Способ определения энергии ускоренных электронов Советский патент 1980 года по МПК H05H7/00 

1

Изобретение относится к ускорительной технике и предназначено для измерения энергии пучка моноэнергетических электронов в диапазоне 0,8 : 10 МэВ. Данный способ может быть использован в исследованиях в области экспериментальной ядерной физики, физике твердого тела, а также в других областях, где необходимо просто и с достаточной точностью определить энергию пучка ускоренных электронов.

В ускорительной технике заряженных частиц известны следующие способы определения энергии электронов: по длине пробега электронов в веш,естве с помощью трековых приборов или пропорциональных счетчиков; по интегральному ионизационному или сцинтилляционному эффекту с помощью ионизационных газовых или полупроводниковых детекторов; ио отклонению электронов в магнитном поле. Все эти способы трудоемкие и осуществляются с помощью сложного электронного оборудования.

Известен способ определения энергии электронов по глубине окрашенного слоя щелочно-галоидного кристалла (ШГК) облученного электронами.

При облучении быстрыми электронами щелочно-галоидных кристаллов, прозрачных до облучения, в последних образуются

радиационные дефекты кристаллической решетки, так называемые /-центры, которые поглощают свет видимой части спектра и обуславливают появление окраски 5 кристалла. Глубина окрашенной части характеризует пробег электронов в данном кристалле и зависит от начальной энергии электронов.

С помощью микрофотометра МФ-4 определяют изменение плотности окраски облученных кристаллов, по глубине окращенной части. По этой зависимости определяют значение так называемого экстраполированного пробега Кэ как точку пересечения

15 продолжения линейного участка кривой АВ с осью абсцисс (см. фиг. 1). По значению Кэ, используя известное соотнощение

(МэВ)1,9.(г/см) + 0,2 (1)

20 определяют энергию моноэнергетических электронов. Средняя ошибка такого определения составляет + и зависит от правильного выбора линейного участка кривой. При необходимости более быстрого определения энергии значение Ra определяют визуально без использования трудоемкой операции фотометрирования. Измеряя прозрачной линейкой толщину окращенного слоя и используя устнновленное ранее

30 соотношение Кэ 1,, по формуле (1)

также определяют энергию электронов. Средняя ошибка такого способа составляет до 12%.

Недостатком этого способа определения энергии является невысокая точность, так как значение э, входящее в формулу (1), зависит от выбора линейного участка АВ кривой плотности окраски (см. фиг. 1) в первом случае и от визуального определения глазом размытой гранипы между окрашенной и неокрашенной частями кристалла во втором случае.

Целью иастояш,его изобретення является увеличение точности измерения энергии электронов.

Указанная цель достигается тем, что прозрачиый до облучеиия щелочио-галоидный кристалл облучают электронами под углом 40-90° к поверхности дозой ие выше 10 эл/см

Было установлено, что после такого облучения в кристалле появляется дополнительная окрашенная полоса, паходяп;аяся на большей глубине, чем основная окрашенная часть кристалла (см. фиг. 2). В результате многочисленных экснериментальных исследовании была установлена следующая зависимость положения максимума плотности окраскр этой дополнительной полосы от энергии электронов Е:

Е (МэВ) 2, (г/см) +,25. (2)

Определяя с помощью прозрачпой лииейки или микрофотометра Мф-2 положение максимума шютности окраски доиолиительной окрашенной полосы .§м в облученном крнсталле и подставляя его значение в формулу (2) определяют энергию электронов.

Точность определения эиергнн в данном случае зависит в основном от ширины дополнительной окрашенной полосы, положение которой можно определить с большей точностью, чем значение авш ио размытой границе между окрашенной и неокрашенной частями облученного кристалла нри визуальном измерении и зНаченне Ra по кривой нлотности окраски ири микрофотометрировании. Средняя ошибка такого способа составляет + 2% прп микрофотометрировании п +5% при визуальном измерении прозрачной линейкой.

Пример. Проводилось определение энергии пучка мопоэнергетических электроиов но окраске кристалла КС1. На фиг. 2 ириведена фотография окрашенной частн кристалла и кривая микрофото.метрирования этой же окрашенной части. Кристалл облучали моиоэиергетически иучком электронов дозой 8-10+1 эл/см. Фотография облученного кристалла ириведена на фиг. 3. Микрофотометрирование ироводилось на

микрофотометре МФ-2. Полол ;ение максимума илотиости окрашенной полосы иашли 434 мм 0,862 г/см. Средияя ошибка оиределения положения + 2%. По формуле (2) определяем энергию.

Е (МэВ) 2,03-0,862 (г/см) + 0,25 2 + 0,04 (Мэ)

Дапный способ позволяет определять энергию моноэнергетических электронов со

средней ошибкой +2% в случае использования микрофотометрирования и + 5% прп визуальном определении ио прозрачиой линейке, что п является иоложительным эффектом данного снособа.

Формула изобретения

Способ оиределения энергии ускоренных электронов по глубине окрашенного слоя

щелочно-галоидного кристалла, облученного электронами, отличающийся тем, что, с целью повышеиия точности способа, кристалл облучают иучком электронов иод углом 40-ЭО к его иоверхности дозой не

выше эл/см н энергию электроиов Е (МэВ) находят но следующей зависимости:

Е - 2,03 R,, + 0,25,

где Км - положение максимума илотности окраски дополиительной окрашенной полосы в г/см.