ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ (ФЭУ)

И – источник излучения;

Ф – фосфоры;

ВС – вспышка света;

ФД – фокусирующий динод (фотокатод);

УД – управляющий динод;

А – анод;

Up – рабочее напряжение;

СП – светопровод;

С – емкость;

Rн – нагрузочное сопротивление;

Rp – рабочее сопротивление

У – усилитель;

Р – регистратор;

АД – амплитудный дискриминатор;

ФК – формирующий каскад;

Ан – анализатор.

Вспышки света через светопровод освещают фокусирующий динод, т.е. фотокатод, на котором возникает пучок электрона (n₁). Управляющие диноды имеют положительный потенциал, который создается напряжением Uр через нагрузочные сопротивления динодов. Электроны n₁ ускоряются в электрическом поле ФЭУ и поступают на первый управляющий динод, на котором каждый электрон из группы n₁ выбивают n₂ вторичных электронов , т.е. их становится n_{1 *} n₂ и они летят на УД₂ . В результате этого начальный поток электрона (n₁) , достигнув анода, усиливается в К = n_{1 *} n_{2 *} n_{3 …..} n_n раз, где m – кол-во динодов. Если усиление динодов одинаково, то К = n^m. В современных ФЭУ m достигает 16, а величина К = 10⁵ ÷ 10⁸ раз.

На аноде А возникает электрический импульс, амплитуда которого пропорциональна кол-ву энергии, которое потеряли в сцинтилляторе α, β- частицы или γ-кванты.

Электрические импульсы с выхода ФЭУ идут на линейный усилитель У, амплитудный дискриминатор АД и могут быть зарегистрированы двумя способами:

- в первом способе импульсы идут через формирующий каскад ФК, после чего поступают на регистратор Р₁, который измеряет суммарное число импульсов. Этот способ применяется в переносных радиометрах, измеряющих общую интенсивность γ- или β- излучения;

- во втором способе импульсы идут в многоканальный анализатор Ан который сортирует их по амплитуде, а затем они идут на регистратор Р₂ . В этом способе определяется энергия излучения, автомобильных, самолетных и вертолетных приборах.

6.2.Краткие сведения о фосфорах.

Фосфоры бывают в виде неорганических и органических кристаллов, жидкости и газы. Неорганические кристаллы: Zn S (Ag); Na Y (TL); GY (TL); KY (TL); Li Y (Eu); Ca F₂. Активаторы , к-ые добавляются для улучшения световыхода – это Ag; TL и Eu.

Кристаллы ZnS(Ag) малопрозрачные и поэтому применяются на высоком β- и γ – фоне тонким покрытием.

Кристаллы Na Y (TL) и Gs Y (TL) хорошо прозрачны, они могут иметь больше размеры. Они имеют большую плотность (ρ = 3,2 ÷ 4,5 г/см³), высокий атомный номер и применяются для регистрации γ- и β- излучения.

Кристаллы Ca F₂ применяются для регистрации γ – излучения на высоком нейтронном фоне, т.к. сечение σ для Ca и F очень мало. (3,46 – Ca) Кристаллы LiY(Еu) применяются для регистрации ионов по α – лучам: ⁶Li (n γ ) ³ H.

Органические кристаллы - антроцан С ₁₄ Н₁₈, С₁₄Н₁₂; нафталин С₁₀Н₈ имеют малую плотность (ρ = 1,15 ÷ 1,25 г/см³) и Z. Поэтому применяются для регистрации α- и β- излучения. Малоэффективны для γ-излучения (в 10 раз эффективность уменьшается). Они содержат много водорода, поэтому применяются для измерения быстрых нейтронов.

Жидкие сцинтилляторы – растворы люминесцирующих веществ: фтолуол, ксенон с добавлением активаторов. Их можно делать любых размеров и форм, а радиоактивную пробу помещать в сцинтиллятор в виде раствора или суспензии. Это очень важно для измерения проб с малой активностью.

Газообразные сцинтилляторы – в основном чистые благородные газы Не; Аr; Kr; Xe или их смеси. Применяют для измерения воздушной среды, контроля периметра.

6.3.Особенности регистрации излучения.

Сцинтилляционные детекторы имеют высокую эффективность (для α и β = 100 % ) а для γ – квантов 25 ÷ 100 %.

Высокая эффективность, но высокий стабильный фон (темновой ток), который вызван ионизацией газа ФЭУ, выбиванием дополнительных ē с поверхности фокусирующего и управляющих динодов под действием положительных ионов. Темновой ток убирается с помощью дискриминатора АД.