Измерение среднего времени жизни возбужденных состояний ядра Ta методом запаздывающих совпадений. Шумейко А.П - 29 стр.

UptoLike

29
детекторами, основанными на регистрации перехода через нуль”.
Если задержка между вычитаемым ослабленным импульсом и первичным
выбрана малой по сравнению с временем нарастания, то момент перехода
сформированного импульса через нуль” в первом приближении не зависит ни
от амплитуды , ни от наклона фронта первичного импульса. В схеме совпадений
с пластмассовым сцинтиллятором в одной ветви и плоским германиевым
детектором объемом в 8 см
3
в другой , получены разрешающие времена 0.8
нсек и 2.8 нсек для гамма-квантов 2.75 мэВ и 511 кэВ соответственно. При этом
смещение в максимуме кривой совпадений для двух энергий составляет 1.5
нсек.
Для регистрации тяжелых заряженных частиц (альфа- частиц, протонов и
др.) в случае временных измерений успешно применяются поверхностно-
барьерные кремниевые детекторы . Подобные измерения можно проводить,
например , для уровней , заселяемых в альфа- распаде (альфа- гамма или альфа -
электрон совпадения), в (dp) реакциях или в β
+
- распаде (или е- захвате) на
высоковозбужденные состояния, распадающиеся путем испускания
моноэнергетических альфа- частиц или протонов (запаздывающие” распады ).
Согласно оценке, вклад альфа- частиц с энергией 5 мэВ в разрешающее время
составляет 80 псек для случая кремниевого датчика емкостью 100 пФ .
V. Практическая часть работы
Для измерения времени жизни возбужденного состояния ядра Ta
181
73
,
энергетического уровня 482 кэВ , методом задержанных гамма-гамма
совпадений собирается схема, изображенная на Рис.6А . Используется метод
сдвига центра тяжести. Основная предпосылка метода это наличие нуля
времени для центра тяжести кривой N ( t ), т.е мгновенная кривая P ( t ) не должна
иметь сдвига центра тяжести. Влияние различия формы отбираемого
энергетического спектра можно уменьшить компенсацией амплитудной
зависимости. Быстрая замена через каждые несколько минут исследуемого
источника и эталонного мгновенного” источника снижает влияние
аппаратурного дрейфа. Важно, что для регистрации кривой N ( t )
предшествующие события принимаются в одной цепи энергетического отбора,
а задержанные события в другой . Это требует высокого энергетического
разрешения, в противном случае сдвиг центра тяжести чрезвычайно мал. Для
измерения мгновенной кривой можно воспользоваться аннигиляционным
излучением
22
Na или гамма-излучением
60
Co. Вместо мгновенной кривой
можно также применять вторую кривую совпадений N ( t ) с хорошо известным
средним временем жизни, что дает лучшее совпадение условий измерений .
                                         29
детекторам и,      основ анны м и      на регистрации п ерех ода ч ерез “нуль”.
Е сли задерж ка м еж ду в ы ч итаем ы м ослабленны м им п ульсом и п ерв ич ны м
в ы брана м алой п о срав нению с в рем енем нарастания, то м ом ент п ерех ода
сформ иров анного им п ульса ч ерез“нуль” в п ерв ом п риближ ении незав иситни
отам п литуды , ни отнаклона фронта п ерв ич ного им п ульса. В сх ем есов п адений
с п ластм ассов ы м сцинтиллятором в одной в етв и и п лоским герм аниев ы м
детектором объем ом в 8 см 3 – в другой, п олуч ены разреш ающ ие в рем ена 0.8
нсеки 2.8 нсекдлягам м а-кв антов 2.75 м эВ и 511 кэВ соотв етств енно. При этом
см ещ ение в м аксим ум е крив ой сов п адений для дв ух энергий состав ляет 1.5
нсек.
      Д ля регистрации тяж елы х заряж енны х ч астиц (альфа-ч астиц, п ротонов и
др.) в случ ае в рем енны х изм ерений усп еш но п рим еняются п ов ерх ностно-
барьерны е крем ниев ы е детекторы . Подобны е изм ерения м ож но п ров одить,
нап рим ер, для уров ней, заселяем ы х в альфа-расп аде (альфа-гам м а или альфа-
электрон сов п адения), в (dp) – реакциях или в β+-расп аде (или е-зах в ате) на
в ы соков озбуж денны е состояния,       расп адающ иеся п утем        исп ускания
м оноэнергетич еских альфа-ч астиц или п ротонов (“зап азды в ающ ие” расп ады ).
Согласно оценке, в клад альфа-ч астиц с энергией 5 м эВ в разреш ающ ее в рем я
состав ляет80 п секдляслуч аякрем ниев ого датч ика ем костью 100 п Ф .

  V. Пр акти ч еская ч асть р аботы
       Д ля изм ерения в рем ени ж изни в озбуж денного состояния ядра 181      73Ta ,
энергетич еского уров ня 482 кэВ , м етодом задерж анны х гам м а-гам м а
сов п адений собирается сх ем а, изображ енная на Рис.6А . И сп ользуется м етод
сдв ига центра тяж ести. О снов ная п редп осы лка м етода – это налич ие нуля
в рем ени для центра тяж ести крив ой N(t), т.ем гнов енная крив ая P(t) не долж на
им еть сдв ига центра тяж ести. В лияние различ ия форм ы отбираем ого
энергетич еского сп ектра м ож но ум еньш ить ком п енсацией ам п литудной
зав исим ости. Бы страя зам ена ч ерез каж ды е несколько м инут исследуем ого
источ ника и эталонного “м гнов енного” источ ника сниж ает в лияние
ап п аратурного дрейфа. В аж но, ч то для регистрации крив ой N(t)
п редш еств ующ ие собы тия п риним аются в одной цеп и энергетич еского отбора,
а задерж анны е собы тия – в другой. Э то требует в ы сокого энергетич еского
разреш ения, в п ротив ном случ ае сдв иг центра тяж ести ч резв ы ч ай но м ал. Д ля
изм ерения м гнов енной крив ой м ож но в осп ользов аться аннигиляционны м
излуч ением 22Na или гам м а-излуч ением 60Co. В м есто м гнов енной крив ой
м ож но такж е п рим енять в торую крив ую сов п адений N(t) с х орош о изв естны м
средним в рем енем ж изни, ч то даетлуч ш еесов п адениеуслов ий изм ерений.