9. metody_detekcji_promieniowania_jadrowego.pdf

(1692 KB) Pobierz
metody_detekcji_promieniowania_jadrowego
METODYDETEKCJIPROMIENIOWANIAJĄDROWEGO
ŹRÓDŁACZĄSTEKPROMIENIOWANIAJĄDROWEGO
• PRZEMIANYPROMIENIOTWÓRCZEJĄDER(NATURALNE)
• INNEREAKCJEJĄDROWE
• (CZĄSTKIOWYSOKIEJENERGII)AKCELERATORY,PROMIENIOWANIE
KOSMICZNE
ODDZIAŁYWANIEPROMIENIOWANIAJĄDROWEGOZMATERIĄ
• ODDZIAŁYWANIECIĘśKICHCZĄSTEKNAŁADOWANYCH
m>m e (m e =0.511MeV)
p,d, a ,mezony,fragmentyjąder(A>4,Z>4),п ± ,п 0 ,K,Λ,Σ
• ODDZIAŁYWANIEPROMIENIOWANIAβ
e + ,e
• ODDZIAŁYWANIEPROMIENIOWANIAγ
• ODDZIAŁYWANIECZĄSTEKNEUTRALNYCH(Z=0)
n,υ
ODDZIAŁYWANIEZMATERIĄCIĘśKICHCZĄSTEKNAŁADOWANYCH
JONIZACJAATOMÓWOŚRODKA(nieelastycznezderzeniazelektronamiatomów)
− stratyenergiinawytworzenieparyjonów[(Ze) + ,e ]
wpowietrzu : 35eV (staławprzybliŜeniudlawszystkichcząstek),słabozaleŜyodrodzajugazu
− absorpcjanaskutekjonizacji Û absorpcjazasięgowa
1
I 0
I
detektor
cząstka
monoenerget.
(m,v,z)
x–absorbent(n,Z,I)
• KRZYWAABSORPCJI
I/I 0
1
R=zasięg
R =zasięgśredni
R e =zasięgekstrapolowany
[R]=cmzasięgliniowy
lub
[R]=[xρ]=g/cm 2 zasięgmasowy
0
R
R e
R
x
R=R(E) Þ wyznaczanieenergiizpomiaruR
TEORIAODDZIAŁYWAŃ
Stratyenergiicząstkinajednostkędrogi
dE
4 P
e
4
z
2
n
2
m
v
2
mc
2
æ =
( )
2
2
ö
ç
è
÷
ø
−
=
Z
ln
e
dla
E 2
dx
m
v
2
I
m
2 c
2
e
e
e
I–Średnipotencjałjonizacjiiwzbudzeniaatomówabsorbenta,np.
2
mc
áá
m
231275803.014.png 231275803.015.png 231275803.016.png
H–15.6eV
powietrze80.5eV
Al–150eV
Pb–705eV
DLACZĄSTEKRELATYWISTYCZNYCH
dE
4
P
e
4
z
2
n
é
æ
2
m
v
2
ö
ù
v
−
=
Z
ê
ç
ln
(
e
)
÷
−
b
2
ú
,
b
º
dx
m
v
2
I
1
−
f
2
c
ë
è
ø
û
e
−
dE
↑ gdy
E↓
dx
↑ gdy
z↑
↑ gdy m↑
E p
[MeV]
10
(10MeV,1.1m)
8
6
4
2
R
x
0
0.4
0.8
1.0
1.2
R
[ ]
WZÓRBRAGGAKLEEMANNA(dokładność~15%)(empiryczny)
R
r
=
const
A
absorbent=związeklubmieszanina:
A
=
d
1
A
1
+
d
2
A
2
+
...
3
m
231275803.017.png 231275803.001.png 231275803.002.png 231275803.003.png 231275803.004.png
np.powietrze: A =3.81;ρ p =1.26·10 3 g/cm 3
R
=
3
.
2
×
10
−
4
A
×
R
pow
A
r
A
ODDZIAŁYWANIEPROMIENIOWANIAβZMATERIĄ
− jonizacja
− zderzeniaelastycznezjądramiielektronami
− zderzenianieelastycznezjądramiielektronami(promieniowaniehamowania)
− anihilacjadlapozytonów
PRZEKRÓJCZYNNYNADANYPROCES(=PRAWDOPODOBIEŃSTWOZAJŚCIAPROCESU)
(E)
n
N
(EdE)
ndn
N=gęstośćcentrówoddziaływań
(np.l.atom./j.obj.)
dn
= s
−
×
n
×
N
×
dx
s
=
−
1
×
dn
n
×
N
dx
s -przekrójczynnynaoddziaływanie
strumień cząstek
[ s ]=1b(1barn)
2
P
e
2
ö
1
b
=
4
ç
è
÷
ø
»
10
−
24
cm
2
dx
m
c
2
e
absorbent
e
2
=klasycznypromieńelektronu
m
c
2
e
lubinaczej
dE
= s
×
E
×
N
×
dx
(absorbentusuwaczęśćenergiidEzpadającejenergiipromieniowaniaE)
s
=
1
×
æ −
dE
ø
E
×
N
dx
gdymoŜliwejestwieleniezaleŜnychprocesów
s TOT
=
s
1
+
s
2
+
s
3
+
...
(tot=total)
RÓśNICZKOWEPRZEKROJECZYNNE
− rozkładkątowy
d s
;(d,(θ,φ))
d
W
d
ZDERZENIE
PRODUKCJA
NOWYCHCZĄSTEK
4
−
è
ö
231275803.005.png 231275803.006.png 231275803.007.png
− rozkładenergetyczny dE
d s
;(E,E+dE)
ABSORPCJAELEKTRONÓW
E≤0.1MeV
elektronynierelatywistyczne
− jonizacja
s
=
1
è
dE
ø
b
=
v
j
NE
dx
c
s »
2
Z
ln
2
E
b/atom
j
b
I
− rozpraszanieelastycznenajądrach
m e <<m j ,rozpraszaniewsteczne
θ≥90º
1
Z
2
θ
s
rn »
b/atom
4
b
4
m e
− rozpraszaniespręŜystenaelektronach
(0<θ<90º) 45º≤θ≤90º
s
re »
2
b
b/atom
4
− rozpraszanienieelastyczne,emisjapromieniowaniahamowania(promieniowaniex)
8
1
Z
2
s »
b/atom
p
p
137
b
2
Przykład,e e ≈0.1MeV
[b/atom]
Materiał
σ j
σ rn
σ re
σ p
Powietrze
1700
150
230
1.3
Pb
13700
20000
2600
170
5
æ
ö
Z
3
231275803.008.png 231275803.009.png 231275803.010.png 231275803.011.png 231275803.012.png 231275803.013.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin