Pull to refresh

Comments 14

Привет с 18 кафедры МИФИ!)
Отличная статья по теме, надеюсь, часть 3 будет про полупроводниковые детекторы, а 4ая — про спектрометрию, сферы Боннера там и все дела, тогда этими статьями можно будет заменить курс прикладной ядерной физики у нас

Тогда падение напряжения на этом резисторе при мощности дозы 1 Р/ч составит 9,3 мВ и это значение вполне можно измерить.

1Р это доза при которой 2e9 ионов воздуха образовываются в одном кубическом сантиметре,
что мешает вместо 1 кубического сантиметра взять 5л бутыль обмотанную фольгой в качестве ионизационной камеры и получить в 5000 раз выше чувствительность?

Пятилитровую бутыль использовать помешает то, что ион вряд ли сможет пролететь такое расстояние по воздуху под атмосферным давлением, не рекомбинировав. Так что надо делать плоскую конструкцию или длинную трубу.

фон в 10мкР/ч в 5л это 10e-5[Р] х 2e9 х 5000[мл]/3600[с] = всего 30 000 электронов в секунду, ну или 5фА.
напряжение увеличить немного придётся чтобы растащить и они обратно сразу же не рекомбинировали, но вот вероятность что эти 30000 электронов/с в объёме 5л рекомбинируют с "чужим" ионом — имхо слишком маленькая.
при напряжении ~100В/0.1м, если я не напутал с подвижностью, средняя скорость у зарядов будет как раз около 0.1м/с то есть "время жизни" около секунды пока до стенки не долетит.
30000 ионов из ~10^23 молекул в 5л, пусть даже с длиной свободного пробега в 0.1мкм он 3e9 раз с кем нибудь столкнётся пока до стенки летит, всё равно вероятность рекомбинировать — около нулевая.

Собственно, около 1 секунды и есть время жизни ионов в воздухе при атмосферном давлении. То есть вероятность долететь или погибнуть, не долетев — соизмеримая. Это как раз та часть ВАХ, что левее плато. А значит, показания ионизационной камеры будут зависеть от внешних факторов, что не есть хорошо.
Плюс измерение этих 5 фА в здоровенной конструкции — очень неприятная задача. Тут будут мешать и случайные утечки по изоляторам, и термо- и спонтанная эмиссия, и многое другое, не говоря о банальных наводках. Так что не взлетит.

что значит погибнуть? а закон сохранения заряда?
измерение 5фА конечно непрятная задача, но измерение ровно тех же 5фА в 1см3 не особо приятнее, и уж точно не в 5000 раз, а вот чувствительность будет в 5000 раз меньше. ну ладно пусть не 5000, а 2000, раз 1/e 65% "погибнут" за эту же 1 секунду.

Погибнуть — это значит, не попасть на электроды. Варианты — рекомбинировать, осесть на стенки камеры, вступить в реакцию с нейтральной молекулой (образуется тоже ион, но с малой подвижностью и, соответственно, меньшим шансом долететь-таки до электрода).
То, что 65% «погибнут» — тут дело не в том, что ионы теряются, а в том, что мы выходим из удобной и стабильной области ВАХ.

Статья класс. Это вам не парафин в банке плавить

Отличная статья! Хотя для не-физика скорее сложная, чем простая.

Два вопроса:
1) Чем рисовали рисунок 1? Похоже на Пэйнт, но вроде бы не он. Чисто практический интерес. :)
2) «При такой энергии бессильны сцинтилляционные детекторы» — вот здесь не понял. Очевидно фотоны 20 кэВ «видно» на типовых сцинтилляторах.
1. Inkscape.
2. При 20 кэВ какой-нибудь NaI(Tl) дает ~ 600 фотонов, из которых в ФЭУ попадет ~ 400, и этого более чем достаточно, чтобы импульс зарегистрировать и сосчитать. Но какой-либо вменяемый спектр при таких энергиях получить от сцинтиллятора не удается.
Одной из причин этого является малое количество фотоэлектронов. При квантовом выходе 30% мы имеем всего лишь 120 фотоэлектронов. Статистическая неопределенность этой величины (одно среднеквадратичное отклонение) равна 9%, так что ПШПВ фотопика можно оценить в ~ 20%, и это теоретическая величина, выше которой не прыгнешь. На это наложится неопределенность числа вторичных электронов с первого динода, неоднородность квантового выхода фотокатода и множество других факторов, которые «вылезают» именно при слабых сигналах, фактически являясь источниками шума.
1) Спасибо!
2) Ну, это же уже совсем другое дело. Просто изначальная фраза звучала как «фотонов ниже 20 кэВ не видно» (может это мое личное ощущение). Понятно, что спектрометр надо на спадах собирать.
Поправил, сделал текст более определенным.
Кремниевые ФЭУ здесь вряд ли помогут. У них у самих на таких низких уровнях большой шум, который и нижнюю границу энергий отрежет, и разрешение испортит.
Дык, я же не именно про SiPM говорил, спады разные бывают. Например у нас спектрометр на CdTe-детекторе.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.