88
dövrədə elektrik impulsu yaradacaq. Bu proses elektron və deşiklərin rekombinasiyası
ilə sona çatacaq.
Göründüyü kimi, yarımkeçirici detektor ionlaşdırıcı kameranın oynadığı rolu
oynayır. Fərq yalnız ondan ibarətdir ki, işçi mühit qaz deyil, bərk maddədir. İkinci əsas
fərq isə, bu halda orta ionlaşma enerjisinin bir tərtib kiçik olması hesabına zərrəciyin
qeydə alınmasına uyğun impulsun bir tərtib böyük olmasıdır. Bu isə qeydəalınmanı
asanlaşdırır və ölçmə dəqiqliyini artırır.
Yarınkeçirici sayğacın ayırdetmə müddəti 10
‐7
saniyədir. Sayğac həm də
yüksək energetik ayırdetməyə malikdir.
Yarımkeçirici sayğacların əsas çatışmayan cəhəti onların işçi həcmlərinin kiçik
qalınlığa malik olmalarıdır ki, bu da yüksəkenerjili zərrəcikləri qeydə almağa imkan
vermir. Buna baxmayaraq, bu sayğaclar nisbətən kiçik enerjili zərrəcikləri (2 MeV‐ə
qədər enerjili elektronları, 20 MeV‐ə qədər enerjili protonları), demək olar ki, 100 %
effektivliklə və kifayət qədər yaxşı ayırdetmə vaxtı ilə qeydə almağa imkan verir.
Bundan başqa, yarımkeçirici detektorlar digər tip detektorları ölçmə dəqiqliyinə və
yığcamlığına görə də çox üstələyir.
Qeyd edək ki, otaq temperaturunda ölçmələr üçün soyudulması tələb
olunmayan silisium detektorlarından istifadə olunması yaxşı nəticələr verir. Belə
şəraitdə germanium detektoru yüksək küy səviyyəsinə malik olduğundan, onun ölçmə
zamanı çox aşağı temperaturlara qədər soyudulması tələb olunur. Digər tərəfdən,
silisiumda yüklü zərrəciklərin qaçış yolu, germaniumla müqayisədə, daha böyükdür.
Bu, silisiumun kiçik sıxlığa malik olması ilə əlaqədardır.
Yarımkeçirici detektorlardan datçik kimi, həm də ‐ spektrometrlərdə istifadə
olunur.
4.5. Neytronların qeydə alınma üsulları
4.5.1. Neytronların qeydə alınması üsulları haqqında ümumi təsəvvürlər.
Neytronların qeydə alınmasına dair işlənib hazırlanmış üsulların, demək olar ki,
hamısının əsasında bu qəbildən olan ağır, yüksüz zərrəciklərin detektor maddəsi ilə
qarşılıqlı təsiri zamanı yüklü zərrəciklərin və
‐ kvantların yaranması, onların isə
yuxarıda təsvir olunmuş üsulların biri ilə qeydə alınması dayanır. Qeyd edək ki, bu
formada ikipilləli detektəetmə prosesi neytronların qeydə alınmasını, yüklü
zərrəciklərin qeydə alınması ilə müqayisədə, xeyli çətinləşdirir. Bu səbəbdən də
neytronların qeydəalınma effektivliyi çox kiçik (bəzən hətta bir neçə faiz) olur. Yada
salaq ki, yüklü zərrəciklər üçün qeydəalınma effektivliyi adətən 100 % ‐ ə yaxın olur.
Neytronların qeydə alınması üçün, bir qayda olaraq, ya onların hidrogen və
helium kimi yüngül nüvələrdə elastiki səpilməsindən, ya da onların yaratdığı nüvə
reaksiyalarından istifadə edilir.
Kiçik sürətli və istilik neytronlarını qeydə almaq, sürətli neytronlara nisbətən
asan olur. Buna görə də, kiçik və böyük enerjili neytronların qeydə alınması üsulları
bir‐birindən fərqlənir. Bu üsullarla ayrı‐ayrılıqda tanış olaq.
89
4.5.2. Kiçik enerjili və istilik neytronları sayğacları. İstilik neytronlarını qeydə
almaq üçün
n +
5
B
10
→
3
Li
7
+ α ( Q = 2.79 MeV )
n +
2
He
3
→
1
H
3
+ p ( Q = 0.764 MeV )
n +
3
Li
6
→
1
H
3
+ α ( Q =4 .79 MeV )
kimi ekzoenergetik reaksiyalardan və yaxud da neytronların
92
U
235
,
94
Pu
239
və s.
kimi ağır izotoplarla reaksiyalarından istifadə olunur. Bu halda əmələ gələn ikinci
zərrəcikləri qeydə almaq üçün ionlaşdırıcı kamera, proporsional və ssintilyasiya
sayğaclarından istifadə oluna bilər. Heyger‐Müller sayğaclarından bu məqsədlə
istifadə edilə bilməz, çünki bu halda neytronlara uyğun impulsları fon impulslarından
ayırmaq mümkün olmur.
Hal‐hazırkı dövrdə 3 növ neytron sayğacından istifadə edilir. Birinci növə
5
B
10
,
2
He
3
və yaxud da
3
Li
6
izotoplarına malik proporsional sayğaclar, ikinci növə adları
çəkilən izotoplardan birinə malik ssintilyasiya sayğacları, üçüncü növə isə bölücü
kamera aid edilir.
Neytron sayğaclarından ən geniş yayılanı BF
3
və ya
2
He
3
qazı ilə doldurulmuş
proporsional sayğaclardır. Bu növ sayğaclarda kameraya daxil olmuş neytronun təsiri
ilə n +
5
B
10
→
3
Li
7
+ α
n +
2
He
3
→
1
H
3
+ p
kimi reaksiyalar baş verir.
Birinci reaksiyanın məhsulları olan
3
Li
7
və α ‐ zərrəciklər də, öz
növbəsində, qazı ionlaşdırmaqla, detektorun çıxışında elektron sxeminin qeydə aldığı
elektrik impulsu yaradırlar.
2
He
3
ilə aparılan
reaksiyanın enerjisi çox da böyük olmadığından
(Q = 0.764 MeV ), bu əsasda işləyən sayğaclar 0.1 MeV ‐dən bir neçə MeV ‐ ə qədər
enerjili neytronları qeydə almağa imkan verir. Bu zaman neytronun enerjisinin hər bir
W qiymətinə enerjisi W+0.764 MeV olan proton uyğun gəlir.
Helium (
2
He
3
) qazı ilə doldurulmuş sayğaclarda istilik neytronlarının
qeydəalınma effektivliyinin ~80 % ‐ ə bərabər olmasına baxmayaraq, bu sayğacların
bor (
5
B
10
) sayğaclarından fərqi yüklü zərrəcilkər və
‐ kvantlar üçün yüksək fona malik
olmasıdır.
Neytronların qeydə alınması üçün həm də talliumla aktivləşmiş LiJ kristalına
malik ssintilyasiya sayğaclarından istifadə edilir. Bu halda neytronların təsiri ilə
kristalda
n +
3
Li
6
→
1
H
3
+ α
reaksiyası baş verir və reaksiya nəticəsində yaranan məhsullar ssintilyasiya sayğacları
üçün qəbul olunmuş üsulla qeydə alınır.
Tərkibinə
5
B
10
və yaxud da
235
92
U
izotopu daxil edilmiş digər ssintilyatorlardan
da istifadə edilir.
α
‐ zərrəciklərin və digər ağır zərrəciklərin bərk maddədə qaçış yolu az
olduğundan, yüksək qeydəalınma effektivliyinin (~50 %) saxlanılması şərti ilə
ssintilyasiya sayğaclarının ölçülərini kifayət qədər kiçiltmək olur.
Dostları ilə paylaş: |