В.Б. Лукьянов - Радиоактивные индикаторы в химии (1133872), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Действие всех этих факторов, а также высокаяэффективность сцинтилляционных счетчиксвк излучениям разных типов приводит к тому,что фон сцинтилляционных счетчиков, какцправило, намного выше, Чем у ГаЗОВЫХ счет-Рис. 39.ЧИКОВ. Т а к , Средний фон СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГОскорости счетасчетчика с3 кристаллом Nal(Tl) объемом око-'рэуЗависимостьимпуль-™та£1Г*>™™1).ло 20 см- при напряжении на ФЭУ около ф£11а (2) и теплового800 В равен приблизительно 1000 имп/мин. шума («Л' от напряжения11а Ф Э УКак видно из рис.
39, уже при сравнительно небольших напряжениях, подаваемыхна ФЭУ, фактором, в основном определяющим общий фон сцинтилляционного счетчика, является темновой ток. Поэтому, чтобы снизить фон, нужно прежде всего уменьшить темновой ток.Так как фон сцинтилляционного счетчика очень быстро растет с увеличением напряжения, подаваемого на ФЭУ, в качестве счетной характеристики детекторов этого типа целесообразно рассматриватьзависимость скорости счета препарата без фона / от напряжения наФЭУ. Сначала определяют зависимость скорости счета препарата сфоном / с и скорости счета фона / ф от подаваемого на ФЭУ напряжения, затем строят график зависимости / от напряжения.
При построении счетной характеристики обычно поступают так. При каждом заданном на ФЭУ напряжения измеряют и / с и / ф , а затем рассчитывают/. При таком порядке измерений разброс значений, связанный с тем,что трудно дважды подавать на ФЭУ строго одинаковое напряжения, минимален.Вид счетной характеристики сцинтилляционного счетчика зависитот материала и размера сцинтиллятора, а также от типа регистрируемого излучения.
Рассмотрим более подробно факторы, определяющиевид счетных характеристик при регистрации ядерных излучений различных типов. При этом будем учитывать, что, как было показано,амплитуды импульсов в сцинтилляционном детекторе пропорциональны энергетическим потерям излучения в сцинтилляторе. Вызвать срабатывание электронного регистрирующего устройства способны только импульсы, амплитуды которых превышают некоторое пороговоезначение У п о р .Если на сцинтилляционном счетчике проводят измерение а-излучения, то амплитуды возникающих импульсов для каждой группыа-частиц лежат в некоторой относительно узкой области от Vmin доVmax- При увеличении подаваемого на ФЭУ напряжения амплитудывсех импульсов растут (за счет возрастания коэффициента усилениядинодной системы ФЭУ).
При этом для а-частиц практически любыхэнергий можно зафиксировать мохмент, когда амплитуды всех обусловленных ими импульсов превысят 1/поР. Начиная с этого напряжения £/н> все импульсы, вызванные прохождением а-частиц черезсцинтиллятор, будут фиксироваться счетной аппаратурой. Указанноенапряжение Uti на ФЭУ будет соответствовать началу плато на счетной характеристике сцинтилляционного детектора.При регистрации Р-частиц с непрерывным спектром энергии всцинтилляционном счетчике возникают импульсы с набором амплитуд, охватывающим область от 0 до некоторого значения У т а х . Теимпульсы, амплитуды которых ниже порогового значения VnoP, невызывают срабатывания регистрирующего устройства и поэтому нефиксируются.
С ростом подаваемого на ФЭУ напряжения амплитудывсех импульсов увеличиваются, вследствие чего и доля импульсов,фиксируемых электронным блоком регистрации, также растет. Одновременно возрастает вклад в регистрируемую активность шумовыхимпульсов; амплитуды шумовых импульсов также охватывают область от 0 до некоторого значения Vmax.Если энергия Р-частиц достаточно велика и амплитуды импульсов,обусловленных их прохождением через сцинтиллятор, в среднем значительно выше, чем амплитуды шумовых импульсов, то на счетнойхарактеристике можно определить область плато.
В противном случае плато обнаружить не удается.При регистрации ^-излучения сцинтилляционным счетчиком счетная характеристика может иметь плато, когда энергии ^-квантов досдаточно велики и используется сцинтиллятор столь больших размеров, что Y-кванты практически полностью в нем поглощаются.Таким образом, в одних случаях на счетной характеристике сцинтилляционных счетчиков плато может быть экспериментально обнаружено, в других случаях плато нет.5. Выбор оптимального режима работы сцинтилляционного счетчикаСкорость счета, регистрируемая сцинтилляционным счетчиком приизмерении радиоактивности данного препарата, зависит от трех факторов: напряжения, подаваемого на ФЭУ, коэффициента усиленияусилителя и порога дискриминации. Отметим, что увеличение напряжения на ФЭУ и коэффициента усиления усилителя приводит к ростуамплитуд всех импульсов (как фоновых, так и связанных с радиоактивным излучением регистрируемого препарата). Соотношение между / и /ф можно изменять путем введения определенного порога дискриминации, учитывая, что амплитуды импульсов, обусловленныхтермоэмиссией электронов с поверхности катода и динодов (при достаточно больших энергиях регистрируемых излучений), в среднем заметно меньше амплитуд импульсов, вызванных прохождением черезсцинтиллятор излучения исследуемого препарата.Оптимальный режим работы сцинтилляционного счетчика находят следующим образом.
Устанавливают небольшое или среднее (около 100) значение коэффициента усиления, обеспечивающее увеличение амплитуд импульсов до напряжений, способных вызвать срабатывание электронного регистрирующего устройства. Напряжениепорога дискриминации предварительно устанавливают в серединешкалы дискриминатора (например, 50 В). При фиксированном значе82нии коэффициента усиления и порогадискриминации выбирают рабочее натомпряжение на ФЭУ.-1 2I;i,Выбор рабочего напряжения на ФЭУ 10000при наличии плато счетной характерис—II\4\тики не представляет трудности: как иwoo^—в случае газовых счетчиков, рекомендуется устанавливать рабочее напряwo——^жение, соответствующее середине плато.<t>toСложнее обстоит дело, когда на счет—1—ной характеристике нет плато.
Тогдадля выбора рабочего напряжения приW20SOkSOПорог дискриминации,3меняют специальные критерии. Существуют разные критерии оптимального Рис. 40. Определение оптивыбора условий регистрации. Иногда, мального порога дискриминанапример, оптимальными считают такие ции на основании результатовизмерения значений / и /ф приусловия регистрации (в частности, та- различных значениях порогакое напряжение на ФЭУ), при которыхдискриминациидостигает максимума функция / 2 //ф.Если используется этот критерий оптимальности, то поступают следующим образом. Установив выбранные значения коэффициента усиления и порога дискриминации,определяют скорости счета / с и / ф при различных напряжениях наФЭУ.
Рассчитывают значения / = / с — / ф . По полученным даннымстроят график зависимости величины /2//ф от напряжения на ФЭУ.Напряжение, соответствующее максимуму полученной кривой, принимают за рабочее.Установив рабочее напряжение на ФЭУ, приступают к определению оптимального значения порога дискриминации. Для этого можновоспользоваться той же функцией, которая применялась при выборерабочего напряжения на ФЭУ. Практически поступают следующимобразом. Установив выбранное ранее рабочее напряжение на ФЭУи усиление, определяют скорости счета / с и / ф при различных значениях порога дискриминации. По полученным данным строят соответствующие кривые и из них находят оптимальное значение порога дискриминации, как это показано на рис.
40. Найденный на рис. 40порог дискриминации составляет 15 В.Заметим, что в случае, когда энергии регистрируемых частиц или7-квантов малы (например, при регистрации (3-излучения трития)и вызываемые ими импульсы соизмеримы по амплитудам с шумовыми,дискриминатор не используют, а для уменьшения / ф сцинтилляционный детектор и ФЭУ охлаждают с помощью специального устройства. С понижением температуры на каждые 10° вероятность термоэмиссии электронов с фотокатода и динодов уменьшается примерно вдвое.Следует подчеркнуть, что оптимальный режим работы сцинтилляционных счетчиков меняется в зависимости от типа и энергии ядерного излучения. Если счетная характеристика не имеет плато, то дляполучения воспроизводимых данных требуется хорошая стабилизациявысокого напряжения, подаваемфо на ФЭУ.I- \ d183§ 4.
ЛАБОРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯПри работе с радиоактивными индикаторами наиболее широкоеприменение нашли установки для регистрации излучения, работающие в дифференциальном режиме. Детекторами излучения в них являются счетчики — газовые или сцинтилляционные. Каждая установка для регистрации излучений (называемая радиометрическойустановкой или радиометрическим прибором) содержит специальныйблок, обеспечивающий регистрацию электрических сигналов, которыевозникают в детекторе под действием излучений. Этот блок называется блоком регистрации. Кроме того, радиометрическая установкаобязательно должна включать высоковольтный выпрямитель, обеспечивающий питание газового счетчика или ФЭУ.
Амплитуды импульсов,поступающих из детектора, не всегда достаточно велики, чтобы непосредственно вызвать срабатывание блока регистрации. Вследствиеэтого импульсы со счетчиков обычно подают на специальный электронный усилитель, в котором амплитуды импульсов усиливаются(до 103 раз и более).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
