Способ регистрации резонансного гамма-излучения

(51)4 .С 01 Т 1/16 88 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ССУД АРСПО ДЕЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сный 1 ц 8 п(56) Ковачев Б.Б. и др. Резонан полупроводниковый детектор п-Бь.-ПТЭ, У 4, 1978, с,. 70-71.Медведев Н.С. и др, Резонансный низкофоновый пропорциональный счетчик для мессбауэровских исследований, -ПТЭ, 1( 1, 1981, с. 50-53.(54).(57) 1. СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ РЕЗОНАНСНОГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ, заключаю-. щийся в том, что поглотитель, содержащий изотопы, для которых регистрируемое излучение является:резонансным, помещают в поток гамма-квантов и регистрируют возникающие в поглотителе электроны внутренней конверсии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности регистрации гамма-излучения путем увеличения толщины поглотителя, в качестве поглотителя используют диэлектрик, который помещают в электрическое поле и регистрируют ионизацию. от электронов, остановившихся в поглотителе.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум, поглотитель помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду, в которую с помощью электрического поля .-. вытягивают вторичные электроны ионизации из поглотителя и усиливают ионизационный сигналИзобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики и может быть использовано в мессбауэровской спектроскопии.5Известен способ регистрации резонансного гамма-излучения ядер, заключающийся в регистрации ионизационного сигнала от электронов внутренней конверсии, вылетающих из поглотителя в полупроводник.Недостатком этого способа является низкая эффективность регистрации резонансного излучения, которая ограничена тем, что толщина поглотителя не 15 должна превышать пробег электронов внутренней конверсии в материале поглотителя. Кроме того, поскольку неизвестна доля энергии вылетающих электронов; теряемая ими в поглотителе, 2 О невозможно отсечение фона путем амплитудного анализа сигналов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 25 способ регистрации резонансного гамма-излучения, заключающийся в том, что поглотитель, содержащий изотопы, для которых регистрируемое излучение является резонансным, помещают в поток гамма-квантов и регистрируют возникающие в поглотителе электроды внутренней конверсии.Недостатком данного способа являет- ляется низкая эффективность регистрации гамма-квантов, составляющая, например, для энергии 14,4 кэВ 2 - 37.Увеличить эффективность регистрации путем увеличения толщины поглотителя в рамках данного способа невозможно, 40 так как регистрируется ионизационный сигнал только от тех электронов внутренней конверсии, пробег которых не . укладьвается в поглотителе. Другой недостаток этого способа - неэффективное выделение полезного сигнала из фона путем дискриминации импуль сов по амплитуде, так как амплитуда ионизационного сигнала зависит от глубины. образования и направления вылета электронов внутренней конверсии, т.е. сам полезный сигнал имеет широкий спектр амплитуд. Следовательно, регистрировать гамма-кванты приходится в широком диапазоне энергий, что увеличивает фон.Целью изобретения является увеличение эффективности регистрации гамма-излучения путем увеличения толщины поглотителя, а также увепичениеотношения сигнал/шум.Цель достигается тем, что в способе регистрации резонансного гаммаизлучения, заключающемся в том, чтопоглотитель, содержащий изотопы,для которых регистрируемое.излучение является резонансным, помещаютв поток гамма-квантов и регистрируютвозникающие в поглотителе электронывнутренней конверсии, в качестве поглотителя используют диэлектрик, который помещают в электрическое поле ирегистрируют ионизацию от электронов, остановившихся в поглотителе.Поглотитель помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду,в которую с помощью электрического,поля вытягивают вторичные электроныионизации из поглотителя и усиливают ионизационный сигнал,При регистрации резонансного излучения ядер инертных. газов поглотитель получают путем конденсации соот-.ветствующего газа на подложку, которую охлаждают до температуры нижедебаевской (для аргона, например,Тд=85 К), Затем поглотитель вместе сподложкой помещают в вакуум, газообразную или полупроводниковую сре-ду (для создания условий усиленияполезного сигнала), находящуюся вэлектрическом поле напряженность Ей 1 кВ/см, вносят в поток гамма-квантов и регистрируют ионизационный сигнал от вторичных электронов со следов электронов внутренней конверсии, образующихся в результате взаимодействия гамма-квантов свеществом поглотителя. Так как подавляющее большинство электронов внутренней конверсии останавливается в поглоти- теле, то амплитуда измеряемого сигнала прямо пропорциональна их энергии, т.е. появляется реальная возможность амплитудного анализа импульсов и, следовательно, возможность отделения полезного сигнала от .фонового.Например, при поглощении гамма- квантов с энергией 40 кэВ (Хе) пробег электронов внутренней конверсии в твердом Хе равен 0,07 мг/см Эффективность регистрации гамма-квантов в этом случае при использовании традиционного способа не превышает 4 Е. Используя предлагаемый способ, эффективность регистрации можно существенно увеличить путем увелиСоставительРедактор С. Титова Техред М.Моргентал . Корректор М, Шароши Заказ 3611/1 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,бул. Проектная, 4 111158 чения толщины поглотителя. Например, при толщине слоя твердого Хе 1 мг/см 1=703.Путем вытягивания с помощью элект 5 рического поля вторичных электронов со следов электронов внутренней конверсии из поглотителя в вакуум, газообразную или полупроводниковую среду и усиления .ионизационного сиг нала, например, с помощью электролюминесценции в газе можно достигнуть превышения амплитуды полезного сигнала над шумами в 10 - 10 раз.зБлагодаря тому, что подавляющая 15 доля электронов внутренней конверсии останавливается в поглотителе, т,е. выделяют в поглотителе одну и ту же энергию, амплитуда иониэационных импульсов, создаваемых ими, строго 20 фиксирована (с точностью до флуктуаций.ионизации). Следовательно,ста 84новится возможным эффективно отделять полезный сигнал от фона путем отбора импульсов по амплитуде.Описанный способ может быть осуществлен, например, с помощью плоской ионизационной;камеры с сеткой и входным окном .для гамма-квантов, Электрическое поле в камере создают при помощи высоковольтного источника ., питания,. а ионизационный сигнал через спектрометрический усилитель подают на вход анализатора импульсов либо отбирают сигналы по амплитуде дифференциальным дискриминатором и регистрируют пересчетным устройством.Таким образом, предложенный способ позволяет повысить эффективность регистрации резонансных гамма-квантов в 20-30 раз и увеличить отношение сигнал/шум в 10-10 раэ.