Измерение среднего времени жизни возбужденных состояний ядра Ta методом запаздывающих совпадений. Шумейко А.П - 26 стр.

UptoLike

26
поскольку R пропорционально E и, например для энергии в 100 кэВ
сек
10
0
1072
⋅≈τ .
Исходя из этих данных, можно приблизительно оценить статистически
обоснованные пределы измеримых времен жизни со стороны малых значений .
Для измерения величины смещения центров тяжести кривых масштаба одного
процента от ширины кривой совпадений на половине ее высоты полное число
зарегистрированных совпадений должно значительно превосходить
4
2
0
10
2
=
τ
τ
, т.е. достигать, по крайней мере, 10
5
или даже 10
6
. При
разрешающих временах в пределах 2÷710
-10
сек . такая статистическая точность
обеспечивает измерение времен в пределах 2÷710
-12
сек .
Однако реальное достижение этих статистически обоснованных пределов
затруднено существованием систематических ошибок, которые делают
измерения в этой области весьма ненадежными. Эти ошибки связаны с трудно
контролируемыми аппаратурными сдвигами, обусловленными
многочисленными причинами. Сюда относится, в частности, трудность
поддержания в течение длительного времени стабильности работы аппаратуры ,
необходимой для обнаружения малых временных смещений .
Аппаратурные сдвиги
Относительные сдвиги кривых N(t) и P(t), снятых с двумя источниками,
вызываются аппаратурными эффектами, связанными в основном со
следующими факторами:
1. Нетождественностью спектров излучений исследуемого и реперного
источников в переделах выбранных энергетических интервалов .
2. Различием интенсивностей двух сравниваемых источников .
3. Эффектом скучиванья (Pile-up), состоящем в искажении формы кривых
совпадений , вследствие случайного наложения импульсов из- за
конечности постоянных времени.
4. Различием эффективных толщин сцинтилляторов для излучений двух
источников , обусловленным энергетической зависимостью эффективных
сечений взаимодействия с веществом сцинтиллятора.
5. Неточной воспроизводимостью геометрических условий опыта для двух
источников (положение и размеры источников ).
6. Обратным рассеянием .
7. Вкладом совпадений от других каскадов в исследуемом источнике, а
также в возможных примесях .
8. Нестабильностью работы установки (дрейф электронной аппаратуры )
включая температурный дрейф полупроводниковых элементов
конвертора и других узлов .
9. Неточность учета фона.
Поскольку время прохождения излучением расстояния в 1 мм составляет три
пикосекунды и более, важность минимизации эффектов 4 и 5 очевидна. Она
сводится к использованию по возможности тонких сцинтилляторов ,
                                         26
п оскольку R п роп орционально E и, нап рим ер для энергии в 100 кэВ
2τ 0 ≈ 7 ⋅10 −10 сек .
        И сх одя из этих данны х , м ож но п риблизительно оценить статистич ески
обоснов анны е п ределы изм ерим ы х в рем ен ж изни со стороны м алы х знач ений.
Д ля изм ерения в елич ины см ещ ения центров тяж ести крив ы х м асш таба одного
п роцента от ш ирины крив ой сов п адений на п олов ине ее в ы соты п олное ч исло
зарегистриров анны х      сов п адений     долж но знач ительно п рев осх одить
 2τ 0 
         2

       = 10 , т.е. достигать, п о крайней м ере, 10 или даж е 10 . При
               4                                            5              6

 τ 
разреш ающ их в рем енах в п ределах 2÷7⋅10-10 сек . такаястатистич ескаяточ ность
обесп еч ив аетизм ерениев рем ен в п ределах 2÷7⋅10-12 сек .
        О днако реальноедостиж ениеэтих статистич ески обоснов анны х п ределов
затруднено сущ еств ов анием систем атич еских ош ибок, которы е делают
изм ерения в этой области в есьм а ненадеж ны м и. Э ти ош ибки св язаны с трудно
контролируем ы м и       ап п аратурны м и     сдв игам и,       обуслов ленны м и
м ногоч исленны м и п рич инам и. Сюда относится, в ч астности, трудность
п оддерж анияв теч ениедлительного в рем ени стабильности работы ап п аратуры ,
необх одим ой дляобнаруж ениям алы х в рем енны х см ещ ений.

      А п п ар атур ны е сдви ги
        О тносительны е сдв иги крив ы х N(t) и P(t), сняты х с дв ум я источ никам и,
в ы зы в аются ап п аратурны м и эффектам и, св язанны м и в основ ном со
следующ им и факторам и:
    1. Н етож деств енностью сп ектров излуч ений исследуем ого и реп ерного
        источ ников в п еределах в ы бранны х энергетич еских интерв алов .
    2. Различ ием интенсив ностей дв ух срав нив аем ы х источ ников .
    3. Э ффектом скуч ив анья (Pile-up), состоящ ем в искаж ении форм ы крив ы х
        сов п адений, в следств ие случ айного налож ения им п ульсов из-за
        конеч ности п остоянны х в рем ени.
    4. Различ ием эффектив ны х толщ ин сцинтилляторов для излуч ений дв ух
        источ ников , обуслов ленны м энергетич еской зав исим остью эффектив ны х
        сеч ений в заим одейств ия св ещ еств ом сцинтиллятора.
    5. Н еточ ной в осп роизв одим остью геом етрич еских услов ий оп ы та для дв ух
        источ ников (п олож ениеи разм еры источ ников ).
    6. О братны м рассеянием .
    7. В кладом сов п адений от других каскадов в исследуем ом источ нике, а
        такж ев в озм ож ны х п рим есях .
    8. Н естабильностью работы установ ки (дрейф электронной ап п аратуры )
        в ключ ая тем п ературны й         дрей ф п олуп ров одников ы х   элем ентов
        конв ертора и других узлов .
    9. Н еточ ностьуч ета фона.
    Поскольку в рем яп рох ож денияизлуч ением расстоянияв 1 м м состав ляеттри
п икосекунды и более, в аж ность м иним изации эффектов 4 и 5 оч ев идна. О на
св одится к исп ользов анию п о в озм ож ности тонких сцинтилляторов ,