Введение к работе
Актуальность темы исследований. В настоящее время гамма-спектрометрия широко применяется в фундаментальной и прикладной науке, различных областях техники, в геологии, экологии, медицине. Наиболее распространенные детекторы гамма-излучения - сцинтиляционные (на основе кристаллов Nal и Csl) и полупроводниковые (главным образом на основе кристаллов Ge(Li)) имеют в основном удовлетворительные параметры для широкого круга задач. Свойства детекторов определяют их область применения. Одно из основных применений сцинтиляционных детекторов - исследование полей гамма-излучения. От данных об этом поле возможен переход к характеристикам источника, его создающего, например радионуклида, для чего используется ППД. Однако, для широкого круга задач не требуется энергетическое разрешение на уровне долей процента (ППД), и вполне достаточно разрешение 1 - 3%, Поэтому детектор с таким разрешением более дешевый, чем ППД, представляет большой интерес. В ряде областей применения гамма-спектрометрии, имеются специфические требования, затрудняющие использование традиционных детекторов. К таким требованиям относится работа при повышенной температуре без дополнительного охлаждения. - Это, например,, требуется для детекторов, установленных на наружной поверхности космических спутников, где даже при использовании защитных средств, температура может достигать 60С; при проведении экологического мониторинга в жарких климатических поясах, где температура также может достигать 60С в тени; особенно жестко это требование в геологии при проведении гамма-каратажа в глубоких скважинах, где температура достигает 200С.
Поэтому актуальной является разработка новых типов детекторов гамма-излучения, обладающих хорошим энергетическим разрешением (на уровне 2-4%), по возможности простых, долговечных и сохраняющих свои параметры при . повышенных-температурах.
Целью работы является разработка детектора линейчатого
гамма-излучения на сжатом ксеноне и изучение его физических характеристик.
Новизна работы. Впервые создан детектор гамма-излучения на основе цилиндрической ионизационной камеры высокого давления, в качестве рабочего вещества которой используется сжатый ксенон, с плотностью до О.бг/см . Детектор позволяет проводить исследование энергетических спектров гамма-излучения в интервале энергий 0.1 - 5МэВ с энергетическим разрешением 3,5 для гамма-квантов с энергией ШэВ.
Впервые исследована возможность улучшения разрешения цилиндрической ионизационной камеры за счет рекомбинации и уменьшения времени формирования импульса, по сравнению со временем необходимым для работы в рекиме полного собирания заряда.
Впервые проведены исследования характеристик детектора гамма-излучения на основе цилиндрической ионизационной камеры в диапазоне температур 20 - 170С.
Впервые.создан детектор гамма-излучения имеющий, высокое энергетическое разрешение - 3,5$ для гамма-квантов с энергией 1МэВ при высоких температурах - до 170С.
Научная и практическая ценность работы. Результаты исследований свсйств сжатого ксенона могут быть использованы для создания различных типов ионизационных детекторов на сжатом ксеноне.
Цилиндрический детектор гамма-излучения открывает широкие возможности как для фундаментальных научных исследований, например, для исследования нестационарного космического гамма-излучения, так и для решения целого ряда прикладных задач, например, контроль за АЭС, экология, геологическая разведка и др.
Автор защищает:
І. Детектор на основе цилиндрической ионизационной уяиорц ривкого давления для регистрации гамма-излучения в интервале энергий 0.1-БЫэВ и его физические характеристики.
2. Детектор гамма-излучения для работы при высокой температуре.
3. Установку для наполнения детекторов сверхчистым ксеноном.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на IV Семинаре по точным измерениям в ядерной спектроскопии (Вильнюс 1986), на Международном семинаре по космическому приборостроению (Фрунзе, 1989), на 21 Международной конференции по физике космических лучей (Аделаида, 1989),. на конференции "Приборы для экологии" (Ужгород 1992) и опубликованы в 6 научных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 67 наименований, содержит 120 страниц, в том числе 42 рисунка и 5 таблиц.
