Способ модуляции позитронного пучка

(57) Использо рительная те позитронный дулятор - тон ром создает изменения ве го производи ранов. Глуби зависит от то от напряженн дулятора опр настью позит М 4 етические основы отонного излуче , 1985, с,48, ческое измерени ин. М.: Энергия, Теорхники фмиздатлектривелич ЯЦИИ ПОЗИТРОНН оиз жет и ть ительных пр ли компенс яции потоков измеритель- применении В компенсаотока излучеем клина или щения источбы связаны с ием каких-то стройств, что кими и инеотся исключесхемы измес модуляцией вышение на- уменьшение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к ной измерительной технике и использовано в схемах измер образователей с модуляцией и цией потоков.Известны способы модул излучения в радиоизотопной ной технике, основанные на различного рода абтюраторов, ционных схемах изменение и ния достигается испальзовани шторки, а также путем переме ника излучения.Однако известные спасо вращением или перемещен элементов измерительных у делает их сложными, громозд ционными.Целью изобретения являе ние движущихся элементов из рительного преобразователя или компенсацией потока, по дежности, быстродействия и размера модулятора. Ы 1772826 А 1 вание: радиоизотопная измехника. Сущность изобретения; пучок пропускается через мокий слой диэлектрика, в котося электрическое поле, путем личины и направления которотся изменение потока позитна модуляции квадратичного лщины модулятора и линейно ости поля. Эффективность моеделяется дрейфовой подвиж- ранов. 3 ил. Эта цель достигается пропусканием. позитронного пучка через модулятор - пластину (пленку) из диэлектрического материала с высокой подвижностью позитронов, в которой создается постоянное или переменное электрическое поле. направленное вдоль или против пучка позитронов.Аннигиляционное излучение, в которое может быть конвертирован пучок позитронов, будет также модулированным. Кон верторам может служить непосредственно сам модулятор или слой вещества, поглоща- Со ющий позитроны, прошедшие через модулятор, Кроме того, если позитронный р бета-распад радионуклида сопровождается испусканием ядерных гамма-квантов, заметно отличающихся по энергии от аннигиляционных гамма-квантов, то поток ф ядерных гамма-квантов не подвергается модуляции и может служить в качестве опорного потока или "второго" источника в дифференциальных схемах.В области толщин диэлектрика и напряженностей электрического поля, представ 1772826ляющих практический интерес, действие модулятора можно описать следующим выражением;г-- 2 а( г+ -- )я -- а,иг епри условии, что и т е ( ( х,где й + и И - интенсивности позитронного пучка после модулятора соответственно при наличии поля, приложенного против пучка (знак плюс) и по пучку(знак минус) позитронов, и в отсутствии поля;а - линейный коэффициент поглощения позитронов в отсутствии электрического поля;,и - дрейфовая подвижность позитронов;т - среднее время жизни позитронов до аннигиляции;е - заряд позитрона;- эмпирический параметр порядка единицы, определя 1 ощий зависимость коэффициенты поглощения позитронов в веществе от максимальной энергии позитронов бета-распада;у - эмпирический параметр порядка единицы, определяющий влияние электрического поля на коэффициент поглощения позитронов;х - толщина модулятора;Еп) - максимальная энергия позитронов бета-распада;е - напряженность электрического поТолщина модулятора, необходимая для достижения заданной глубины модуляции позитронного пучка, зависит от ряда факторов, среди которых наиболее существенным может оказаться подвижность позитронов. Идеальным для модулятора был бы такой материал, который будучи диэлектриком обладал бы в то же время свойством позитронного сверхпроводника. Сочетание высоких значений подвижности позитронов и удельного сопротивления в материале модулятора позволило бы пропускать через модулятора поток позитронов без существенного ослабления за счет "выдувания" остановившихся позитронов электрическим полем, Такой модулятор может выполнять и Функцию "затвора" для позитронного потока, Систематические исследования позитрон ной подвижности в различных материалах не проводились и поэтому в настоящее время указать материал, обладающий указанными выше свойствами не представляется возможным,Кривые на фиг, 1 и фиг. 2 получены для модулятора на основе пленок полиэтилена разной толщины (как в однослойном, так и в многослойном исполнении) с алюминиевыми покрытиями в качестве электродов; источник позитронов - радионуклид натрий - 5 22.На фиг, 1 кривая 1 изображает функциюослабления позитронного пучка в модуляторе; сплошная линия - экспонента, Кривая 2 на фиг. 1 показывает зависимость относи тельного изменения потока позитронов оттолщины слоя полиэтилена в электрическом поле 10 Вlм, причем 1 сплошная линия 2 - парабола, На фиг. 2 показана зависимость относительного изменения потока позитро нов от напряженности электрического поляв слое полиэтилена толщиной 0,32 мм. Судя по положению вершины параболы 2 на фиг, 1, подвижность позитронов в полиэтилене-4 2довольно велика (около 610 м /Вс, что 20 на много порядков больше подвижностиэлектронов и ионов в полиэтилене), но не настолько, чтобы обеспечить модуляцию позитронного пучка без потерь потока, Линейный коэффициент поглощения позитронов 25 моэдулятором по данным на фиг. 1 равен 4,1 ф10 мУстройство для модулирования пучкапозитронов схематически изображено на30 фиг, 3 и включает в себя контейнер (коллиматор) 1, источник позитронов 2, модулятор,состоящий из пластинки (пленки) диэлектрика 3 с токопроводящими покрытиями(электродами) 4, источника напряжения 5,35 обеспечивающего создание на модуляторепостоянного напряжения той или иной полярности (статический режим модуляции)или переменного напряжения (динамический режим модуляции),40 Поток позитронов на выходе модулятора при подаче на его нижний электрод положительного или отрицательного потенциаласоответственно уменьшается или возрастает (в равной степени) по сравнению с его45 величиной при отсутствии напряжения намодуляторе, Для модулятора на основе полиэтилена в процентах(0,16+ 3,21 х ) - ,50где О - напряжение на модуляторе в кВ, х - толщина модулятора в мм.Предлагаемый способ модуляции по зитронного пучка позволяет сделать модулятор простым и компактньм, не содержащим каких-либо движущихся элементов. Управление потоком позитронов электрическим полем делает модулятор практически безынерционным, При калиО иг. чии диэлектрических материалов с высокой дрейфовой подвижностью позитронов такой модулятор может пропускать беэ существенного ослабления весь падающий на него поток позитронов и в то же время может работать как "затвор", Учитывая, кроме того, что регистрация позитронов может осуществляться по вторичному (аннигиляционному) излучению с применением схем совпадений позитронные пучки в некоторых измерительных преобразователях могут оказаться предпочтительнее электронных пучков,Формула изобретения Способ модуляции позитронного пучка,включающий пропускание пучка позитронов через пластинку выбранной толщины, 5 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности и уменьшения размера модулятора, пластинку выполняют из диэлектрического материала с высокой подвижностью позитронов, толщиной, мень шей длины полного поглощенияпозитронов, и воздействуют на нее постоянным или переменным электрическим нолем, направленным вдоль или против пучка позитронов.