Úvod
Význam výzkumu
Vývoj detektorů jaderného záření je jedním ze znaků jaderné technologie a úroveň vývoje a výroby národního detektoru jaderného záření je také jedním z důležitých znaků vysoké technologické úrovně. Vývoj detektorů jaderného záření a vývoj technik jaderné detekce zažil historii vývoje počítání, měření a zobrazování obrazu. Erogeny k výše uvedenému procesu, požadavky na vývoj detektoru jaderného záření jsou: rychlý čas, vysoké detektory, vysoké (pulzní amplituda, energie) rozlišení a velký objem, tvořící pole. Kromě toho, za předpokladu jaderného výkonu, proces výroby sondy, použití detektoru podmínky prostředí a ceny jsou také důležitým faktorem, který vede k většímu počtu detektorů.
Za více než deset let úspěšný vývoj úspěšně vyvinul nový detektor jaderného záření, z nichž některé byly vytvořeny trhem; některé detektory byly vyřazeny nebo postupně nahrazeny; Některé "staré" detektory jsou znovu použity.
Historie vývoje
Už to není více než 100 druhů detektorů záření, které mohou dávat elektrické signály. Nejčastěji používaný hlavní plynový ionizační detektor, polovodičový detektor a scintilační detektor tří kategorií. Již v roce 1908 byl publikován detektor ionizace plynu. Ale dokud se v roce 1931 neobjevil čítač pulzů, problém rychlého počítání byl vyřešen. V roce 1947 výskyt scintilačního čítače zvýšil účinnost detekce částic díky jeho hustotě mnohem větší než u plynu. Nejvýznamnější je scintilátor jodid sodný (铊), který má vyšší energetické rozlišení pro paprsky γ. Na počátku 60. let 20. století byl úspěšně vyvinut vývoj polovodičových detektorů pro výrobu technologie spektrálního měření. Moderní typová detekční zařízení a zařízení pro fyziku vysokých energií, jadernou fyziku a další vědu a technologie jsou založeny na výše uvedených třech typech detekčních zařízení, které se vyvinuly díky neustálému zlepšování inovací.
zásada
Když částice projdou určitou látkou, je taková látka absorbována nebo excitována, aby se vytvořila ionizace nebo excitace. Pokud jsou částice nabité, jejich elektromagnetické pole přímo interaguje s elektrony dráhy v látce. Pokud se jedná o gama záření nebo rentgenové záření, nejprve projděte nějakým meziproduktem, generujícím fotoelektrický jev, Comptonův jev nebo elektronickým párem, energetickou část nebo všechny přenesené elektrony na oběžné dráze, a poté generujte ionizaci nebo excitaci. Pro neutrální částice, které se nenabíjejí, například neutron, je generován jadernou reakcí za vzniku nabitých částic a poté ionizací nebo excitací. Detektor záření je vhodným detekčním médiem jako látka působící s částicemi, přičemž ionizace nebo excitace částic v detekčním prostředí se přímo či nepřímo převádí na různé formy informace.
Klasifikace
Způsob, jakým detektor záření poskytuje informace, je rozdělen hlavně do dvou kategorií: třída je taková, že částice dopadají na detektor a byla věnována lidským smyslům. Informace, které lze přijmout. Například různé detektory stop částic, obecně procházející fázemi, vyvíjející se nebo chemická koroze. K dispozici je také detektor tepelného uvolnění, fotoluminiscenční detektor a světelný výstup spojený s osvětleným množstvím je dán tepelnou nebo světelnou excitací. Tento typ detektoru v zásadě není předmětem výzkumu jaderné energetiky. Když jiný typ detektoru přijme dopadající částice, je okamžitě dán odpovídající elektrický signál a elektronická linka se zvětší a zpracování lze zaznamenat a analyzovat. Tuto druhou třídu lze nazvat elektrickým detektorem. Elektrický přehrávač je nejpoužívanějším detektorem záření. Nástup tohoto typu detektoru vedl ke vzniku a rozvoji nových oborových disciplín v jaderné energetice.
Složení
1. Detektor záření pro detekci prostorového rozložení dopadajícího záření, obsahující: polovodič citlivý na záření; společná elektroda vytvořená na povrchu polovodiče, použitá Předpětí je přijato; množství segmentovaných elektrod vytvořených na jiném povrchu polovodiče je použito pro výstup náboje generovaného dopadajícím zářením uvnitř polovodiče jako elektrický signál; a mechanismus světelného ozařování pro alespoň Světlo je emitováno během detekce záření.
Výkon
Hlavním výkonem detektoru záření je účinnost detekce, rozlišení, lineární odezva, diferenciace částic. Záření lze převést na zařízení pro měřitelný signál. Základní princip detektoru spočívá v tom, že částice v záření a detekčním médiu interagují, veškerá energie nebo částečně přenesená do média, a za určitých vnějších podmínek způsobují makroskopicky měřenou reakci. Pro optické pásmo lze záření považovat za elektronový paprsek a energie fotonu je elektronicky přenášena do média, čímž vzniká takzvaný fotonický děj, a záření může být přeměněno na tepelnou energii (jako je termočlánek), elektrickou energii (např. jako je fotoproud a fotoelektrické napětí), chemická energie (fotosenzitivní) Vznik částic stříbra v latexu) nebo jiná vlnová délka záření (fluorescenční efekt). Podle této energie a záření jsou navržena různá různá zařízení k měření zářivé energie nebeského tělesa.
Efektivita průzkumu
Počet částic detekovaných detektorem závisí na počtu částic v detektoru ve stejném časovém intervalu. Souvisí s citlivým objemem detektoru, geometrickým tvarem a citlivostí na dopadající částice. Obecně se vyžaduje, aby detektor měl vysokou účinnost detekce. V některých zvláštních případech, jako například při extrémně silných radiačních polích, je však vyžadována nižší citlivost detektoru. Vztahuje se k poměru počtu fotonových událostí a počtu dopadajících fotonů během počátečního procesu fotonu a detektoru. Popisuje schopnost detektoru přijímat a zaznamenávat informace. Dopadající foton může pronikat prostředím nebo se od něj odrážet. Někdy by médium mělo absorbovat několik fotonů a způsobit primární fotonovou událost, někdy vytvořená fotonová událost není detekována, takže kvantová účinnost obecného detektoru je menší než 1.
Rozlišení
Energetické řešení
Rozlišení schopnosti jeho energie velmi blízké částicím
Prostorové rozlišení
(rozlišení polohy): Přesná schopnost dopadající polohy částic;
časové rozlišení
Schopnost přesně dát čas příchodu částic. Tyto indikátory obecně používají poloviční vysokou šířku (FWTM) spektrální čáry a velmi vysokou šířku (FWTM).
Diferenciální schopnost částic
Určitý typ detektoru je citlivý pouze na určité typy dopadajících částic, ale není citlivý na jiné částice, nebo se bude lišit od typu částic. Forma informace je různá, takže je vhodné selektivně detekovat požadované částice, aby se vyloučila další zbytečná interference jaderného záření.
Responzivní
se také nazývá citlivost, rovná se poměru výstupních signálů detektoru a výkonu dopadajícího záření. Při zvýšení výkonu záření se proporcionálně zvýší i výstupní signál a takový detektor se označuje jako lineární, jinak se nazývá nelineární.
Spektrotická odezva
je také známá jako dělená citlivost, odkazuje na citlivost detektoru při monochromatickém záření. Charakterizuje charakteristiky odezvy detektoru na záření o různé vlnové délce. Dělená odezva by měla být měněna jako změna vlnové délky, označovaná jako selektivní, a naopak je neselektivní. Relativní spektroskopická odezva se nazývá relativní spektrofoto v reakci na odezvu nejcitlivější vlnové délky detektoru.
Lineární odezva
Informace uvedené v určitém rozsahu a energii, intenzitě nebo poloze dopadajících částic se obecně označují jako energeticky lineární, intenzita lineární nebo Lineární.
míra detekce
se rovná minimálnímu vyzařovacímu výkonu detektoru k detekci. Každý detektor má šum a signál menší než šum a průměrná hodnota není detekován. Výkon záření potřebný k vytvoření velkého množství šumu se nazývá minimální výkon záření, který detekuje detektor, nebo se nazývá výkon ekvivalentního šumu. Někdy je citlivost detektoru popsána pomocí míry detekce.
obecně také vyžaduje, aby detektory záření vykazovaly poškození způsobené zářením a aby se přizpůsobily různým podmínkám prostředí, jako je teplota, vlhkost, světlo, odolnost proti korozi a mechanické vibrace. Má zobrazovací funkci a je charakteristickým znakem moderních nových detektorů. Takové detektory byly použity při fotografování neutrony, gama fotografii, X difrakci a elektronové mikroskopii. Jeho aplikace proto dlouhodobě přesahuje oblast jaderné vědy a rozšiřuje se do dalších oborových výzkumů a souvisejících národohospodářských resortů.
Studie čínského detektoru záření se provádí na počátku 50. let 20. století, postupně se vyvinul úspěšný jaderný latex, krytová kožená počítací trubice, scintilátor s jodidem sodným (铊). Koncem 50. let byly zahájeny výzkumné práce dalších scintilátorů, fotonásobičů a polovodičových detektorů. Při studiu jaderných zbraní Čína v zásadě používala různé detektory záření vyvinuté jejich zemí.
Vývojový trend
Trend vývoje detektorů jaderného záření je: 1 Výzkum současně poskytuje kombinovaný detektor a detekční zařízení pro více informací, jako je poloha částic, energie, čas a další informace. . 2 Využít nové výdobytky elektronické techniky a výpočetní techniky, zlepšit informovanost informací poskytovaných detektorem, přesnost, rychlost a využití informací. Technologie mikroelektroniky podporuje vznik miniaturizačních detektorů. 3 Hledejte ideálnější detekční média a detekční mechanismy pro vývoj supravodivých detektorů.