Способ регистрации резонансного гамма-излучения Советский патент 1987 года по МПК G01T1/16 

сд

00

00 1 . I Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и может быть использовано в мессбауэровской спектроскопии. Известен способ регистрации резонансного гамма-излучения ядер, заклю чающийся в регистрации ионизационного сигнала от электронов внутренней конверсии, вылетающих из поглотителя в полупроводник. . Недостатком этого способа являетс низкая эффективность регистрации резонансного излучения, которая ограни чена, тем, что толщина поглотителя не должна превышать пробег электронов внзггренней конверсии в материале пог лотителя. Кроме того, поскольку неиз вестна доля энергии вьшетающих лект ронов, теряемая ими в поглотителе, невозможно отсечение фона путем амплитудного анализа сигналов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 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 воз никающие в поглотителе электроды внутренней конверсии. Недостатком данного способа являе ляется низкая эффективность регистра ции гамма-квантов, составляющая, например, для энергии 14,4 кэВ 2 - 3%. Увеличить эффективность регистрации путем увеличения толщины поглотителя в рамках данного способа невозможно, так как регистрируется ионизационный сигнал только от тех электронов внут ренней конверсии, пробег которых не укладывается в поглотителе. Другой недостаток этого способа - неэффективное выделение полезного сигнала из фона путем дискриминации импульсов по амплитуде, так как амплитуда ионизационного сигнала зависит от глубины.образования и направления вы лета электронов внутренней конверсии т.е. сам полезньй сигнал имеет широкий спектр амплитуд. Следовательно, регистрировать гамма-кванты приходится в щироком диапазоне энергий, что увеличивает фон. Целью изобретения является увеличение эффективности регистрации гамма-излучения путем увеличения толщи82ны 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.пазов поглотитель получают путем конденсации соот-. ветствуюцего газа на подложку, которую охлаждают до температуры ниже дебаевской (для аргона, например, ). Затем поглотитель вместе с подложкой помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковук сре-ду (для создания условий усиления полезного сигнала), находящуюся в электрическом поле напряженность Е-Х 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 поглотителя. 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 () пробег электронов внутренней конверсии в твердом Хе равен 0,07 мг/см. Эффективность регистрации гамма-квантов в этом случае при использ.овании традиционного способа не превышает 4%. Используя предлагаемый способ, эффективность регистрации можно существенно увеличить путем увели- nчения толщины поглотителя. Например, при толщине ело твёрдого Хе 1 мг/см i..70%, Путем вытягивания с помощью электрического поля вторичных электронов со следов электронов внутренней конверсии из поглотителя в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду и усиления .ионизационного сигнала, например, с помощью электролюми несценции в газе можно достигнуть превьшения амплитуды полезного сигнала над шумами в 10 - 10 раз. Благодаря тому, что подавляющая доля электронов внутренней конверсии останавливается в поглотителе, т.е. выделяют .в поглотителе одну и ту же энергию, амплитуда ионизационных импульсов, создаваемых ими, строго фиксирована (с точностью до флуктуаций ионизации). Следовательно,ста8новится 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 гго 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 раз.

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.