Оптический метод регистрации излучений - Курсовая работа

Кубецким был получен первый действующий образец нового фотоэлектрического прибора - фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Трудно переоценить значение этого изобретения и его практического осуществления для развития науки и техники, когда фотоэлектронные умножители получили столь широкое распространение и стали незаменимым орудием исследования в ядерной физике, в оптике и астрономии, в биологии, медицине и сельском хозяйстве, в химии и металлургии и находят все более широкие технические применения в автоматизации управления производственными процессами, в поисках полезных ископаемых и т.п. Необходимо иметь в виду также, что сам метод вторично-электронного усиления умножения сделал возможной непосредственную регистрацию отдельных молекулярных, атомных и ядерных частиц (электронные умножители), а также нашел важные применения в электронных лампах. Кубецкого, и особенно практическое его осуществление, открыло новый этап в развитии исследования любых явлений, связанных или могущих быть так или иначе связанными с испусканием и поглощением света, дав в руки исследователей электронный инструмент непревзойденной и принципиально непревосходимой чувствительности, точности и быстроты действия. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) - очень распространенный и во многих случаях незаменимый детектор излучения.В настоящее время существует достаточно много методов регистрации ионизирующих излучений. Выбор того или иного метода производится с учетом вида излучения и той информации, которую хотят получать: простое обнаружение излучения, измерение энергии частиц, определение активности и т.д. Для измерения активности и плотности потоков ионизирующих излучений используют радиометры, для определения дозы излучений - дозиметры, для нахождения распределения излучения по определенным параметрам (энергии, заряду, массе) - спектрометры. Взаимодействуя с веществом, ядерное излучение наряду с ионизацией производит возбуждение атомов и молекул. У некоторых веществ (сернистый цинк, йодистый натрий, антрацен, нафталин и др.) такой переход сопровождается испусканием энергии возбуждения в виде квантов видимого инфракрасного и ультрафиолетового света.2.1.1 дана схема включения ФЭУ. Напряжение на его диноды подается с помощью делителя напряжения, которой собирается из сопротивлений 0,1-1 МОМ. Источник питания должен давать достаточно стабильное напряжение 1-2 КВ при потребляемом токе до нескольких миллиампер. На стабильность работы ФЭУ влияют, кроме неустойчивости питания, также внешние наводки, обусловленные электрическими и магнитными полями. Для охлаждения ФЭУ весь прибор погружается в сосуд Дьюара с жидким азотом или твердой углекислотой, либо охлаждается с помощью хладопровода - медного стержня, одним концом погруженного в жидкий азот, а другим - соединенного с толстым металлическим кольцом, охватывающим катодную часть ФЭУ.Конструкция каждого ФЭУ должна обеспечить оптимальные условия попадания светового излучения на фотокатод (оптический вход ФЭУ), поэтому применяются различные геометрические расположения фотокатода относительно оси вакуумной колбы и различные материалы входных окон. В этом случае полупрозрачный фотокатод, работающий "на просвет" (излучение попадает на фотокатод со стороны подложки), формируется при изготовлении в виде тонкой пленки непосредственно на плоском входном окне. Сфокусированные световые пучки можно регистрировать и с фотокатодом малой площади, в том числе - работающим "на отражение" (излучение попадает на фотокатод со стороны вакуума). Электрод к полупрозрачному фотокатоду может быть проведен только по периферии, так что при больших интенсивностях света и соответственно больших токах эмиссии проводимость вдоль тонкой пленки от периферии к центру может оказаться недостаточной, особенно если фотокатод придется охлаждать для уменьшения темнового тока. Катодная камера ФЭУ образуется поверхностями фотокатода и первого динода, а также расположенными между ними электродами, форма и распределение потенциалов на которых определяют ее электронно-оптические свойства.2.3.1а, б) динод представляет собой часть поверхности цилиндра (в сечении обычно ? окружности), закрытую с торцов крышками. Эта система характеризуется неострой фокусировкой электронов, малой напряженностью электрического поля у поверхности динода и малой величиной его рабочей площади. Достоинства коробчатой системы - высокая эффективность каскада (~95%) при использовании различных типов вторично-эмиссионных поверхностей (SBCS и BEO на CUBE), жесткость формы динода, почти полная экранировка пролетных промежутков от влияния крепежных изоляторов, компактность. 2.3.1в) - почти тоже самое, что и коробчатые, но у них нет боковых стенок, а форма поверхности динода обеспечивает нужную фокусировку электронов. 2.3.1г) имеет диноды, состоящие из наклонных полосок - лопастей жалюзи, являющихся эмиттерами вторичных электронов, и прозрачной сетки, находящейся по тем же потенциалом.Нижний придел измеряемых световых потоков определяется темновым током и шумами ФЭ

Содержание

Введение

1. Оптический метод регистрации излучений

2. Устройство и принцип работы ФЭУ

2.1 Схема включения ФЭУ

2.2 Фотокатод

2.3 Устройство динодов и анода

2.4 Шумы ФЭУ. Темновой ток

2.5 Принцип умножения электронов

2.6 Источники высокого напряжения для ФЭУ

2.7 Получение напряжений для электродов ФЭУ

2.8 Стабилизация усиления ФЭУ

2.9 Счетная характеристика ФЭУ

Вывод

Литература