Пропорциональный счетчик Советский патент 1987 года по МПК H01J47/06 G01T1/16 

Изобретение относится к экспериментальньм методам ядерной физики и может быть использовано для проведения в мононаправленных полях тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) микродозиметрических измерений дифференциальных распределений поглощенной в сферических микрообъектах энергии при п кратных событиях энергопоглощения в них.

Цель изобретения - повьшение точности изменения п-кратных (п 2) спектров поглощенной энергий от редкоионизирующих высокоэнергетических тяжелых заря генных частиц в сферических чувствительных микрообъектах и сокращение времени измерения таких спектрмв.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема пропорционального счетчика низкого давления для измерения распределения поглощенной в сферических микрообъектах энергии в результате 2-кратных событий энергопоглощения в них; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 представлены результаты расчета распределения w(l)Ro.

ГТредставленньй счетчик имеет анод 1, расположенный на оси счетчика, катод 2, изготовленный в соответствии с уравнением, которое при

имеет вид:

I 1 J - °

(О

1 2 R

1. ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ СЧЕТЧИК, состоящий из последовательно расположенных катода с полостью, являющегося стенкой счетчика, сетки и анода, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измере.ния п-кратных (п 2) спектров поглощенной энергии от редкоионизирующих высокоэнергетических тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) в сферичес(r-2R)

2 R 1 6 А R ,. и сетку 3, вьтолненнуго в виде металлических нитей, натянутых параллельно аноду и обеспечивающих, вблизи не го электростатическое поле, близкое к полю цилиндрического конденсатора. Электроды анод 1 и сетка 3 отделены друг от друга и от катода 2 тканеэквивалентным изолятором 4. Толщина стенки счетчика выбрана такой, чтобы она была больше пр обега любого из дельта-электронов, выбитых ТЗЧ из атомов вещества стенки в процессе их ионизации. Работает данный счетчик следующим образом. Перед облучением его полост заполняется газом и после подключения к нему необходимых электронных схем (тех же, что и для СПС при измерении единичного микродозиметрического рас пределения) на анод подается напрядения UQ, на сетку напряжения U, U катод заземляется. Если теперь такой счетчик поместить в мононаправленное поле ТЗЧ и облучать его параллельно оси, то счетчик будет производить необходимые измерения. Для доказательства того, что распределение длин пробегов высокоэнергетических пролетных ТЗЧ в полости приведенного счетчика действительно соответствует распределение суммы длин путем от двух ТЗЧ, случайным об разом независимо друг от друга пересекающих сферический объем, вычислим свертку распределений Ч (х, R ) кратности 2. Тогда получим при О S 1 R, и(1) 2 R t 1 6 4 R (l-2Rj 1 2 о(1) 4 R 3 R. (1 - 2 Rj 24 R/ Результаты расчета по этим формулам распределения )() показаны на фиг. 3 сплошной линией. Здесь же показаны в виде гистограммы результаты расчета распределения J(1), проведенного на ЭВМ с использованием метода, Монте-Карло для розыгрьша координат точек падения ТЗЧ на поверхность детектора, облучаемого параллельно его оси, для которого зависимость R от 1 описывается уравнениями (1, 2). Как видно из фиг. 3, результаты машинного эксперимента хорошо согласуются с теоретическими. Использование предлагаемых несферических пропорциональных счетчиков для измерения п-кратных (п 2) спектров поглощенной в сферических микрообъемах энергии выгодно отличает от их СПС, так как, во-первых, приводит к сокращению времени измерения этих спектров приблизительно в п раз по сравнению с тем, когда для этой цели используется СПС, а, вовторых, к значительному повышению точности измерения таких спектров для микрообъемов с диаметрами порядка 1 мкм от высокоэнергетических ТЗЧ с очень малыми ЛПЭ. При зтом оптимальными вариантами данных счетчиков являются пропорциональные счетчики, предназначенные для измерения двухкратных и трехкратных спектров поглощенной в сферических микрообъемах энергии. Как показали расчеты, в условиях, когда точность измерения однократного (единичного) распредепения поглощенной в сферическом микрообъеме энергии невысока, знание спектров, измеренньк при помощи этих счетчиков, позволяет с более высокой точностью определять дозово-зависимые распределения поглощенной в сферическом микрообъете энергии, чем по однократному распределению. Кроме того, дополнительным преимуществом таких счетчиков перед СПС при измерении п-кратных спектров поглощенной в сферических микрообъемах энергии является то, что применение их позволяет упростить схему измерительных устройств, так как из-за введенной конструктивной особенности счетчика отпадает необходимость в устройствах, осуществляющих слежение за числом импульсов в детекторе, суммирование амплитуд импульсов, поступающих с него и остановку анализатора после проведения заданного числа сложений.

А I

А-А

J.

Фиг. 2