Способ регистрации резонансного гамма-излучения

 

1. СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ РЕЗОНАНСНОГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в том, что поглотитель, содержащий изотопы, для которых регистрируемое излучение является фезонансным , помещают в поток гамма-квантов и регистрируют возникающие в поглотителе электроны внутренней конверсии , отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности регистрации гамма-излучения путем увеличения толщины поглотителя, в качестве поглотителя используют диэлектрик , который помещают в электрическое поле и регистрируют ионизацию, от электронов, остановивщихся в поглотителе . . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/щум, поглотитель помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду, в которую с помощью электрического :поля .-. (Л вытягивают вторичные электроны иошгзации из поглотителя и усиливают ионизационный сигнал.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

588 А (19) (11) 1) 4 .С 01 Т 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

I р гър У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬИ ЬЛ Я О 1 Е1 А

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

Мв

° а (21) 3586073/18-25 (22) 03.05.83 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71) Московский инженерно-физический институт (72) Б.У. Родионов и В.g. Чепель (53) 621.387.424 (088.8) (56) Ковачев Б.Б. и др. Резонансный полупроводниковый детектор -Si-" Sn, -ПТЭ, ¹ 4, 1978, с,. 70-71.

Медведев Н.С. и др. Резонансный низкофоновый пропорциональный счетчик для мессбауэровских исследований, -ПТЭ, №- 1, 1981, с. 50-53. (54).(57) 1. СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ РЕЗОНАНСНОГО AMMA-ИЗЛУЧЕНИЯ, заключаю-. щийся в том, что поглотитель, содержащий изотопы, для которых регистрируемое излучение является:резонансным, помещают в поток гамма-квантов и регистрируют возникающие в поглотителе электроны внутренней конверсии, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности регистрации гамма-излучения путем увеличения толщины поглотителя, в качестве поглотителя используют диэлектрик, который помещают в электрическое поле и регистрируют ионизацию. от электронов, остановившихся в поглотителе.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум, поглотитель помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду, в кото- а рую с помощью электрического поля вытягивают вторичные электроны ионизации из поглотителя и усиливают ионизационный сигнал

1111588

Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и может быть использовано в мессбауэровской спектроскопии. .)

Известен способ регистрации резонансного гамма-излучения ядер, заключающийся в регистрации ионизационного сигнала от электронов внутренней конверсии, вылетающих из поглотителя в полупроводник.

Недостатком этого способа является низкая эффективность регистрации резонансного излучения, которая ограничена тем, что толщина поглотителя не 15 должна превышать пробег электронов внутренней конверсии в материале поглотителя. Кроме того, поскольку неизвестна доля энергии вылетающих электронов; теряемая ими в поглотителе, 2<» невозможно отсечение фона путем амплитудного анализа сигналов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 2б способ регистрации резонансного гамма-излучения, заключающийся в том, что поглотитель, содержащий изотопы, для которых регистрируемое излучение является резонансным, помещают в поток гамма-квантов и регистрируют возникающие в поглотителе электроды внутренней конверсии.

Недостатком данного способа являетляется низкая эффективность регистрации гамма-квантов, составляющая, например, для энергии 14,4 кэВ 2 — 37.

Увеличить эффективность регистрации путем увеличения толщины поглотителя в рамках данного способа невозможно, 4О так как регистрируется ионизационный сигнал только от тех электронов внутренней конверсии, пробег которых не . уклад»вается в поглотителе. Другой недостаток этого способа — неэффективное выделение полезного сигнала из фона путем дискриминации импуль сов по амплитуде, так как амплитуда ионизационного сигнала зависит от глубины. образования и направления вы- 5< лета электронов внутренней конверсии, т.е. сам полезный сигнал имеет широкий спектр амплитуд. Следовательно, регистрировать гамма-кванты приходится в широком диапазоне энергий, что увеличивает фон.

Целью изобретения является увели- чение эффективности регистрации гамма-излучения путем увеличения толщины поглотителя, а также увеличение отношения сигнал/шум.

Цель достигается тем, что в способе регистрации резонансного гаммаизлучения, заключающемся в том, что поглотитель, содержащий изотопы, для которых регистрируемое.излучение является резонансным, помещают в поток гамма-квантов и регистрируют возникающие в поглотителе электроны внутренней конверсии, в качестве поглотителя используют диэлектрик, который помещают в электрическое поле и регистрируют ионизацию от электронов, остановившихся в поглотителе.

Поглотитель помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду, в которую с помощью электрического, поля вытягивают вторичные электроны ионизации из поглотителя и усиливают ионизационный сигнал.

При регистрации резонансного излучения ядер инертных газов поглотитель получают путем конденсации соот-. ветствующего газа на подложку, которую охлаждают до температуры ниже дебаевской (для аргона, например, Тд=85К). Затем поглотитель вместе с подложкой помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковую сре- ду (для создания условий усиления полезного сигнала), находящуюся в электрическом поле напряженность

Ей1 кВ/см, вносят в поток гамма-квантов и регистрируют ионизационный сигнал от вторичных электронов со следов электронов внутренней конверсии, образующихся в результате взаимодействия гамма-квантов с веществом паглотителя. Так как подавляющее большинство электронов внутренней конверсии останавливается в поглотителе, то амплитуда измеряемого сигнала прямо пропорциональна их энергии, т.е. появляется реальная возможность амплитудного анализа импульсов и, следовательно, возможность отделения полезного сигнала от .фонового.

Например, при поглощении гаммаквантов с энергией 40 кэВ (Хе ) пробег электронов внутренней конверсии в твердом Хе равен 0,07 мг/см

Эффективность регистрации гамма-квантов в этом случае при использовании традиционного способа не превышает

4Х. Используя предлагаемый способ, эффективность регистрации можно существенно увеличить путем увели1

Составитель

Редактор С. Титова Техред М.Моргентал . Корректор N. Шароши

Заказ 361)/1 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,бул. Проектная, 4 д

111 158 чения толщины поглотителя. Например, при толщине слоя твердого Хе

1 мг/см 1=707., Путем вытягивания с помощью элект5 рического поля вторичных электронов со следов электронов внутренней конверсии из поглотителя в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду и усиления .ионизационного сиг- 10 нала, например, с помощью электролюминесценции в газе можно достигнуть превышения амплитуды полезного сигнала над шумами в 10 — 10 раз. з

Благодаря тому, что подавляющая доля электронов внутренней конверсии останавливается в поглотителе, т.е. выделяют в поглотителе одну и ту же энергию, амплитуда иониэационных импульсов, создаваемых ими, строго 20 фиксирована {с точностью до флуктуаций.ионизации). Следовательно,ста8

4 новится возможным эффективно отделять полезный сигнал от фона путем отбора импульсов по амплитуде.

Описанный способ может быть осуществлен, например, с помощью плоской ионизационной;камеры с сеткой и входным окном .для гамма-квантов.

Электрическое поле в камере создают при помощи высоковольтного источника ., питания,. а ионизационный сигнал через спектрометрический усилитель подают на вход анализатора импульсов либо отбирают сигналы iso амплитуде дифференциальным дискриминатором и регистрируют пересчетным устройством.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить эффективность регистрации резонансных гамма-квантов в 20-30 раз и увеличить отношение сигнал/шум в 10 -10 раэ.