Экспериментальная часть

В данной работе используются амплитудный анализатор импульсов и полупроводниковый детектор. Вкратце ознакомимся с назначением этих приборов.

а) Амплитудный анализатор.

В анализаторе имеется ряд каналов, каждый из которых регистрирует частицы с вполне определенной амплитудой импульсов (т.е. с вполне определенной энергией). Пусть, например, минимальная амплитуда сигнала, которую регистрирует прибор, равна V₀. Первый канал регистрирует частицы с амплитудой импульсов от V₀ до V₀ + V, второй - от V₀ + V до V₀ + 2V, третий - от V₀ + 2V до V₀ + 3V и т.д.:

Если на вход поступает сигнал c амплитудой < V0, то эта частица вообще не будет зарегистрирована, если, например, амплитуда сигнала будет равна V0 + 1,5V,то (как следует из приведенного выше рисунка) частица будет зарегистрирована во втором канале т.д.

Таким образом, анализатор позволяет получать очень наглядную информацию о распределении частиц по энергиям.

б) Полупроводниковый детектор.

Схематически детектор можно представить как совокупность полупроводников (см. Рис. 3) p- и n-типа. В первом из них имеется избыток положительных, а во втором – отрицательных зарядов. Приложим к данной системе электрическое поле E, как показано на рис.3. Под действием поля заряды будут двигаться в противоположные стороны, а между ними образуется область, лишенная но

Эта область получила название обедненной области. Предположим, что в обедненную область попадает ионизирующая частица (например, -частица) (см. Рис.3) На своем пути она ионизирует атомы среды и создает значительное число пар носителей заряда (тем больший, чем больше пробег частиц, т.е. чем больше ее энергия).

Увеличим напряжение, расширив тем самым обедненный слой. Если длина пробега больше толщины обедненной области, то с расширением последней будет увеличиваться количество пар ионов, образуемых ионизирующей частицей, а, следовательно, и регистрируемый импульс тока. При достижении толщины слоя, равной пробегу, дальнейшее увеличение напряжения (а, следовательно, и толщины слоя) не приводит к увеличению пар ионов (т.е. не приводит к увеличению импульса тока).

Данная работа состоит из двух частей. В первой части исследуется зависимость импульса тока от толщины обедненной области детектора, во второй части находится спектр энергии предложенных изотопов.

Описание экспериментальной установки.

Блок-схема установки изображена на рис.4.

Она состоит из полупроводникового детектора, зарядово-чувствительного предусилителя, многоканального амплитудного анализатора импульсов АИ-128, источника регулируемого напряжения питания детектора, вольтметра. Общий вид экспериментальной установки изображен на рис. 5.

Рис. 5. Общий вид экспериментальной установки.

1 – детекторный блок, состоящий из детектора (см. рис. 3) и источника -излучения; 2 – зарядово-чувствительный предусилитель; 3 – многоканальный анализатор импульсов АИ-128; 4 – панель источника регулируемого напряжения питания детектора; 5 – ручка установки напряжения; 6 – вольтметр; 7 – тумблер сеть измерительного блока; 8 – тумблер «питание» источника регулируемого напряжения.

На рис. 6 изображен внешний вид детекторного блока. Он состоит из задней крышки 1, переходника 2, цилиндра с детектором 3.Чтобы поместить в держатель источник, необходимо снять с цилиндра 3 переходник 2 с навинченной на него задней крышкой 1, свинтить крышку и положить на ее дно источник так, как показано на рис. 6. После этого крышка 1 с источником навинчивается на переходник 2, а переходник надевается на цилиндр с детектором.

Рис. 7 Передняя панель амплитудного анализатора импульсов АИ-128

Передняя панель многоканального амплитудного анализатора импульсов АИ-128 изображена на рис.7, причем указаны лишь те ручки и кнопки, с которыми приходится манипулировать при выполнении работы. На передней панели находятся:

1-ручка работы в режимах набора информации ("ИЗМЕР") и ее вывода на экран осциллографа ("ВЫВОД"), 2-сигнальная лампочка автоматической остановки набора информации,

3-кнопка сброса информации,

4-кнопка сброса таймера, 5-кнопка "СТОП", 6-кнопка "ПУСК",

7-рукоятка изменения масштаба спектра по вертикали, 8-ручка изменения масштаба спектра по горизонтали,

9-ручка установки времени экспозиции.