proportsional hisoblagich 10-2 V sig'imli P. s. taxminan 20 pf; Ko'chkining rivojlanishi 10-9-10-8 soniya vaqt oralig'ida sodir bo'ladi, ammo P. ning chiqishida signal paydo bo'ladi. ionlashtiruvchi zarrachaning o'tish joyiga bog'liq, ya'ni. elektron drift vaqtidan filamentga. Proportsional hisoblagichning radiusi 1 sm va Proportsional hisoblagichning bosimi 1 atm bo'lsa, proportsional hisoblagich zarrachasining o'tishiga nisbatan signalning kechikish vaqti 10-6 sek. P. ning energiya ruxsatiga ko'ra. sintillyatsion hisoblagichdan ustun, lekin yarimo'tkazgichli detektordan past. Biroq, P. s. energiya mintaqasida ishlashga imkon beradi, bu ham yuqori tezlikdagi spektrometr, ham trek detektori; 70-yillarda drift kamerasi paydo bo'ldi, unda ko'chki paydo bo'lishidan oldingi elektronlar siljishi zarrachaning o'tish joyini o'lchash uchun ishlatiladi. Alohida P.larning anodlari va katodlarini almashtirib turish. bir tekislikda va elektronning siljishi vaqtini o'lchash orqali kameradan o'tadigan zarrachaning joylashishini yuqori aniqlik bilan (Proportsional hisoblagich 0,1 mm) proportsional kameraga qaraganda 10 marta kamroq iplar soni bilan o'lchash mumkin. P.S. nafaqat yadro fizikasida, balki kosmik nurlar fizikasida, astrofizikada, texnikada, tibbiyotda, geologiyada, arxeologiyada va boshqalarda ham qoʻllaniladi. Misol uchun, "Lunoxod-1" da o'rnatilgan P. s. Oy sirtining moddasining kimyoviy elementar tahlili rentgen nurlari floresansi yordamida amalga oshirildi. Lit.: Veksler V., Groshev L., Isaev B., Radiatsiyani o'rganish uchun ionlash usullari, . - L., 1949 yil; Elementar zarrachalarni ro'yxatga olish tamoyillari va usullari, trans. ingliz tilidan, M., 1963; Kalashnikov. I., Qozodaev M.S., Elementar zarralarning detektorlari, M., 1966 (Yadro fizikasining eksperimental usullari, . 1). V. S. Kaftanov, . V. Strelkov.
Avval gaz bilan to'ldirilgan gaz chiqarish trubalarining harakatini tahlil qilaylik, ular sxematik tarzda shaklda ko'rsatilgan. 6.4. Agar markaziy sim va kamera korpusi orasidagi kuchlanishni oshirsangiz nima bo'ladi? Chiqish signali qo'llaniladigan kuchlanishga qarab o'zgaradi (6.5-rasm). Grafik qurilmadan elektron va -zarracha o'tganda qurilmaning chiqish signalini ko'rsatadi. Bunday holda, egri chiziqlarning turli bo'limlari quyidagilarni aks ettiradi:
Guruch. 6.4. Gaz bilan to'ldirilgan detektor va gaz hajmidan o'tadigan ionlashtiruvchi zarralardan oqim impulslarini qayd etish uchun qurilma.
Guruch. 6.5. Gaz bilan to'ldirilgan detektorning chiqish pulsi shaklda ko'rsatilgan. 6.4, kuchlanish funktsiyasi sifatida Kesilgan gorizontal chiziq Geiger-Myuller hisoblagichi uchun diskriminatsiya darajasidir. Ikki egri chiziq tez elektron va geliy yadrosiga javobdir. Diapazonlar matnda tasvirlangan.
Guruch. 6.6. Rentgen astronomiyasida qo'llaniladigan proportsional hisoblagich printsipi.
A. Zaryadlangan zarrachaning o'tishi natijasida hosil bo'lgan barcha erkin elektronlar anodga etib bormasligi uchun sezilarli rekombinatsiya mavjud.
B. Rekombinatsiya ahamiyatsiz bo'lib qolishi uchun kuchlanish yetarli kattalikka yetdi.
C. Bu juda muhim soha. Bunday kuchlanishlarda anodga etarlicha yaqin kelgan erkin elektronlar yangi elektron-ion juftlarini hosil qilish uchun etarli energiya oladi. Bu chiqishda kuchlanish pulsining amplitudasining juda kuchli o'sishiga olib kelishi mumkin, keyinchalik u hisoblagichning elektron davri tomonidan qayd etiladi. Amalda, ular ushbu qurilmalarni imkon qadar yuqori kuchlanish bilan ta'minlashga harakat qilishadi. Hisoblagich chiqish signalining chiziqliligi saqlanib qolguncha ko'tariladi, ya'ni. Biroq, ikkilamchi elektron-ion juftlarining umumiy soni kosmik zarrachaning o'tishi paytida hosil bo'lgan elektron-ion juftlari soniga proportsionaldir. Ushbu bo'lim proportsional mintaqa deb ataladi va bu rejimda ishlaydigan qurilmalar proportsional hisoblagichlar deb ataladi.
D. Proportsionallik yo'qoladi.
E. Eng yuqori kuchlanishlarda, hatto minimal ionlanishni keltirib chiqaradigan har qanday zarracha chiqishda katta amplitudali impuls hosil qiladi. Bunday holda, qurilma to'yinganlik rejimida ishlaydi.
Proportsional hisoblagichlar o'zlarining ahamiyati bo'yicha barcha bunday qurilmalardan ancha oldinda. To'g'ri, energetik zarrachalar diapazoniga nisbatan kichik o'lchamlari tufayli ular zaryadlangan zarralarni aniqlash uchun kamdan-kam qo'llaniladi (garchi, albatta, ular kosmik nur zarralari ularning sezgir hajmidan o'tganda ishga tushiriladi). Ular, birinchi navbatda, energiya sohasida rentgen detektorlari sifatida ishlatiladi, aynan ana shunday detektorlar yordamida rentgen astronomiyasidagi so'nggi yirik kashfiyotlar qilingan (pastga qarang). Keling, sun'iy yo'ldoshlar va raketalarga o'rnatilgan detektorlarning dizayni, sezgirligi va chastotali javobini batafsil ko'rib chiqaylik (6.6-rasm). X-nurli foton kirishga kiradi
deraza korpusi ichidagi hajmga kiradi va gazdagi fotoelektr ta'siri tufayli so'riladi va fotoelektronni urib yuboradi. Hayajonlangan atom lyuminestsent rentgen kvantini chiqarish yoki Auger elektronini chiqarish orqali asosiy holatga qaytadi. Fotoelektron gazning boshqa atomlarini ionlash uchun etarli energiyaga ega, shuning uchun oxir-oqibat, ionlanish yo'qotishlarida bo'lgani kabi, tushayotgan rentgen fotonning har bir energiyasi uchun bitta elektron-ion jufti hosil bo'ladi. Bu juftliklar yuqori intensivlik maydoniga o'tadi, bu erda juftliklar soni 10 marta ko'payadi, shundan so'ng signal yoziladi. Ushbu daromad elektron sxema tomonidan aniqlanishi mumkin bo'lgan signalni ishlab chiqarish uchun etarli.
Detektor javobining energiya funktsiyasini ko'rib chiqaylik. Qarshi gazda Ni energiyaga ega fotonning yutilish ehtimoli
mos ravishda assimilyatsiya koeffitsientlari, deraza qalinligi va gaz bo'shlig'ining chuqurligi qayerda. Keling, turli materiallar atomlarining qobiqlariga yutilish jarayonini ko'rib chiqaylik. Oddiy massa yutilish koeffitsienti egri chizig'i shaklda ko'rsatilgan. 4.1. Chegaralar orasida
Guruch. 6.7. Derazadagi yutilishni hisobga olmagan holda, argon bilan to'ldirilgan proportsional hisoblagichning asosiy hajmida rentgen fotonining yutilish ehtimoli; fotoelektrik yutilish kesimi, gaz qatlami qalinligi.
Guruch. 6.8. Mylar kabi organik materialdan yasalgan oyna bilan proportsional hisoblagichning gaz hajmida rentgen fotonning yutilish ehtimoli (6.7-rasm).
yutilish, yutilish kesimi o proportsionaldir va shuning uchun kirish oynasi va gaz uchun kichik gazli material tanlanadi - mumkin bo'lgan maksimal bilan
Endi argon bilan to'ldirilgan detektor va mylar (organik plastmassa) dan yasalgan kirish oynasi uchun energiya funktsiyasi sifatida ko'rib chiqing. Agar faqat argon hisobga olinsa, chiqish signali shaklda ko'rsatilgan shaklga ega bo'ladi. 6.7. Derazadagi yutilish uning shakliga ta'sir qiladi va u rasmdagi kabi ko'rinadi. 6.8. Uglerodni yutish kolimitiga yaqinlashganda, biz sakrashni ko'ramiz, ammo aks holda detektorning chiqishi asosan gaz turi va kirish oynasi materiali bilan belgilanadi. Argon qatlamining qalinligi kabi qalin Mylar plyonkasini ishlab chiqarish mumkin, albatta, bunday qurilmalarni ishlab chiqarishda, masalan, bunday nozik derazalar uchun muqarrar bo'lgan muhim muammolar paydo bo'ladi. Sun'iy yo'ldoshlarda ishlash uchun qalinroq oynalardan foydalanish kerak, bu esa ishlaydigan energiya diapazonini cheklaydi, chunki ba'zida kuzatuvlar uchun faqat yuqori energiyali fotonlar mavjud. Eng past energiyalarda ishlash uchun juda nozik oynalar ishlatiladi, bu holda detektorda gaz bosimini doimiy ravishda ushlab turish uchun gaz oqimi tizimi talab qilinadi; Energiya o'lchamlari filtrlar yordamida yaxshilanishi mumkin va, albatta, hisoblagich proportsional bo'lgani uchun, biz har bir kiruvchi fotonning energiyasi haqida chiqish signalining amplitudasidan ma'lumot olamiz. Foton energiyasini aniqlashning aniqligi chiqarilgan elektronlar sonining statistik tebranishlari bilan cheklangan. Misol uchun, foton energiyasida, detektor samaradorligi 100% ga etgan bo'lsa ham, 300 ga yaqin elektron-ion juftlari hosil bo'ladi va statistik aniqlik ya'ni dan yomonroq bo'lishi kerak. eng yaxshisi 5%. Odatda bu biroz yomonroq.
E'tibor bering, qurilmalar inert gazlar bilan to'ldirilgan, ya'ni foton energiyasining katta qismi elektronlarning kinetik energiyasiga aylanadi. Agar molekulyar gaz ishlatilsa, uning energiyasining bir qismi tebranish va aylanish erkinlik darajalariga mos keladigan darajalar o'rtasida qayta taqsimlanadi.
Proportsional hisoblagichlarda elektronlar buluti juda ixcham, shuning uchun har bir rentgen kvantining ro'yxatga olish joyini aniqlashga imkon beradigan qurilma dizayni bilan chiqish mumkin. Bu holatga sezgir detektorlarda amalga oshiriladi. Elektron buluti anodga etib boradigan nuqtaning holatini simning har bir uchidan olib tashlangan zaryadlarning nisbati bilan o'lchash mumkin, chunki sim bo'ylab qarama-qarshi yo'nalishda tarqaladigan zaryad uzunligiga teskari proportsionaldir. yig'ish nuqtasidan simning oxirigacha bo'lgan segmentning. Ro'yxatga olish joyining ikkinchi koordinatasini aniqlash uchun ko'p simli anodlardan foydalanish mumkin va zaryad oqadigan sim anodga ortogonal yo'nalishda koordinatani beradi. Muqobil sxema - har bir hodisa lokalizatsiya qilinadigan o'zaro perpendikulyar anod va katod simlarining ikkita tekisligini o'rnatish.
Ushbu modifikatsiya rentgen nurlarini fokus tekisligiga qaratadigan va rentgen osmonining ikki o'lchovli tasvirini yozib oladigan rentgen teleskoplari uchun ayniqsa muhimdir.
PROPORSIONAL COUNTER- gaz chiqarish detektor
amplitudasi aniqlangan zarrachaning hajmida chiqarilgan energiyaga mutanosib bo'lgan signal yaratadigan zarralar. P.lar hajmida zarrachaning toʻliq sekinlashishi bilan. signalning amplitudasi zarrachaning energiyasiga proportsionaldir, ya'ni P.s. ham va . P.s., boshqa gaz chiqarish detektorlari kabi, 2 elektrodli gaz hajmi (bir necha sm 3 dan bir necha litrgacha). Dizayndan ionlash kamerasi
P.S. anodning yaqinida sezilarli darajada yuqori elektr kuchlanishini ta'minlash uchun ingichka ip yoki uchi shaklida anodning shakli bilan ajralib turadi. anod va katod orasidagi bo'shliqning qolgan qismiga qaraganda maydonlar. Naib. Silindrsimon shakllar keng tarqalgan. PS, bu erda katod metalldir.
silindr (metr korpusi), uning ichida nozik sim eksenel ravishda cho'zilgan - anod (1-rasm).
Guruch. 1. Proporsional hisoblagich sxemasi: Va - zarrachalar manbai. Zaryadlash energiyaga ega bo'lgan zarracha gazda hosil bo'ladi 0 n=/V
-
elektron-ion juftlari, bu erdaionlanish umumiy yo'qotishlar zarrachalar energiyasi, V
Gazni kuchaytirish. Zaryaddan hosil bo'lgan birlamchi elektronlar. zarracha, gaz natijasida, elektr ta'sirida. maydonlar anod tomon harakatlanadi, yo'lda atomlar bilan qayta-qayta to'qnashadi (2-rasm). Ushbu to'qnashuvlar qisman noelastikdir, chunki ular elektronlarni yo'qotadi. ularning energiyasining bir qismini tashkil qiladi va gaz atomlarini ionlash uchun etarli energiya ololmaydi (20-30 eV). Silindr shaklida P.S. elektr maydon E~ , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi. Koef. gazni kuchaytirish M- filamentga kelgan elektronlar sonining birlamchi elektronlar soniga nisbati. Anod yaqinidagi elektron-ion ko'chkisining shakli qiymatga kuchli bog'liq< M:<
10 da<M<10
100 ko'chki elektronlarning anodga kelishi yo'nalishi bo'yicha tomchi shaklini oladi; 10 2 da , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi. M Zaryadlash energiyaga ega bo'lgan zarracha gazda hosil bo'ladi 4 ko'chki yurak shaklida bo'ladi, elektronlar kelishi yo'nalishi bo'yicha cho'ziladi; da , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi.>10 4 ko'chki anodni to'liq qoplaydi - keyin o'rtasidagi proportsionallik
0 va signal amplitudasi. Tel anod bo'ylab ko'chkining o'lchami ortishi bilan ortadi
mm fraktsiyalardan bir nechtagacha. mm. To'qnashuvlar paytida hayajonlangan atomlar ham hosil bo'ladi, ular ~10 -8 s vaqt davomida "ta'kidlangan" (UV nurlanishi).
Foton energiyasi deyarli har doim oshib ketadi ish funktsiyasi
katod yuzasidan elektronlar, shuning uchun yirtilgan (~10 -4 ehtimollik bilan) fotoelektronlar ham anodga o'tib, tushirish rasmini murakkablashtiradi va ko'chki seriyasini hosil qiladi - ketma-ket so'yilgan impulslar zanjiri bir-biridan masofada joylashgan. elektronlarning katoddan anodga siljishi.
Fotoelektron emissiyasi agar gaz tarkibiga inertlardan (Ar, Kr, Xe) qo'shimcha ravishda ultrabinafsha nurlanishini yutuvchi ko'p atomli gazlar (CH 2, C 2 H 2, CO 2 va boshqalar) kiritilsa, zaiflashishi mumkin. Elektron gazlar va bug'larni elektronga yaqinligi (O 2, H 2 O, galogenlar) bilan o'zlashtirganligi sababli, ular P. s aralashmasida bo'ladi. min bo'lishi kerak.
miqdori (O 2 konsentratsiyasi ~10 -5 sm 3).
ionlanish soni qayerda. 1 sm yo'lda elektron to'qnashuvi (birinchi Taunsend koeffitsienti), maydon kuchiga bog'liq E, bosim r va gaz turi. Rose-Korff yaqinlashuvida, bu erda a = NK (K- gaz xususiyatlari; N- gaz, - elektron energiyasi),
Bu yerga C=
- uzunlik birligiga hisoblagich quvvati, - elektrodlardagi kuchlanish, - ko'chkining boshlanishiga mos keladigan kuchlanish. At
(4-rasm). Statistik ma'lumotlar tufayli ko'chki jarayonining tabiati Vc shuning uchun P. ning aniq xususiyati emas Vc lnM(F 0) bog`liqligining to`g`ri kesimining abscissa o`qi bilan kesishishi bilan aniqlanadi. Chiziqli munosabat tokigacha davom etadi , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi.~ 10 4 . F 0 ning yanada oshishi bilan bog'liqlik chiziqli bo'lishni to'xtatadi (asosan fotoelektron emissiyasi va ionlarning kosmik zaryadi ta'siri tufayli).
Mintaqa M~ 10 4 -10 6 chaqirildi. cheklangan proportsionallik maydoni. Katta , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi. buzilishiga olib kelishi mumkin (5-rasm). Buzilishning oldini olish uchun söndürme aralashmalari qo'llaniladi - organik. gazlar (CH 4, propan, izobutan, C 2 H 5 OH, metilal va boshqalar), ular fotoabsorbtsiya, dissotsiatsiya va qo'zg'alishni murakkab molekulaga o'tkazish uchun katta kesimga ega. Organik qo'shimcha gaz keng diapazonda gazni kuchaytirish jarayonini barqarorlashtiradi V 0 , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi., Garchi kuchlanishning o'zi talab qilinadigan bo'lsa-da
, ortadi. Signalni sozlash
. Birlamchi ionlar va elektronlar harakati tufayli impuls amplitudasining hissasi kichik.<10 -9 с,
однако вследствие того, что электроны в лавине проходят сравнительно малые расстояния
(большинство электронов рождаются только на последних стадиях лавины), вклад
электронной компоненты в полную амплитуду импульса 10%.
Положит. ионы, большинство к-рых расположено от поверхности нити на расстоянии
ср. пробега электронов в лавине (15
мкм), после окончания лавины начинают двигаться к катоду, индуцируя изменение
потенциала на нём во времени Ko'chkining rivojlanish vaqti:
Bu yerga t e Elektron harakatchanligi
Mobillik elektronlar va ionlar), n 0 - birlamchi ionlar soni. Ionlarning harakatidan kelib chiqqan DV qiymati avval chiziqli, keyin logarifmik tarzda o'sadi; maksimal darajaga etadi. qiymatlar (DV max = emp 0 / C) ichida Differentsiatsiya zanjiri (farqlovchi zanjirlar= RC Koaksiyal kabelda kechikish
kechikish chiziqlari<
10 -7 с. При произвольной ориентации трека ширина импульса определяется
разностью во временах дрейфа первичных электронов
от начала (.T. Shunday qilib, zarracha (iz) traektoriyasi anodga parallel bo'lgan taqdirda, davomiyligi bo'lgan impulslarni olish mumkin. A ) va oxiri ( IN Tasodifiy mosliklar soni
.
mos keladigan usul
Guruch. 6. Signalning vaqtincha rivojlanishi turli .. Statistik birlamchi ionlar sonining tebranishlari n 0, shuningdek tebranishlar , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi. impulslarning amplitudasini "loyqalash" va erishish mumkin bo'lgan maksimal energiyani aniqlang. ruxsat P. s. (bu komponentlar bir-biriga taxminan teng). Energiya rezolyutsiya taxminan munosabat bilan ifodalanadi
Impuls amplitudasining tarqalishining ortishi elektr taqsimotining buzilishiga olib keladigan dizayn kamchiliklari tufayli yuzaga kelishi mumkin. anoddagi maydonlar va maks. Muhimi, masalan, P. s. uzunligidagi izchillik. 1 mikron ~50% amplituda tarqalishiga olib kelishi mumkin. Energiyaga katta ta'sir. o'lchamlari V 0 (0,05%) barqarorligi va gazning tozaligi bilan belgilanadi. Inert gazlar, CO 2, CH 4 va boshqalar uchun elektron biriktirilishi kuzatilmaydi, lekin mavjudligi hatto ahamiyatsiz. miqdori (<0,1%)
электроотрицат. молекул Н 2 О, СО, О 2 , С 2 и т.
д. приводит к значит. ухудшению энергетич. разрешения, т. к. амплитуда импульса
становится зависимой от места образования первичных электронов. Добавки нек-рых
газов с потенциалом ионизации, меньшим потенциала ионизации осн. газа, могут
приводить к уменьшению ср. энергии, затраченной на образование пары ионов, следовательно
к улучшению разрешения.
Vaqt xususiyatlari. Maks. ro'yxatga olish tezligi P. s. gaz aralashmasining bosimi va tarkibiga va anod simining qalinligiga bog'liq. , bu erda zarrachaning ipgacha bo'lgan masofasi (3-rasm). Shuning uchun ikkalasi o'rtasida izchillik mavjud. to'qnashuvlar, anodga yaqinlashayotgan elektronlar tobora ortib borayotgan kinetik qiymatlarni oladi. energiya va filamentdan ma'lum masofada energiya ionlash uchun etarli bo'ladi. Olingan ikkilamchi elektronlar birlamchi elektronlar bilan birga gazning keyingi ko'chki ionlanishida (gazni kuchaytirish) ishtirok etadi. Yuqori ro'yxatga olish stavkalarida oldingi ko'chkidan bo'shashmagan kosmik zaryadda hosil bo'lgan elektron ko'chki zaiflashadi.
Bu zaiflashuv tasodifiy qonun bo'yicha taqsimlanadi va impulslar amplitudasining pasayishiga olib kelmaydi, balki energiyani ham yomonlashtiradi. ruxsat. At=10 4 10 5 maks. hisoblash tezligi 10 5 - 10 6 s -1. yuqori intensivlikdagi nurlanishni aniqlash uchun. Bunday holda, ko'pincha bo'limni emas, balki ro'yxatdan o'tish kifoya. impulslar va integral sxemalar yordamida o'rtacha ion oqimi.
).
Ilova Bu zarralarni P.larda qayd etish uchun. yupqa mika yoki organikdan tayyorlangan "derazalar" taqdim etiladi. filmlar Baʼzan nurlanish manbai P.lar hajmining ichiga joylashtiriladi. Ro'yxatga olish uchun va 1 MeV gacha energiya bilan fotovoltaiklardan foydalaniladi. yuqori bosim (r = 150 atm gacha) mag.
maydon. G-kvant energiyasini o'lchash gazni to'ldirish bilan bog'liq. 1020 keV gacha bo'lgan quvvat uchun P. ning samaradorligi.
80%, kattaroqlari uchun esa Xe talab qilinadi (7-rasm; qarang Gamma nurlanishi
, ammo ishonchlilik va soddalik, agar yuqori energiya talab qilinmasa, undan foydalanishga imkon beradi. ruxsat. P.S. yarimo'tkazgichli detektor qo'llanilmaydigan ~0,2 keV energiya hududida ishlash imkonini beradi. Ga qaraganda sintillyatsiya detektori
P.S. eng yaxshi energiyaga ega. ruxsat, kamroq shovqin, magnit maydonlarga befarq. maydon. P.S. ~10-10 3 K harorat oralig'ida ishlaydi.
P.S. o‘rganishda foydalaniladi beta parchalanishi yadrolar (ommaviy hisob-kitoblar), yadrolarning nozik struktura-spektrini, izomerlik holatini o'rganish (qarang. Yadro izomeriyasi ), yadro tomonidan tutilishi aniqlanganda L- elektron (qarang Elektron suratga olish ), zaif konversiya cho'qqilarini o'rganish (qarang. Ichki konversiya ) va boshqa hollarda. Bundan tashqari, astrofizika, arxeologiya, geologiya, tibbiyot va hokazo Nek-swarm sanoat ishlatiladi. qo'llash ko'chki oqimining anoddagi maydon kuchiga va to'ldiruvchi gazning tozaligiga bog'liqligiga asoslanadi (mikrodrayvlarning diametri va sirt sifatini nazorat qilish, gaz xromatografiyasida gaz analizatori va boshqalar). Lunoxod-1 da oʻrnatilgan P.lar yordamida. rentgen nurlari bilan floresan, oy yuzasi moddasining elementar tahlili o'tkazildi. Lit.: Rays-Evans P., Spark, oqim, proportsional va drift kameralari, L., 1974;.
