Светопроводы

Если по условиям физического эксперимента сцинтиллятор и фотоумножитель должны быть разнесены друг относительно друга на некоторое расстояние (сцинтиллятор, например, должен находиться в магнитном поле, умножитель же в магнитном поле работать не может), можно воспользоваться светопроводом из кварца, полистирола или плексигласа.

Светопровод выполняется обычно в виде стержня, иногда изогнутого, с тщательно отполированной боковой' поверхностью, обеспечивающей полное внутреннее отражение, света. Потери в интенсивности света зависят, естественно, от материала светопровода и от его длины. В некоторых опытах использовались светопроводы с длиной около 1 м.

Иногда в эксперименте возникает необходимость сочленить сцинтиллятор большого диаметра с фотокатодом умножителя меньшего диаметра. В этом случае между сцинтиллятором и фотокатодом можно ввести светопровод конусообразной формы, собирающий свет с большой площади сцинтиллятора и направляющий его на меньшую площадь фотокатода.

- В некоторых экспериментах светопровод используется для уменьшения разброса импульсов по амплитудам, связанного с имеющей обычно место неравномерностью чувствительности фотокатода по его поверхности. В этом случае между сцинтиллятором и фотокатодом устанавливается цилиндрический или конический светопровод совсем небольшой длины — 10-15 мм.

Назначение такого промежуточного светопровода заключается в перемешивании света, испускаемого из разных мест сцинтиллятора, и распределении его более или менее равномерно по всей поверхности фотокатода. При этом для каждой световой вспышки, независимо от места ее локализации, работает вся поверхность фотокатода, что в значительной мере сглаживает эффект неравномерности его чувствительности.

4.4.5. Особенности применения сцинтилляционных счетчиков

Благодаря ряду ценных, а подчас и уникальных свойств сцинтилляционных счетчиков область их применения чрезвычайно обширна. При работе со сцинтилляционными счетчиками, однако, предназначенными для решения той или иной физической задачи, следует учесть одно очень важное специфическое обстоятельство: поскольку свойства излучений, подлежащих регистрации в том или ином случае, могут быть резко различными, особое внимание следует уделить рациональному выбору спинтиллятора, конкретные свойства которого должны наилучшим образом отвечать поставленной задаче. К фотоумножителям особых требований, связанных со спецификой регистрируемого излучения, обычно не предъявляется, и в большинстве случаев в счетчике устанавливается умножитель со стандартными параметрами, В некоторых экспериментах, связанных с измерениями малых временных интервалов, используются временные фотоумножители с улучшенной собственной разрешающей способностью по времени. В опытах, требующих хорошей разрешающей способности по энергии, употребляются так называемые спектрометрические фотоумножители, работающие при специально подобранном режиме питания. Для увеличения эффективности регистрации световой вспышки от сцинтилляторов, спектр испускания которых лежит в области близкого ультрафиолета, применяются фотоумножители с кварцевыми или увиолевыми стеклами. Основными преимуществамисцинтилляционного метода по сравнению. с другими методами детектирования излучений являются: высокая разрешающая способность по времени, большая эффективность регистрации ионизирующих излучений и линейная зависимость амплитуды импульса от энергии, потерянной регистрируемой частицей в сцинтилляторе.

Разрешающая способность сцинтилляционных счетчиков по времени, особенно при использовании органических кристаллов и сцинтиллирующих растворов, очень велика и превышает разрешающую способность других детекторов излучений, в частности газоразрядных счетчиков, на несколько порядков. При работе сцинтилляционных счетчиков в схемах совпадений время разрешения на совпадения может быть доведено до 10~¹⁰ сек.

Большая эффективность регистрации неионизирующих излуче­ний —Y-лучей и нейтронов, — составляют проценты и десятки процентов, достигается благодаря возможности использования сцинтилляторов очень больших размеров, ограничиваемых только чисто практическими соображениями.

Что касается амплитуды импульса в сцинтилляционном счетчике, то, как нетрудно видеть, при правильно подобранном режиме работы величина амплитуды должна быть связана с потерейэнергии, испытываемой частицей в сцинтилляторе, постоянным коэффициентом. Действительно, в большинстве сцинтилляторов интенсивность световой вспышки, хотя бы в ограниченной области, пропорциональна потере энергии; эффективность собирания света на фотокатоде ФЭУ задается геометрическим коэффициентом, не зависящим от интенсивности высвечивания; выход фотоэлектронов при освещении катода светом данного спектрального состава, характерного для используемого сцинтиллятора, определяется лишь свойствами фотокатода и пропорционален интенсивности освещения, и наконец, коэффициент усиления ФЭУ (М) при нормальном режиме эксплуатации умножителя есть величина постоянная. Таким образом, сцинтилляционный счетчик должен, в принципе, обладать хорошей разрешающей способностью по энергии.