核能譜測量
[拼音]:henengpu celiang
[外文]:nuclear spectrum measurement
對各種核輻射粒子的能量分布情況的測量。測量核能譜的方法較多,但在核物理實(shí)驗(yàn)中,核電子學(xué)方法測量能譜是最主要的一種手段。用核電子學(xué)方法測量能譜,主要有脈沖幅度測量、飛行時(shí)間測量及與磁譜儀配合進(jìn)行位置測量等。
脈沖幅度測量
幅度測量就是測量入射粒子在探測器中產(chǎn)生電脈沖的幅度分布。很多種探測器的輸出脈沖幅度分布與入射粒子能量在探測介質(zhì)中的損失具有線性關(guān)系,所以測出的幅度分布就能說明入射粒子的能量分布。這種方法既適用于帶電粒子,也適用于中性粒子和X、γ等電磁輻射。因此,它在能量測量中使用最為廣泛。各種基于脈沖幅度測量的能譜儀的基本組成除輻射探測器外,還需要有一系列與之配合的核電子學(xué)儀器,包括低噪聲前置放大器、主放大器、多道脈沖幅度分析系統(tǒng)和供電電源等。但為了能在各種條件下得到良好的能量分辨,實(shí)際的譜儀系統(tǒng)往往比較復(fù)雜。例如,在高計(jì)數(shù)率情況下工作時(shí),為了減少脈沖堆積和基線漂移對譜形造成的畸變,就需要在測量系統(tǒng)中配備堆積拒絕器和基線恢復(fù)器。為了防止譜儀系統(tǒng)長時(shí)間工作時(shí)不穩(wěn)定性的影響,就需要用穩(wěn)譜器來進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。此外,還可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求配置活時(shí)間校正、能量選擇和時(shí)間選擇等電路。在進(jìn)行γ能譜測量中,為了壓低康普頓散射峰對譜形的影響,還研制成各種類型的康普頓剔除譜儀,或稱反康普頓譜儀。其原理是利用反符合電路抵消由康普頓散射給出的電脈沖,盡量減小對能譜測量的干擾。為了克服鍺探測器靈敏體積不易做得很大和效率較低的缺點(diǎn),還可采用多路開關(guān)電路,使多個(gè)探測器并聯(lián)使用時(shí)做到探測效率相加而不影響其能量分辨性能。此外,現(xiàn)代譜儀系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取與處理,包括各種譜處理功能,如自動(dòng)找峰、定峰位、求峰面積、計(jì)算峰的半高寬、能量刻度以及對復(fù)雜譜線的解譜等。
中子飛行時(shí)間測量
主要用于中子能譜測量。中子飛行一定距離所需的時(shí)間與其能量的平方根成反比,所以測量中子飛行時(shí)間的分布情況,即可得出中子的能量分布。基于這個(gè)原理而設(shè)計(jì)的核電子學(xué)儀器系統(tǒng),稱為中子飛行時(shí)間譜儀。確定中子飛行的起始時(shí)間主要有兩種方式,即起始時(shí)間信號(hào)可由在中子起飛處的伴隨粒子探測器給出;也可以用與中子脈沖束同步的電信號(hào)(如加速器高頻信號(hào)或反應(yīng)堆旁轉(zhuǎn)子信號(hào))給出。終止時(shí)間信號(hào)則由中子飛行管道終點(diǎn)處的中子探測器給出。在測量快中子飛行時(shí)間時(shí),由于這一時(shí)間間隔很短,一般只有10-7~10-8秒,不易精確測出。最常用的是時(shí)間-幅度變換方法,將時(shí)間間隔變換為幅度與之成正比的電壓脈沖,即可用多道脈沖幅度分析方法進(jìn)行分析。另外,也可用游標(biāo)尺的原理將時(shí)間間隔加以擴(kuò)展,再進(jìn)行時(shí)間分析。為了能夠得到良好的時(shí)間分辨,定時(shí)精度非常重要,故對探測器輸出的信號(hào)往往要求經(jīng)過定時(shí)濾波放大和快定時(shí)甄別,盡量減少定時(shí)誤差。在有強(qiáng)γ射線干擾的場合下,還要求使用具有中子、γ分辨能力的探測器,并與波形甄別電路配合,以便譜儀只對中子進(jìn)行分析。
磁譜儀
磁譜儀是用于測量帶電粒子能譜的一種大型探測儀器。它具有遠(yuǎn)比其他各種能譜儀更高的能量分辨能力。它的工作基于同一類型的帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度與其能量有關(guān)的原理。因此,在逐步改變磁場強(qiáng)度時(shí),即可根據(jù)處于一定位置的輻射探測器測得的計(jì)數(shù)變化情況求出所測帶電粒子的能量分布。近年來,由于廣泛采用位置靈敏探測器而簡化了復(fù)雜的磁場調(diào)整,進(jìn)一步提高了測量效率。利用這種原理還可以設(shè)計(jì)成具有良好粒子分辨本領(lǐng)的譜儀系統(tǒng)(見粒子識(shí)別技術(shù))。
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文章名稱:《核能譜測量》
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