Способ спектрометрии потоков незаряженных частиц и квантов

 

Сущность изобретения: способ заключается в облучении объема детектора потоком излучения от источника через камеру Обскура или систему коллиматоров, измерении энергии каждой вторичной частицы и координаты точки ее возникновения в объеме детектора и определении по ним спектра излучения, испускаемого различными участками источника излучения. 1 з.п. ф-лы.

Известен способ спектрометрии гамма и нейтронного излучения, заключающийся в измерении ослабления пучка излучения в слоях вещества различной толщины. Анализируя полученные кривые ослабления, восстанавливают спектр исследуемого излучения [1] Недостатком способа является малая точность восстановления сложных спектров.

Обычно для спектрометрии потоков излучения со сложным спектром применяют способ, основанный на применении детекторов, регистрирующих заряженные частицы, образовавшиеся в объеме детектора, измеряют их распределение по энергии и по этому распределению восстанавливают спектр исследуемого нейтрального излучения. Этот способ принят за прототип [2] Недостатком способа является то, что обычно во всех детекторах измеряют усредненный по объему энергетический спектр вторичных заряженных частиц.

Однако при прохождении через объем детектора исследуемого излучения его спектр изменяется благодаря фильтрации излучения, проходящего через слои вещества детектора, и поэтому распредление вторичных частиц по энергии на различных глубинах в различных слоях будет различно. Поэтому будут различны и формы линий, измеренные на различных глубинах детектора. Обычные методы спектрометрии не учитывают изменений формы линий по глубине детектора. Это приводит к дополнительным погрешностям в восстановлении энергетического спектра первичного излучения.

Предлагаемый способ свободен от этого недостатка, так как предполагает измерения форм линий на различных глубинах и учет именно этих форм линий при восстановлении спектра излучения. Способ заключается в том, что измеряют энергию каждой вторичной частицы и координату точки ее возникновения в объеме детектора. Это позволяет по измеренным энергетическим и пространственным распределениям определить спектр падающего излучения. Наиболее очевидно измерение энергии каждой вторичной заряженной частицы одновременно с координатой точки взаимодействия осуществляется в пропорциональной дрейфовой камере [3] Предлагаемый способ позволяет также измерять спектры в различных участках изображения, проецированного на поверхность детектора. Для этого излучения от источника пропускают через камеру Обскура или систему коллиматоров, проецируют изображение источника на поверхность данного детектора, измеряют энергию каждой вторичной частицы и координату точности ее возникновения в объеме детектора и по измеренным энергетическим и пространственным распределениям определяют спектры излучения, испускаемого различными участками источника излучения. В качестве детектора излучения может быть применен любой трековый детектор, а именно камера Вильсона, пузырьковая камера, стременная камера, ядерная эмульсия, твердотельный трековый детектор.

Способ заключается в том, что на поверхность любого из этих детекторов проецируют изображение источника излучения и после соответствующей процедуры регистрации, индивидуальной для каждого детектора, получают распределение треков вторичных заряженных частиц в объеме детектора. Длину пробега каждого трека и координату начала каждого трека определяют обычными методами. Таким образом, с помощью любого из перечисленных детекторов можно определить (согласно п.1 формулы изобретения) энергию каждой вторичной частицы и координату точки ее возникновения в объеме детектора. Согласно п.1 по измеренным энергетическим и пространственным распределениям определяют спектр излучения, испускаемого различными участками источника излучения. Поверхность детектора облучают излучением, идущим от источника излучения через камеру Обскура или через систему коллиматоров, поэтому на поверхности детектора проецируется изображение источника излучения. Проведя описанные выше измерения в любой области изображения источника, можно измерить спектр излучения соответствующего участка источника излучения. Эксперименты, проведенные этим методом при исследовании рентгеновского излучения лазерной плазмы, показали, что спектры излучения оболочки отличаются от спектра излучения центральной части облученной лазером оболочечной мишени. Эксперименты проводились с помощью ядерных эмульсий, а также с помощью диффузионной камеры в ФИАНе на установках "Дельфин" и "Кальмар".

1. Абрамов А.И. Ю.А.Казанский, Е.С.Матусевич. Основы экспериментальных методов ядерной физики М. Атомиздат, 1970, с. 352.

2. Кушин В.В. Ляпидевский В.К. Михайлов Ю.А. и др. Препринт ФИАН N 72, 1979, с. 1-11.

3. Применение дрейфовых камер для исследования характеристик рентгеновскго излучения. В сб. "Экспериментальные методы и аппаратура в ядерно-физических исследованиях". М. Энергоатомиздат, 1984, с. 3-10 (авторы В.К.Ляпидевский, В.С.Чучурюнин).

Формула изобретения

1. Способ спектрометрии потоков незаряженных частиц и квантов, заключающийся в облучении объема детектора излучения от источника, регистрации заряженных частиц, образующихся в объеме детектора, измерении их распределения по энергии и использовании этого распределения для восстановления спектра исследуемого излучения, отличающийся тем, что измеряют энергию каждой вторичной заряженной частицы в объеме детектора и координату точки ее взаимодействия и по измеренным энергетическому и пространственному распределениям определяют энергетический спектр излучения, испускаемого источником.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что излучение от источника пропускают через камеру Обскура или систему коллиматоров, проецируют изображение источника на поверхность трекового детектора и определяют спектр излучения, испускаемого различными участками источника излучения.