Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
Детекторами ионизирующих излучений называют устройства, предназначенные для обнаружения излучений и частиц, определения состава излучения и измерения его энергетического спектра. Детекторы являются датчиками сигнала по отношению к измерительной аппаратуре.
Для реализации детекторов используют разнообразные эффекты, возникающие при взаимодействии излучения с веществом.
Следовые детекторы позволяют определять траекторию частицы и длину ее пробега в веществе. Так, в камере Вильсона, заполненной перегретым паром, движущаяся частица оставляет след в виде мелких капелек жидкости на центрах конденсации, например, на ионах, образующихся на пути движения заряженной частицы. Капельки достигают видимых размеров и могут быть сфотографированы. Природу и свойства исследуемых частиц устанавливают по величине пробега и искривлению следов частицы под действием магнитного поля. В пузырьковой камереследчастицы образуется за счет вскипания перегретой жидкости вдоль траектории частицы. Этот след отмечается цепочкой пузырьков пара и может быть сфотографирован.
Действие широко распространенных ионизационных детекторов основано на измерении числа и параметров электрических импульсов, возникающих из-за движения ионов, образовавшихся в газе или полупроводниковых материалах под действием излучений.
|
Между катодом и анодом газоразрядной трубки, создается разность потенциалов. При попадании частицы в детектор в газе образуется некоторое количество ионов. Под действием разности потенциалов между катодом и анодом возникает импульс тока, протекающего по сопротивлению R.Амплитуда этого импульса пропорциональна числу ионов, участвующих в его образовании, и зависит от напряжения.
Не производя детального анализа работы этого детектора отметим, что по амплитуде электрического сигнала можно судить об энергии ионизирующих частиц, а по числу импульсов – об их количестве.
Детектирование фотонного излучения и частиц ионизационными детекторами производится по степени ионизации в определенном объеме вещества. Рентгеновские и гамма-кванты, имеющие большую длину пробега в газе, в небольшом его объеме редко производят ионизацию. Они, преимущественно, выбивают электроны из атомов вещества стенок трубки, которые, попадая в газ, его ионизируют.
|
В люминесцентных детекторахиспользуются особые вещества (люминофоры), которые способны накапливать поглощенную энергию ионизирующих излучений, а затем выделять ее в виде света под действием дополнительного возбуждения. Это возбуждение осуществляется нагревом люминофора или ультрафиолетовым облучением. Особенностью люминесцентных детекторов является их способность сохранять информацию о дозе. В нужный момент она может быть получена путем дополнительного облучения.
Фотографические детекторыоснованы на том, что степень почернения дозиметрической фотопленки в некотором диапазоне почернений пропорциональна экспозиционной дозе.
В химических детекторах регистрация частиц производится по тем химическим превращениям, которые происходят под действием ионизирующего излучения. Причем, измеряемая концентрация продуктов химической реакции пропорциональна интенсивности излучения. Достоинством химических детекторов является возможность реализовать их свойства поглощать энергию ионизирующих излучений совпадающими с поглощающими свойствами биологической ткани, т.е. создавать тканевоэквивалентные детекторы.
Рассмотрим теперь особенности детектирования различных ионизирующих частиц (см. рис.3.4).
|
Детектирование бета-частиц, обладающих большей длиной пробега, несколько проще. Однако, надо иметь в виду, что длина пробега бета-частиц зависит от их энергии. Поэтому обнаружить бета-частицы, возникающие при распаде 
, проще чем при распаде 
, поскольку максимальная энергия последних намного меньше, и эти бета-частицы практически полностью поглощаются миллиметровыми слоями вещества.
Наиболее просто детектируются гамма-излучение, возникающие при радиоактивном распаде, т.к. гамма-кванты обладают большой длиной пробега. Они могут быть зарегистрированы даже в том случае, когда излучающие их радионуклиды расположены глубоко внутри исследуемого образца.
Так, при распаде 
возникает за единицу времени большое число гамма-квантов высокой энергии (активность высока из-за малого периода полураспада). Поэтому детектирование гамма-излучения этого радионуклида, находящегося в окружающей среде и внутри организма, не представляет технических сложностей. Регистрация гамма-квантов, образующихся при распаде , также не вызывает особых проблем.
 
|
в 
за счет отрицательного бета-распада. 
