А. Проверка разрешающей способности схемы совпадений

Схема совпадений

В работе используется установка ССА, которая предназначается для выделения и счета импульсов совпадений и антисовпадений. Допустим, что имеется два или более детекторов излучения, каждый из которых создает определенную последовательность импульсов. Если на выходе детекторов излучений появляются сигналы, совпадающие или сдвинутые по времени на некоторый интервал, не превышающий определенного значения , и эти сигналы подаются на какую-то схему, которая при этом создает на выходе импульс, то такая схема называется схемой совпадений. При этом различаются истинные совпадения и случайные. Истинные совпадения связаны с изучаемым физическим явлением. Случайные совпадения могут быть вызваны различными ядерными частицами или -квантами, прошедшими через зазор за интервал времени .Разрешающим временем схемы совпадений называется такой максимальный интервал времени, в течение которого два или более импульсов регистрируются как совпадающие. Если временной интервал между импульсами больше чем , то такая последовательность сигналов не должна регистрироваться, как совпадение. Чем меньше , тем меньше такая система будет регистрировать случайных совпадений, не связанных с изучаемым явлением.

Другой важной характеристикой схемы совпадений является ее эффективность. После прохождения зараженной частицы через детектор излучения, сигнал на его выходе появляется не сразу, а через некоторое время. Величина этой задержки колеблется в некоторых пределах, которые определяются типом счетчика и заранее не могут быть известны. Из-за указанной задержки на входы схемы совпадений поступают сигналы сдвинутые по времени один относительно другого даже в том случае, когда ионизирующие частицы прошли через детекторы одновременно. Если разрешающее время выбрано меньше максимального времени задержки появления импульса с детектора , то часть истинных совпадений не будет зарегистрирована схемой. Следовательно, для 100% эффективности схемы совпадений необходимо, чтобы >. Можно показать, что число случайных совпадений в ед. времени линейно связано с разрешающим временем: N_C=2N_AN_B, где N_A и N_B - число импульсов, поступающих на вход каналов и А и В в ед. времени. Для уменьшения числа случайных совпадений необходимо, чтобы N_C>>N_B. Важным параметром схемы совладений является ее чувствительность. Чувствительность схемы совпадений определяется минимальной амплитудой входных сигналов, при которой она работает нормально.

Работу схемы совпадений рассмотрим для случая двойных совпадений, т.е. когда требуется регистрировать совпадение в двух детекторах. В этом случае схема имеет два усилительных каскада (по одному в каждом канале) и два каскада формирования импульсов, а также схему для выделения совпадений и их счета. Рис.2.

Схема совпадений построена на двойном триоде (рис.3)

В начальном состоянии оба триода открыты, в анодной цепи, идет ток и на анодном сопротивлении, которое намного больше внутреннего сопротивления лампы, падает значительная часть анодного напряжения. Потенциал анода может заметно измениться только в том случае, если оба триода одновременно запираются, что происходит при одновременном поступлении на, оба входа импульсов отрицательной полярности.

При этом на выходе схемы возникает положительный импульс, который фиксируется пересчетным устройством.

Обычно в комплект прибора ССА входит и задерживающее устройство, предназначенное для создания временной задержке импульсов, поступающих в каналы схемы совпадений и определения ее разрешающей способности. Работа прибора происходит следующим образом:

Входной импульс, усиленный 2-наскадным усилителем, опрокидывает запертый мультивибратор. Далее импульсы запертого мультивибратора следуют по двум различным каналам: задерживающему и прямому.

Прямоугольный импульс запертого мультивибратора, следующий по задерживающему каналу, поступает на вход генератора пилообразного напряжения. На каждый приходящий импульс генератор пилообразного напряжения генерирует линейно возрастающий импульс, по длительности соответствующий импульсу запертого мультивибратора. Этот импульс поступает на вход порогового устройства, где опрокидывание запертого мультивибратора происходит в тот момент, когда

амплитуда пилообразного напряжения достигает величины порога срабатывания. Таким образом, произойдет запаздывание импульса относительно начального на (см.рис.5). Изменяя порог срабатывания запертого мультивибратора, можно изменять величину времени задержки импульса.

Этот импульс поступает затем на обострительный каскад, с него через делитель на катодный повторитель и на выход.

Импульс прямого канала с первого запертого мультивибратора поступает сразу на обострительный каскад, с него через делитель на катодный повторитель и на выход. В результате имеем два импульса: первый незадержанный (прямой), второй задержанный.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

А. Проверка разрешающей способности схемы совпадений

Включить задерживающее устройство и схему совпадений в сеть.

На задерживающем приборе тумблер "возбуждение" поставить в положение "внутреннее 50".

Каскадными кабелями соединить "выход I" и "выход 2" прибора со входами проверяемых каналов схемы совпадений. Остальные каналы при этом должны быть выключены.

Поставить тумблер "задержка" в положение 5 мк сек. и установить переключателем "установка времени задержки" задержку, соответствующую диапазону разрешающего времени схемы совпадений.

Тумблер пересчетки схемы совпадений поставить в положение "Пуск".

Вращая потенциометр "Установка времени задержки", найти границу работы схемы совпадений. Сумма времени, указанная на шкалах переключателя и потенциометра, являются разрешающим временем схемы совпадений на данном диапазоне.

Б. Определение энергии - излучения

1. Включить установку для счета совпадений.

2. Включить высоковольтные выпрямители, питающие счетчики АС-2, и подать на них рабочее напряжение.

3. Проверить фон счетчика в каждом канале. Включить оба канала на совладение и проверить фон.

4. Установить препарат перед "домиком" со счетными трубками и снять кривую зависимости числа совпадений от толщины поглотителя.

5. Найти величину и по графику определить энергию - лучей.