Измерение среднего времени жизни возбужденных состояний ядра Ta методом запаздывающих совпадений. Шумейко А.П - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

11
τττ
Nt
N
dt
dN
=
−= exp
0
(20)
Из этого выражения вытекают два метода для определения значения времени
жизни τ :
1. Измеряется скорость распада известного числа ядер N и для получения
величины τ используется уравнение (20). Этот метод применяется, если время
жизни составляет несколько лет и более.
2. Скорость распада
dt
dN
измеряется в различные моменты времени и
величина τ определяется по экспоненциальному закону. Метод измерения для
наносекундных времен жизни основан на этом принципе и описывается далее.
В данной лабораторной работе необходимо экспериментально измерить время
жизни метастабильного состояния ядра Ta
181
73
для уровней с энергией 615 кэВ и
482 кэВ . В настоящее время существуют многочисленные разновидности
метода задержанных совпадений , включающие различные усовершенствования
( микроволновая техника, многоканальные анализаторы амплитуд импульсов
совпадений и т. д . [1,4]). Однако во всех вариантах метода задержанных
совпадений измерению подлежит временная задержка между двумя
последовательными актами излучения. Из которых первый соответствует
моменту возникновения возбужденного состояния (например , бета- частица), а
второй - моменту его распада (например . гамма-квант). Излучение
детектируется с помощью полупроводниковых или сцинтилляционных
датчиков , на выходах которых появляются два электрических импульса. Эти
электрические сигналы далее подаются на различные устройства,
регистрирующие эффект, вызванный двумя коррелированными импульсами. На
Рис.3. приведена простейшая блок- схема установки для измерения
задержанных совпадений в дифференциальном варианте одноканальной
методики.
Д 1
Д 2
У 1
У 2
АД 1 В1
АД 2 В2
Л .З.
С.С.
Рис.3. Блок- схема для измерения задержанных совпадений
Д 1, Д 2 – детекторы , У1, У 2 – усилители , АД 1, АД 2 – амплитудные
анализаторы , Л .З. – блок переменной временной задержки, В 1, В 2 –
унивибраторы , стандартизирующие импульсы , С.С. – схема совпадений .
В дифференциальном варианте одноканального метода в один из каналов
схемы совпадений вводится искусственная переменная задержка (Рис.2) и
изучается зависимость числа совпадений от величины задержки. Эта
зависимость и дает информацию о времени распада исследуемого состояния.
Изменение времени задержки может осуществляться либо с помощью 
                                         11
 dN N 0        t N
     =     exp −  =                 (20)
  dt    τ      τ τ
И з этого в ы раж ения в ы текают дв а м етода для оп ределения знач ения в рем ени
ж изни τ :
   1. И зм еряется скорость расп ада изв естного ч исла ядер N и для п олуч ения
в елич ины τ исп ользуется урав нение (20). Э тот м етод п рим еняется, если в рем я
ж изни состав ляетнесколько лети более.
                             dN
   2. Скорость расп ада           изм еряется в различ ны е м ом енты в рем ени и
                             dt
в елич ина τ оп ределяется п о эксп оненциальном у закону. М етод изм ерения для
наносекундны х в рем ен ж изни основ ан на этом п ринцип еи оп исы в аетсядалее.
В данной лабораторной работе необх одим о эксп ерим ентально изм ерить в рем я
ж изни м етастабильного состоянияядра 181   73Ta для уров ней сэнергией 615 кэВ и
482 кэВ . В настоящ ее в рем я сущ еств уют м ногоч исленны е разнов идности
м етода задерж анны х сов п адений, в ключ ающ иеразлич ны еусов ерш енств ов ания
(м икров олнов ая тех ника, м ногоканальны е анализаторы ам п литуд им п ульсов
сов п адений и т.д. [1,4]). О днако в о в сех в ариантах м етода задерж анны х
сов п адений     изм ерению п одлеж ит        в рем енная задерж ка м еж ду дв ум я
п оследов ательны м и актам и излуч ения. И з которы х п ерв ы й соотв етств ует
м ом енту в озникнов ения в озбуж денного состояния (нап рим ер, бета-ч астица), а
в торой      - м ом енту его расп ада (нап рим ер. гам м а-кв ант). И злуч ение
детектируется с п ом ощ ью п олуп ров одников ы х или сцинтилляционны х
датч иков , на в ы х одах которы х п ояв ляются дв а электрич еских им п ульса. Э ти
электрич еские сигналы далее п одаются на различ ны е устройств а,
регистрирующ иеэффект, в ы зв анны й дв ум якоррелиров анны м и им п ульсам и. Н а
Рис.3. п рив едена п ростейш ая блок-сх ем а установ ки для изм ерения
задерж анны х сов п адений в дифференциальном в арианте одноканальной
м етодики.

             Д 1        У1        АД 1        В1       Л .З.

                                                                  С.С.
             Д 2        У2        АД 2        В2

         Рис.3. Блок-сх ем а дляизм ерениязадерж анны х сов п адений
Д 1, Д 2 – детекторы , У 1, У 2 – усилители, А Д 1, А Д 2 – ам п литудны е
анализаторы , Л .З. – блок п ерем енной в рем енной задерж ки, В 1, В 2 –
унив ибраторы , стандартизирующ иеим п ульсы , С.С. – сх ем а сов п адений.
      В дифференциальном в ариантеодноканального м етода в один изканалов
сх ем ы сов п адений в в одится искусств енная п ерем енная задерж ка (Рис.2) и
изуч ается зав исим ость ч исла сов п адений от в елич ины задерж ки. Э та
зав исим ость и дает информ ацию о в рем ени расп ада исследуем ого состояния.
И зм енение в рем ени задерж ки м ож ет осущ еств ляться либо с п ом ощ ью

Страницы