71
yerlərdə isə nisbətən kiçik olur. Gərginliyin belə paylanması detektorun xarakterik
xüsusiyyətlərini özündə əks etdirir.
Proporsional sayğacda baş verən proseslərin üzərində ətraflı dayanaq. Ardıcıl
olaraq bir‐birini tamamlayan 3 prosesi nəzərdən keçirək.
İlkin ionlaşma. Detektordan keçən yüklü zərrəciyin trayektoriyası boyunca
sayğacın işçi həcminin istənilən yerində ilkin ionlar yaranır. Əgər zərrəciyin yolu
bu həcmə yerləşirsə, onda yaranan ionların sayı zərrəciyin enerjisinə mütənasib
olur.
İkinci ionlaşma. İlkin müsbət yüklü ionlar və elektronlar elektrik sahəsinin
təsiri ilə uyğun elektrodlara tərəf hərəkət etməyə başlayırlar. Elektronlar məftilin
ətrafında mövcud olan yüksək gərginlik sahəsinə çataraq, sahənin təsiri ilə kəskin
sürətlənirlər və zərbə yolu ilə ionlaşmaya kifayət edən yüksək enerji əldə edirlər.
Nəticədə elektronların zərbəsi atomlardan (molekullardan) yeni elektronların
qoparılmasına səbəb olur ki, bu elektronlar da həmin sahədə yüksək sürət
toplayaraq, zərbə ilə yeni elektronlar yaradırlar. Bu proseslər son nəticədə
elektronlar seli yaradır.
Qeyd edək ki, bu prosesdə bir ilkin elektronun təsiri ilə minlərlə (və daha çox)
ikinci elektronlar yarana bilir. Aydındır ki, bu prosesdə həm də külli miqdarda müsbət
yüklü ionlar yaranacaq. Elektron selinin yaranma müddəti ~ 10
‐8
san qədər olur.
Baxdığımız bu proses qaz güclənməsi adlanır.
Təkrar elektron seli. Bu prosesdə təkrar elektron seli iki müxtəlif ardıcıl
proses nəticəsində yaranır. Belə ki, ionlaşmanın başlanğıcında yaranmış elektronlar
borunu dolduran qazın neytral atomlarını (molekullarını) həyəcanlandırırlar.
Həyəcanlanmış atomlar (molekullar) da, öz növbəsində, fotonlar şüalandırmaqla,
ilkin ‐ həyəcanlanmamış hala qayıdırlar. Yaranmış fotonların enerjisi katoddan
fotoelektronlar qoparmağa kifayət etdiyindən sonuncular yeni elektron seli
yaradır. Baxdığımız prosesin müddəti, fotoelektronların katoddan qaz boşalması
oblastına qədər hərəkət müddəti də nəzərə alınmaqla,
~
10
‐6
san təşkil edir.
Təkrar elektron selinin yaranmasının ikinci mərhələsini katoda çatmış müsbət
ionların neytrallaşma prosesində ondan elektronlar qopara bilməsi təşkil edir.
İndi də proporsional sayğacların bəzi xüsusiyyətləri ilə tanış olaq. Bu sayğaclar
yalnız yüklü zərrəcikləri qeydə almağa deyil, həm də onların enerjisini ölçməyə imkan
verir.
Proporsional sayğacların energetik ayırdetmə qabiliyyəti ionlaşdırıcı
kameralara nisbətən aşağı olur. Bunun səbəbi bu qəbildən olan sayğacların qaz
güclənməsi əmsallarının 10
2
– 10
4
‐ ə bərabər olması və nəticədə çıxışda yaranan
impulsun amplitudunun kiçik (
~
10
‐2
V ) olmasıdır.
Proporsional sayğaclarda yüklü zərrəciklərin qeydə alınma effektivliyi
100 % ‐ ə çata bilir.
Qeyd edək ki, yüksək enerjili zərrəciklərin qaçış yolu proporsional sayğaca
yerləşmədiyindən bu sayğacla enerjiləri nisbətən kiçik olan zərrəcikləri qeydə almaq
(öyrənmək) mümkün olur.
72
Aydındır ki, son nəticədə qeydə alınmış elektron selinə uyğun boşalma
söndürülməlidir. Heyger ‐ Müller sayğaclarında bu məqsədlə ardıcıl qoşulmuş
yüksəkomlu müqavimətdən istifadə olunur.
Qaz boşalmasını özü söndürən sayğaclardan da geniş istifadə olunur. Bu
sayğacların kamerasına təsirsiz qazla yanaşı, həm də söndürücü qaz qarışığı
doldurulur. Söndürücü qaz, adətən, ya 10 ‐ 15 % spirt, etilen kimi üzvi qazdan, ya da
0.1 ‐ 0.5 % halogendən (yod və ya bromdan) ibarət olur. Bu zaman söndürücü qaz
molekulları, həm əsas qaz ionlarını neytrallaşdırmaqla, həm də katoddan fotoelektron
qopara bilən fotonları intensiv udmaqla, qaz boşalmasını söndürür.
Heyger‐Müller sayğacında yaranan gərginlik impulsu 0.2 V ‐ 40 V intervalında
olur və bu qiymət detektə olunan zərrəciyin enerjisindən asılı olmur. Bu sayğacın
ayırdetmə müddəti 10
‐ 3
– 10
‐5
san, bəzi hallarda isə 10
‐7
san ‐ yə bərabər ola bilir.
İndi də Heyger‐Müller sayğacının α ‐, β ‐, γ ‐ şüalanmaları qeydə ala bilməsi
üçün tələb olunan bəzi konstruksiya xüsusiyyətləri üzərində dayanaq.
α ‐ zərrəciklər sayğacı. α ‐ zərrəciklərin havada qaçış yolu kifayət qədər kiçik
(~1 sm) olduğundan, onların qeydə alınması üçün qalınlığı 0.1 mkm olan nazik slyuda
pəncərədən istifadə edilir. Bəzi hallarda isə α ‐şüalanma mənbəyi sayğacın daxilində
yerləşdirilir.
β ‐zərrəciklər sayğacı. β ‐ zərrəcikləri qeydə almaq üçün yüngül, metal
katodu olan nazik divarlı sayğaclardan istifadə olunur. Bunun səbəbi, məlum olduğu
kimi, β ‐ zərrəciklərin çox da böyük olmayan qaçış yoluna malik olması ilə əlaqədardır.
Heyger ‐ Müller sayğacında α ‐ və β ‐ zərrəciklərin qeydə alınma effektivliyi
100 % ‐ ə yaxındır.
γ ‐ kvantlar sayğacı. Bu sayğaclarda γ ‐ kvantların qeydə alınması sayğac
üzərinə düşən kvantların oradan elektron qoparması əsasında həyata keçirilir. γ ‐
kvantların elektron qoparma və sonuncuların sayğacın işçi həcminə daxilolma ehtimalı
kiçik olduğundan, onların qeydəalınma effektivliyi çox kiçikdir (
~
1 – 2 %).
Qeydəalınma effektivliyini artırmaq məqsədi ilə sayğacların divarını adətən
misdən və ya mis örtüyü olan şüşədən hazırlayırlar.
4.4.2. Ssintilyasiya detektorları. Ssintilyasiya sayğacları. İonlaşdırıcı
şüalanmanın qeydə alınmasının ssintilyasiy üsulu eksperimental nüvə fizikasının
ən qədim üsullarından hesab olunur.
Hələ 20 ‐ ci yüz illiyin başlanğıcında (1902 ‐ ci ildə) Uilyam Kruks müşahidə
etmişdir ki, α ‐ zərrəciyin flüoressensiya edə bilən maddənin üzərinə düşməsi zəif,
ancaq gözlə görünən işıq parıltıları – ssintilyasiya yarada bilir. Hər bir α ‐ zərrəciyin bir
işıq parıltısı yarada bilməsi müəyyən edilmişdir ki, bundan da α ‐ zərrəcikləri qeydə
almaq üçün istifadə edilmişdir. Həmin parıltıları gözlə saymaq çətin və yorucu
olduğundan, elektron çoxaldıcılarının əsasında işləyən xüsusi ssintilyasiya sayğacları
quraşdırılmışdır.
Dediklərimizdən aydın olur ki, ionlaşdırıcı şüalanmanın ssintilyatorlar və ya
fosforlar adlanan bəzi maddələrdən keçməsi zamanı ssintilyasiya (görünən və ya UB
işıq parıltısı) yarada bilməsi ssintilyasiya sayğaclarının iş prinsipinin əsasını təşkil edir.
Dostları ilə paylaş: |