ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионизационные камеры и счетчики из "Радиоактивные индикаторы в химии основы метода Издание 2" возникающие после прохождения ионизирующей частицы через внутренний объем детектора, под действием электрического поля перемещаются к электродам, обусловливая тем самым появление электрического тока в цепи детектора. Зависимость силы тока от приложенного на электроды напряжения представлена на рис. 30. Участок ОВ графика соответствует области напряжений, в которой увеличение напряжения приводит к росту скорости перемещения ионов в межэлектрод-ном пространстве. Вследствие этого уменьшается вероятность их рекомбинации и ток в цепи возрастает. По мере дальнейшего увеличения напряжения наступает момент (напряжение 11 в), когда все образующиеся непосредственно под действием ионизирующих частиц ионы оказываются в состоянии достичь электродов, и дальнейшее увеличение напряжения от и в АО и с не приводит к росту силы тока к цепи. Ток, соответствующий этой области напряжений, называют током насыщения (участок ВС). Если напряжение на электродах и дальше увеличивать, то сила тока вновь начинает возрастать, причем значительно быстрее, чем на участке ОВ. [c.73] При достижении напряжения 1]в в детекторе возбуждается самостоятельный разряд, и сила тока скачкообразно возрастает. Отметим, что подавать на детектор напряжение, равное или большее, чем Ив, нельзя, так как любой детектор, в котором был возбужден самостоятельный разряд, быстро выходит из строя. [c.74] Для регистрации излучения используют две области напряжений область Овис, соответствующую току насыщения, и область исИв, в которой имеет место газовое усилений. Детекторы, работающие в первой области, обычно называют ионизационными камерами, во второй — счетчиками. Различие названий отражает разный характер систем регистрации, в которых эти детекторы применяются. [c.74] Системы регистрации могут предназначаться для регистрации либо отдельных ядерных частиц или у-квантов (дифференциальные системы), либо для регистрации потоков ядерных излучений (интегральные системы). С точки зрения радиотехники различие между обеими системами связано с разными скоростями стекания заряда с электродов детектора. Цепь, в которую включен ионизационный детектор (см. рис. 29), имеет эффективную емкость С и сопротивление Я. При прохождении ионизационного тока происходит разряд накопленного на электродах- заряда на сопротивление Я цепи. Время, за которое величина заряда на электродах уменьшается в е раз, равно произведению ЯС. Это произведение имеет размерность врегиени и называется постоянной времени. Если величина НС велика по сравнению со временем, проходящим между двумя последовательными попаданиями ядерных частиц в детектор, то достигается стационарный режим, и вся система регистрирует наличие некоторого постоянного тока в цепи. Наоборот, если величина РС относительно мала, то аппаратура, соответствующим образом сконструированная, сможет фиксировать электрические импульсы от отдельных частиц. Величины Я я С можно в определенных границах менять, и, в принципе, любой ионизационный детектор пригоден для включения в схемы регистрации обоих типов. [c.74] Но на практике по техническим причинам ионизационные камеры используют чаще всего только в интегральных системах регистрации, счетчики— в дифференциальных. Причины разграничения областей применения двух типов ионизационных детекторов состоят в следующем. [c.75] Из формулы (2.5) следует, что ионизационный ток, вызываемый прохождением одной частицы (п=1), очень мал и для того, чтобы регистрация отдельных частиц ионизационной камерой стала возможной, его необходимо значительно усилить. [c.75] Измерение очень слабых токов представляет технически сложную проблему. Поэтому при помощи ионизационной камеры трудно регистрировать отдельные частицы, и ее обычно включают в интегральные системы, предназначенные для регистрации потоков частиц или у-квантов. Так, ионизационные камеры нашли широкое применение для дозиметрии у- и жесткого -излучений. [c.75] Для того чтобы обеспечить возможность работы ионизационной камеры в интегральных системах, величина R должна быть достаточно велика. С этой целью в цепь включают высокоомное сопротивление —10 ом. При таких больших R даже очень малые токи, протекающие через ионизационную камеру, создают падение напряжения на сопротивлении величиной около 1 в, которое относительно просто зарегистрировать. [c.75] Пример 26. Рассчитаем ионизационный ток /нас в камере и падение напряжения AU, если в камеру за 1 сек попадает 10 -частиц кальция-45. Сопротивление Л = 10 ом. Размеры камеры таковы, что пробеги всех, -частиц укладываются в ее объеме. Препарат находится внутри камеры и поэтому ослабления -излуче-ния стенками камеры не происходит. [c.75] Заметим, что с помощью гальванометров трудно надежно регистрировать столь малые токи. [c.76] Такая величина уже может быть зарегистрирована с достаточной степенью точности. [c.76] Для специальных целей применяют ионизационные камеры, работающие в дифференциальных системах (импульсные ионизационные камеры). Такие камеры используют, например, при регистрации осколочных ядер, обладающих большой энергией и высокой ионизирующей способностью, при определении энергии а-частиц (в а-спектрометрии) и в некоторых других случаях. [c.76] В заключение отметим, что приведенные рассуждения об областях применения детекторов, работающих в дифференциальных и интегральных системах регистрации (называемых соответственно импульсными и токовыми детекторами), справедливы не только для ионизационных, но и для других методов регистрации излучений (в частности, сцинтилляционных). При проведении химических исследований с использованием радиоактивных индикаторов чаще всего применяют импульсные детекторы — счетчики, к рассмотрению которых мы переходим. [c.76] Вернуться к основной статье