Временные характеристики детекторов
Мёртвое время τm - время, которое проходит между регистрацией одной частицы и восстановлением готовности детектора sz к регистрации следующей. После времени восстановления τR детектор может генерировать сигнал нормальной амплитуды.
Время регистрации – время, необходимое для записи события в память.
Временное разрешение есть минимальное время между двумя событиями, которые могут быть зарегистрированы как раздельные. Эта характеристика определяется и детектором и системой последующей регистрации
Термин временное разрешение часто используется для оценки точности, с которой может быть зарегистрировано время попадания частицы в детектор. Оно зависит от флуктуаций фронта сигнала.
На примере детектора – ионизационной камеры:
V(t)
с
доверительной вероятностью 0.7 будет
наблюдаться в интервале
Dt
= <t*>
( если Гаусс )
Чем это плохо ? Пусть цель – измерение амплитудного распределения.
Идеально N(V = f(E) ), реально N(V = f(E, t, n) ) , t – время между появлениями двух зарегистрированных событий
t
t1
t2
Þ
Поправки имеют смысл только малые.
Пусть
tm:
Для непродлевающегося n0tm – мера просчетов или мера допустимой скорости счета (в задачах измерения дисперсии, £ 10-2 числа событий - £ 10-1)
Поправка на мёртвое время
n0 = n/(1- nτm)
Условие nτm << 1
Л2 (19 09) 17 10 13
Задачи: Определить максимальную загрузку и минимальное разрешающее время для следующих детекторов (принять просчеты равными 10% и t* равными 0.1 от tф )
ИК: 10-8 < t*< 10-6 c , 10-4< полная длительность импульса (T = wd/2 ) <10-3 c,
10-6< электронная составляющая <10-5 c , n0max < 101 c-1
Cч. c сам. разр.: t*< 10-6, tm » 10-3 , n0max < 101 c-1
ППД: 10-9 < t*< 10-8 c , 10-7< полная длительность импульса (T = wd/2 ) <10-6 c
n0max < 105 c-1
Сцинтиллятор орг.: 10-9 < t*< 10-8 c , 10-8 < полная длительность импульса T = 3t
n0max < 107 c-1 ( не выдержит электроника, если режим не импульсный )
Сцинтиллятор неорг: 10-7 < t*< 10-8 c , 10-6 < полная длительность импульса
T = 3t n0max < 107 c-1
Энергетическое разрешение
G(E,V) – близко к гауссу.
Пик полного поглощения 60Со с энергией 1332 кэВ. Высококачественный германиевый детектор и низкая скорость счёта.
;
при f(E) = aE.
Условие
выявления двух пиков (зависит от G(E,V)
и V
= f(E)
):
Для гаусса ширина на полувысоте
Пуассон:
F –поправка на корреляцию.
Для Пуассона 0< DE<µ и нет последействия.
Реально DEmin » 3eg и есть последействие – возбужденный атом ионизируется по другому, энергия распределяется по каналам - есть корреляция ( в одном месте убудет, в другом – прибавится )
Задача
Верхняя оценка разрешения – минимальное значение h Ea = 5 МэВ
ИК w=30 эВ F = 0.3 h = 0,7% , 35 кэВ
ППД w=3 эВ F = 0.05 h = 0,17%, 0,6 кэВ
(существенны шумы, особенно в поверхностно барьерных)
Оценка применима к низкоэнергетичным гамма - детекторам
СЧ w=300 эВ F = 1 h = 7,7% , 380 кэВ
Эффективность регистрации
Эффективность детектора (установки), светосила, избирательность.
;
Связь показаний с плотностью потока
Эффекты закона обратных квадратов
Для
точечного
Q
из площади сферы, окружающей источник
выполняется при r > (2- 3) R
R
r
Линейный
источник
y
q
x
r
q [Бк/см*с]
r
= xcosq
; y = rtgq
; dy = rdq/cos2q
x = r/cosq;