Сцинтилляционные детекторы, особенности использования сцинтилляционных детекторов при гамма-спектрометрии
Основными характеристиками спектрометрических детекторов являются: эффективность регистрации и энергетическое разрешение.
Энергетическое разрешение спектрометрического детектора. Под энергетическим разрешением детектора понимают способность детектора раздельно регистрировать близкие по энергетическому спектру линии. Разрешение детектора определяют по аппаратурному спектру на выходе детектору. Численно энергетическое разрешение, выраженное в процентах, характеризуют отношением ширины пика от моноэнергетического источника на половине высоты к энергии источника.
Рис.3. Расчет энергетического разрешения детектора;
A = (DE/E0)*100%
Энергетическое разрешение детектора, в паспортных данных, приводится для энергии g-квантов Е0 = 1 Мэв. Энергетическое разрешение уменьшается с ростом энергии излучения как (E)-0.5. В сцинтилляционном детекторе оно составляет 8 – 12% при энергии γ-излучения 1 Мэв. Кроме процессов, происходящих в самом сцинтилляционном детекторе, искажение реальных спектров γ-излучения, обусловлено также наличием аппаратурного разрешения – уширения пиков за счет процессов в электронных схемах прибора. В результате аппаратурное разрешение спектрометра с сцинтилляционным детектором составляет 8 – 14 % при энергии γ-излучения 1 Мэв. Следствием аппаратурного разрешения спектрометра является то, что пики, близко расположенных по энергии, не всегда разрешаются. Рис.4. Примеры различного разрешения двух, близких по энергии пиков: а) полное разрешение; б) частичное разрешение; в) пики не разрешаются (не разделяются). Е1 и Е2 – энергии гамма-квантов. Штриховая линия – индивидуальные спектры гамма-квантов, сплошная кривая – суммарный спектр, зарегистрированный детектором.
Эффективность регистрации - это отношение количества зарегистрированных сигналов к количеству частиц (g-квантов), падающих на детектор: e = (Nрег/Nсум)*100%
Эффективность регистрации сцинтилляционного детектора зависит от энергии гамма-квантов.
Рис.5. Зависимость эффективности регистрации гамма-квантов сцинтилляционным детектором.
При малых энергиях гамма-квантов, примерно до 30 КэВ, ε = 0%. С увеличением роста энергии гамма-квантов, эффективность их регистрации детектором растет, достигая максимума в районе 0.5 – 0.7 МэВ. Далее с увеличением энергии эффективность падает. Это приводит к искажению интенсивности пиков спектра гамма-квантов для веществ, испускающих гамма-кванты различных энергий.
Рис.6. Спектр тория, снятого сцинтилляционным детектором
Искажение спектра вследствие различной эффективности регистрации на разных энергиях, демонстрируется на рис.6. Из таблицы 1 следует, что интенсивность пиков гамма-квантов с энергиями 2.615 МэВ, 0.911 МэВ и 0.583 МэВ примерно одинакова, но из-за уменьшения эффективности регистрации с увеличением энергии, интенсивность пика 2.615 Мэв значительно меньше. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|