2. Методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений, классификация приборов
При взаимодействии радиоактивных излучений со средой происходит ионизация и возбуждение ее нейтральных атомов и молекул. Эти процессы приводят к существенным изменениям физико-химических свойств облучаемой среды, которые можно регистрировать. В зависимости от того, какое физико-химическое явление регистрируется, различают следующие методы измерения ионизирующих излучений: фотографический, химический, люминесцентный, сцинтилляционный, ионизационный.
Фотографический методоснован на измерении степени почернения фотоэмульсии.Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна дозе облучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу облучения, полученную пленкой.
Химический методоснован на том, что молекулы некоторых веществ в результате воздействия ионизирующих излучений распадаются, образуя новые химические соединения. Количество вновь образованных химических веществ можно определить различными способами. Наиболее удобным для этого является способ, основанный на изменении плотности окраски реактива, с которым вновь образованное химическое соединение вступает в реакцию. Так, хлороформ при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. По плотности окраски судят о дозе облучения.
Люминесцентный метод основан на способности некоторых веществ (активированное серебро, метафосфорное стекло, фтористый кальций) накапливать энергию от ионизирующих излучений. Затем при нагревании или освещении ультрафиолетовыми лучами они отдают накопленную энергию, которую можно измерить в лаборатории (термолюминесцентные и стеклянные дозиметры).
Сцинтилляционный метод основан на способности некоторых веществ (сернистый цинк, йодистый натрий, вольфрамат кальция и др.) испускать фотоны видимого света под воздействием радиоактивного излучения.Фотоны видимого света улавливаются специальным прибором – так называемым фотоэлектронным умножителем, способным регистрировать каждую вспышку.
Ионизационный метод основан на том, что под воздействием радиоактивных излучений в изолированном объеме происходит ионизация воздуха или газа. Если в облучаемом объеме создать электрическое поле, то под его воздействием электроны, имеющие отрицательный заряд, будут перемещаться к аноду, а положительно заряженные ионы – к катоду, т.е. между электродами будет проходить электрический ток, называемый ионизационным током. Чем больше интенсивность радиоактивных излучений, тем выше сила ионизационного тока. Это дает возможность, измеряя силу ионизационного тока, определять интенсивность радиоактивных излучений. Практически этот метод воплощен в виде специальных устройств – ионизационных камер и газоразрядных счетчиков.
Приборы, предназначенные для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими.
По назначению все приборы разделяются на индикаторы, рентгенметры, радиометры и дозиметры (комплекты измерителей доз).
Индикаторы предназначены для обнаружения радиоактивного излучения и ориентировочной оценки мощности дозы гамма-излучений. Эти приборы имеют простейшие электрические схемы со световой и звуковой сигнализацией. К этой группе относят ДП-64 и др.
Рентгенометры служат для измерений мощности дозы гамма- и рентгеновского излучения (уровня радиации). Сюда относят приборы ДП-5В, МКС-АТ6130А, ИМД-7 и др.
Радиометрами обнаруживают и определяют степень радиоактивного загрязнения поверхностей оборудования, одежды, продуктов и др. К этой группе относят приборы СЗБ-04, РКГ-0,1, КРВП-ЗАБ и др.
Дозиметры (комплекты измерителей доз) предназначены для определения суммарной дозы облучения, получаемой людьми за время нахождения их в районе действия, главным образом гамма-излучений. К этой группе относят приборы ДП-22В (ДП-24), ИД-1 и др.
Источник
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Методы измерения ионизирующих излучений основаны на различных физико-химических принципах.
В основе ионизационного методалежит явление ионизации газа в камере при взаимодействии излучения с веществом. Для измерения используются явления электропроводности ионизированного газа. В результате возникает ток между вмонтированными в камеру электродами, к которым подведено напряжение. В зависимости от режима работы приборы, основанные на появлении ионизационного тока в газах, могут использоваться для измерения плотности потоков частиц (пропорциональные счетчики, счетчики Гейгера-Мюллера) и для измерения мощности дозы и дозы излучения (ионизационные камеры).
Химические методыдозиметрии основаны на измерении выхода радиационно-химических реакций, возникающих под действием ионизирующих излучений. Так, при действии излучений на воду образуются свободные радикалы Н + и ОН + . Продукты радиолиза воды могут взаимодействовать с растворенными в ней веществами, вызывая различные окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся изменением цвета индикатора (например, реактива Грисса для нитратного метода). В частности, в основе работы ферросульфатного дозиметра лежит реакция:
Fe 2+ +ОН + →Fe 3+ +ОН — ,
а при работе нитратного дозиметра
Химические методы дозиметрии не обязательно связаны с водными растворами. Для этих целей применяются также органические растворы, изменяющие цвет пленки или стекла. Химические методы используются, как правило, для измерения дозы излучения.
Одним из вариантов химического метода является фотографический метод. В его основе лежит восстановление атомов металлического серебра из галоидной соли под влиянием излучений. Плотность почернения фотопленки после проявления зависит от дозы излучения. Данный метод часто используется в приборах контроля профессионального облучения.
Сцинтилляционные методыоснованы на регистрации вспышек света, возникающих при взаимодействии излучения с некоторыми органическими и неорганическими веществами (антрацен, стильбен, сернистый цинк и др.). Эти методы используют в приборах, предназначенных для измерения потоков фотонов и частиц.
Сущность люминесцентных методовсостоит в том, что под действием ионизирующего излучения в некоторых твердотельных изоляторах (кристаллах и стеклах) носители электрических зарядов (электроны и дырки) изменяют свое положение и частично задерживаются в местах, где имеются дефекты кристаллической решетки с соответствующими максимумами или минимумами электрического поля. Центры, образованные в результате захвата носителей заряда, обладают некоторыми разрешенными энергетическими уровнями, между которыми возможны квантовые переходы носителя заряда, соответствующие испусканию или поглощению энергии.
Это может отражаться в изменении оптических свойств (цвета и оптической плотности) стекла, в появлении способности к люминесцентному возбуждению под действием видимого и ультрафиолетового света (радиофотолюминесценции), в излучении световых квантов при освобождении носителей зарядов из центров-ловушек под действием теплового возбуждения (радиотермолюминесценции). Интенсивность возникающей люминесценции пропорциональна дозе излучения, в связи с чем эти методы применяются для измерения дозы излучения.
Для измерения доз нейтронов применяют наборы активационных детекторов, в которых поток и доза нейтронов определяются по наведенной в разных веществах активности. С той же целью применяются трековые детекторы, работа которых основана на регистрации следов тяжелых заряженных частиц, образующихся в веществе под действием нейтронов. Такими частицами могут быть осколки деления нептуния, изотопов урана в специальной пластинке — радиаторе, подвергнутой действию нейтронов. Следы образуют на специальной пленке — детекторе, находящейся в контакте с радиатором. Треки становятся видимыми после травления детектора (например, щелочью) и учитываются под микроскопом. Трековый метод,так же как и активационный метод, позволяет оценить флюенсы нейтронов в определенных энергетических диапазонах с последующим расчетным определением дозы. Из-за своей сложности эти методы применяются главным образом в лабораторных условиях.
Существуют и другие методы дозиметрии, применяемые в научных исследованиях и гигиеническом нормировании профессионального облучения. Некоторые из них, например, основанные на изменении электрических свойств полупроводников при действии излучения, перспективны для разработки полевых и индивидуальных средств дозиметрии.
Источник
Способы измерения ионизирующих измерений
Учебное пособие представляет собой сборник материалов к курсу лекций «Измерение ионизирующих излучений» в течение многих лет читаемых профессором И.Н.Бекманом студентам кафедры радиохимии химического факультета МГУ, а также слушателям некоторых институтов, как в России, так и за рубежом. В курсе рассматриваются детекторы a -, b — и g -излучений и нейтронов: ионизационные детекторы, черенковские счётчики, сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы, а также техника авторадиографии (как с использованием фотоматериалов, так и без). Отдельная глава посвящена детекторам элементарных частиц. Значительное внимание уделено электронной аппаратуре, используемой для регистрации и спектроскопии излучений. В последней части курса изложена радиометрия твёрдых тел, жидкостей и газов. Курс лекций предназначен для лиц, профессионально имеющих дело с измерением радиоактивных излучений (радиометристы-дозиметристы, радиохимики, геологи, экологи и др.). Излагаемый материал будет полезен и для тех, кто интересуется свойствами радиоактивных излучений и элементарных частиц, способами их качественного и количественного анализов.
Наша биосфера всю свою историю находилась и находится во взаимодействии с ионизирующими излучениями. Под ионизирующими излучениями (радиацией) понимают поток частиц или квантов электромагнитного излучения, взаимодействие которого с веществом приводит к ионизации и возбуждению его атомов и молекул. К ним относятся потоки электронов, позитронов, протонов, a -частиц, нейтронов, рентгеновское и g -излучение. Сюда же следует отнести потоки дейтронов, тритонов и других ионов или частиц – компонентов космического излучения или ускоренных на ускорителях до высоких энергий.
Рис.1 Шкала длин волн.
Длины волн электромагнитного излучения простираются в широком диапазоне (Рис.1). В данной лекции нас будут интересовать волны с длиной волны 10 нм и меньше, т.е. бы будем заниматься проблемой регистрации волн и частиц с энергией выше 20 кэВ.
Качественный и количественный анализ ионизирующих излучений необходим в различных областях науки и техники: ядерной физике, физике элементарных частиц, радиохимии, технике радиоактивных индикаторов, радиационной химии, радиационном материаловедении, дефектоскопии в сельском хозяйстве, медицине, экологии, геологии, атомной энергетике, в технологиях ядерно-топливного цикла, дозиметрии и радиационной безопасности, в практике обитаемых космических полётов и т. д. и т.п. Поэтому методы измерения ядерных излучений постоянно и весьма активно развиваются.
Методы регистрации радиоактивных излучений могут быть классифицированы по характеру взаимодействия излучения с веществом и по способам их измерения. Заряженные ядерные частицы могут быть обнаружены по их ионизирующему действию. Нейтральные частицы, например нейтроны и гамма-кванты, непосредственно не производят ионизации, однако, взаимодействуя с ядрами, могут вызвать образование вторичных заряженных частиц.
Работа детекторов излучения основана на взаимодействии излучений с веществом детектора. Энергия излучения, поглощённая непосредственно или с помощью специальных устройств, вызывает в цепи детектора излучения электрический ток, прохождение которого регистрируется измерительными схемами. В некоторых случаях результаты взаимодействия излучения с веществом могут наблюдаться, например, по потемнению фотоплёнки, свечению фосфоров. Однако в радиометрической практике наиболее широко применяются простые и надёжные детекторы излучения, позволяющие использовать электрические схемы регистрации.
Для получения необходимой информации о составе и характеристиках радиации, её преобразуют чаще всего с помощью соответствующих приборов в электрические сигналы, которые затем измеряют, сортируют и регистрируют радиометрической аппаратурой. Радиометрические приборы состоят из детекторов, в которых происходит преобразование энергии излучения в электрическую или др. сигналы, и регистрирующих устройств. Детекторы могут быть ионизационными, сцинтилляционными, трековыми и другими в зависимости от того, на каком из эффектов основано их действие. По агрегатному состоянию рабочего тела различают газонаполненные, жидкостные, твердотельные детекторы; по типу регистрируемого излучения-детекторы a -частиц, b -частиц, g -квантов, нейтронов. Существуют два метода измерения излучений ионизационными детекторами. Первый состоит в измерении среднего значения постоянного тока интегрирующей ионизационной камеры посредством электрометрического усилителя. Этот метод наиболее простой. Второй метод заключается в счёте числа импульсов, вырабатываемых соответствующим детектором под действием излучения. Этот метод намного более чувствителен. Кроме того, рабочий сигнал импульсных камер, пропорциональных и сцинтилляционных счётчиков содержит информацию двух видов: число импульсов говорит об интенсивности радиации, амплитуда импульсов – об энергии частиц. Амплитуда импульсов измеряется посредством многоканальных анализаторов. Развитие импульсных ускорителей частиц привело к разработке специальных быстродействующих счётных установок. Необходимость детального изучения ядерных процессов потребовало создание координатных детекторов (камера Вильсона, пузырьковая камера и др.).
В данном небольшом курсе лекций мы попытались отразить все существующие на сегодня методы регистрации ионизирующих излучений. Начнём рассмотрение с традиционных детекторов радиации: ионизационных детекторы (ионизационные камеры, пропорциональные счётчики, счётчики Гейгера-Мюллера), сцинтилляционные и черенковские счётчики, полупроводниковые детекторы) в плане их применения для регистрации a-, b- и g-излучений. Затем перейдём к довольно специфическим методам регистрации нейтронов. Важнейшую составляющую системы регистрации (усилители, дискриминаторы, счётные устройства, анализаторы и т.п. мы рассмотрим весьма коротко). Более подробно мы остановимся на спектроскопии ядерных излучений, в том числе – нейтронов. Изложение будет касаться основных компонентов радиометрических устройств, но мы также упомянем некоторые приборы, выпускаемые в настоящее время серийно. Вторая часть курса посвящена технике авторадиографии. Здесь основное внимание будет уделено использованию фотоматериалов для целей макро- и микро (трековой) авторадиографии, но всё же будут упомянуты и альтернативные методы авторадиографии (применение плёночных полимерных трековых детекторов, окрашиваемых плёнок и др.). Третья часть курса посвящена координатным детекторам элементарных частиц (камера Вильсона, пузырьковая камера, искровая камера и др.) и методу калориметрии. Четвёртая часть посвящена радиометрии, т.е. совокупности методов измерений активности радионуклидов в радиоактивных источниках – твёрдых, жидких или газообразных. Здесь существенное внимание уделено методам достоверной регистрации нестационарных концентраций движущихся флюидов.
Данный курс лекций читается в тандеме с курсами: «Радиоактивность и радиация» и «Обработка результатов радиометрии и радиохимического эксперимента». Материалы для них можно найти на том же сайте httm//profbeckman.narod/ru/.
(Тексты в формате PDF)
Для получения необходимой информации о радиоактивном распаде, ионизирующее излучение преобразуют чаще всего с помощью соответствующих детекторов в электрические сигналы, которые затем измеряют, сортируют и регистрируют радиометрической аппаратурой.
Детектор (индикатор) излучения – объект, позволяющий обнаружить наличие ионизирующего излучения путем непосредственного взаимодействия с веществом этого объекта.
Применяемые типы детекторов рассчитаны на регистрацию различных видов излучения (альфа- и бета-частиц, рентгеновского и гамма-излучения, нейтронов, протонов и т.п.) в широком диапазоне их энергии. Обычно они используются для определения состава излучения и измерения его интенсивности, измерения спектра энергий частиц, изучения процессов взаимодействия быстрых частиц с атомными ядрами и процессов распада нестабильных частиц.
В небольшой серии лекции мы рассмотрим наиболее широко используемые детекторы a -, b — , g — и нейтронного излучения, акцентируя внимание на принципах их действия и характеристиках. Здесь мы ограничимся ионизационными детекторами и черенковскими счётчиками. Использование для целей детектирования других эффектов, сопровождающих прохождение излучений через вещество будет рассмотрено в последующих лекциях. Термолюминисцентные детекторы будут описаны в цикле лекций, посвящённых дозиметрии ионизирующих излучений.
1. ИОНИЗАЦИОННЫЕ ДЕТЕКТОРЫ
Информативность любого радиохимического эксперимента опыта напрямую определяется возможностями тех детекторов, которые в нём используются.
Общие требования к детектирующей аппаратуре сводятся к определению типа частицы (идентификации) и её кинематических характеристик (энергии, импульса и др.). Часто тип частицы известен заранее и задача упрощается.
Основными характеристиками детектора являются – эффективность (вероятность регистрации частицы при попадании её в детектор), временнoе разрешение (минимальное время, в течение которого детектор фиксирует две частицы как отдельные) и мёртвое время или время восстановления (время, в течение которого детектор после регистрации частицы либо вообще теряет способность к регистрации следующей частицы, либо существенно ухудшает свои характеристики). Если детектор определяет энергию частицы и (или) её координаты, то он характеризуется также энергетическим разрешением (точностью определения энергии частицы) и пространственным разрешением (точностью определения координаты частицы).
1.1 Газонаполненные детекторы ионизационного типа
1.2 Ионизационная камера
Ионизационная камера, прибор для исследования и регистрации ядерных частиц и излучении, действие которого основано на способности быстрых заряженных частиц вызывать ионизацию газа
1.2.1 Принципы работы и основные характеристики
1.2.2 Конструкция ионизационной камеры
1.2.3 Токовые камеры
1.2.4 Импульсные камеры
1.3 Пропорциональный счётчик
Пропорциональный счётчик, газоразрядный прибор для регистрации ионизирующих излучений, создающий сигнал, амплитуда которого пропорциональна энергии регистрируемой частицы, теряемой в его объеме на ионизацию
1.4 Счётчик Гейгера-Мюллера
Счётчик Гейгера (или счётчик Гейгера-Мюллера) — газонаполненный счётчик заряженных элементарных частиц, электрический сигнал с которого усилен за счёт вторичной ионизации газового объёма счётчика и не зависит от энергии, оставленной частицей в этом объёме
2. ЧЕРЕНКОВСКИЙ ДЕТЕКТОР
Черенковский счётчик, прибор для регистрации заряженных частиц и g -квантов, в котором используется излучение Черенкова-Вавилова
В данной лекции мы продолжим рассмотрение современных методов детектирования радиоактивных излучений, испускаемых радионуклидами. Здесь мы удили внимания сцинтилляционным счётчикам, полупроводниковым, диэлектрическим и кристаллическим детекторам, пузырьковым детекторам нейтронов, а также химическим и калориметрическим методам измерения ионизирующих излучений
СЦИТИЛЛЯЦИОННЫЕ СЧЁТЧИКИ
Сцинтилляционный счётчик — прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, g-квантов, мезонов и т. д.), основными элементами которого являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).
1.1 Принцип работы сцинтилляционного счётчика
1.2 Сцинтилляции и сцинтилляторы
1.3 Светопреобразователи
1.4 Фотоэлектронные умножители
1.5 Конструкции сцинтилляционных счётчиков
1.6 Шумы сцинтилляционного счётчика
1.7 Свойства сцинтилляционных счётчиков
1.8 Применение сцинтилляционных счётчиков
Лекция 3. ИЗМЕРЕНИЕ ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ: регистрация нейтронов
Нейтроны (особенно – тепловые) не относятся к ионизирующим излучениям, поэтому их регистрация стандартными методами радиометрии невозможна – приходится изобретать особые приёмы, причём нейтроны разной энергии регистрируются разными способами.
В данной лекции мы рассмотрим различные методы регистрации потоков нейтронов (как быстрых, так и тепловых). Будут представлены и лабораторные и промышленные методы. Спектроскопия нейтронов будет обсуждена в одной из последующих лекций.
КОМПОНЕНТЫ ЯДЕРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
Электрические схемы радиометрических приборов представляют собой определённые сочетания соответствующим образом соединённых деталей, предназначенных преимущественно для преобразования параметров электрических сигналов, поступающих в схемы от детекторов ядерных излучений.
Коротко остановимся на основных компонентах радиометрической аппаратуры. В состав радиометрического прибора обычно входят:
— детектор ионизирующего излучения с источником электропитания (здесь энергия ионизирующего излучения преобразуется в электрический сигнал);
— блок преобразования электрических сигналов (здесь осуществляется изменение амплитуды, формы, количества, длительности электрических сигналов и их анализ, т.е. приведение полученных с детектора электрических сигналов к виду, удобному для их расшифровки и регистрации);
— регистрирующее и показывающее устройство (здесь регистрируются преобразованные электрические сигналы, и выдаётся информация о параметрах ионизирующего излучения, попавшего на детектор).
2.1 Усилители
2.2 Цифровые процессоры сигналов
2.3 Дискриминаторы
2.4 Анализаторы импульсов
2.5 Пересчётные схемы
2.6 Измерители скорости счёта
2.7 Схемы совпадений
2.8 Схемы антисовпадений
2.9 Время-амплитудный конвертор
2.10 Аналого-цифровые преобразователи
2.11 Режекция наложений
2.12 Мёртвое время
2.13 Оптимальная скорость регистрации
2.14 Линейные ворота (линейный пропускатель)
2.15 Устройства временного согласования сигналов
Лекция 5. СПЕКТРОМЕТРИЯ ЯДЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Под понятием «спектр» (лат. spectrum от лат. spectare — смотреть) понимают совокупность значений и/или их распределение по какому-либо параметру, которую может принимать наблюдаемая величина. Обычно термин употребляется для характеристики распределения потока электромагнитного излучения или частиц по длинам волн или энергии. Спектроскопия – раздел физики, посвященный изучению спектров взаимодействия излучения и материи (в том числе, электромагнитного излучения, радиации, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц.
Ядерная спектроскопия — раздел ядерной физики, посвященный изучению дискретного спектра ядерных состояний — определение энергии, спина, чётности, изотопического спина и др. квантовых характеристик ядра в основном в возбуждённых состояниях. Значение этих данных необходимо для выяснения структуры ядер и получения сведений о силах, действующих между нуклонами. Установление перечисленных характеристик производится путём измерения энергий, интенсивностей, угловых распределений и поляризаций излучений, испускаемых ядром либо в процессе радиоактивного распада, либо в ядерных реакциях. Получение спектроскопических данных по исследованию радиоактивного распада часто называется спектроскопией радиоактивных излучений, причём различают a -, b — и g -спектроскопии в соответствии с типом излучений.
Арсенал технических средств современной ядерной спектроскопии чрезвычайно разнообразен. Он включает в себя магнитные спектрометры для измерения энергий заряженных частиц, кристалл-дифракционные спектрометры для измерения энергий g -излучения, различные детекторы ядерных излучений, позволяющие регистрировать и измерять энергию частиц и g-квантов по эффектам взаимодействия быстрых частиц с атомами вещества (возбуждение и ионизация атомов). Среди спектрометрических приборов этого типа большое значение приобрели твердотельные детекторы сочетающие сравнительно хорошее энергетическое разрешение с высокой «светосилой».
Благодаря появлению полупроводниковых детекторов и развитию ускорительной техники, а также применению ЭВМ стало возможным создание автоматизированных измерительных комплексов, позволяющих получить большие объёмы систематизированной прецизионной информации о свойствах ядер. Методы ядерной спектроскопии применяются практически во всех ядерных исследованиях, а также за пределами физики (в биологии, химии, медицине, технике). В данной лекции мы рассмотрим различные методы спектроскопии ядерных излучений, включая нейтроны.
СПЕКТРОМЕТРЫ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
3.1 Измерение спектра методом анализа амплитуд импульсов
3.2 Спектрометрия тяжёлых заряженных частиц
3.3 Спектрометрия b -излучения
СПЕКТРОМЕТРИЯ g -ИЗЛУЧЕНИЯ
4.1 Магнитные g -спектрометры
4.2 Сцинтилляционный g -спектрометр
4.3 Полупроводниковые g -спектрометры
4.4 Альтернативные методы g -спектрометрии
Лекция 6. СПЕКТРОМЕТРИЯ НЕЙТРОНОВ
По аналогии с классической оптической техникой нейтронную спектроскопию можно разделить на спектроскопию испускания и поглощения. Первая изучает нейтроны, которые испускаются в ядерных реакциях или рассеиваются на образце, помещенном в интенсивный нейтронный пучок. К спектроскопии поглощения относится изучение полных нейтронных сечений методом пропускания или, несколько шире, все работы по определению сечений, а также эксперименты по нейтронной дифракции, которые аналогичны классическому рентгеноструктурному анализу. Единственной общей чертой экспериментов общего типа является измерение длины волны или энергии используемых нейтронов. Техника, применяемая для измерения энергии нейтронов, различна в разных диапазонах. При низких энергиях (Еn 1 МэВ) можно определять измерением энергии заряженных частиц — продуктов реакций, вызванных нейтронами, например в реакции 3 Не(n,р)T или в упругом выбивании протонов. Можно также проводить эксперименты с нейтронами, испускаемыми в реакциях типа 7 Li (n, a ) 7 Ве с монохроматическими заряженными частицами. В этом случае энергия нейтронов фиксирована. Однако существует техника, позволяющая прецизионно измерять энергии нейтронов практически по всему интересующему интервалу энергии (от 10 -2 до 10 8 эВ), а именно метод времени пролета, когда нейтроны посылаются короткими импульсами и измеряется время их пролета на известном расстоянии. Имея достаточную интенсивность, можно всегда произвольно улучшить точность этих измерений, увеличивая пролетную базу, и, более того, с помощью многоканальных временных анализаторов одновременно измерять тысячи различных значений энергии нейтронов.
В данной лекции мы рассмотрим основные методы спектроскопии нейтронов и существующие типы нейтронных спектрометров.
Источник
