Измерение распределения полного энерговыделения и энерговыделения, обусловленного γ-???

→ энергия ИИ → в тепловую → меряем тепловыделение → E_ии

Калориметрический метод (полное энерговыделение) – единственный прямой метод, позволяющий определить Е поглощенного ИИ вне зависимости от источника (характеристик поля излучения). Для снижения погрешности рабочее тело детектора должно быть идентично по составу исследуемой среде (или вещество, в котором определяют энерговыделения).

Плюсы данного метода в том, что минусы практически отстутствуют. Верхнего предела измерения поглощенной дозы практически нет.

Этот метод наиболее распространен в задачах исследования радиационной стойкости материалов. С появлением чувствительных калориметров их стали применять и на критических сборках.

Схема калориметра:

Нити – чтобы передача тепла была минимальной (материал нитей – нейлон, пространство между образцом и оболочкой – вакуум).

Пренебрежем конвекцией и излучением образца (для снижения излучения используется экран) и теплоотдачей (передачей) от оболочки к образцу, то уравнение теплового баланса для простейшего калориметра:

где T(t) – температура образца; Т_об – температура оболочки; Q – энергия, выделяемая в образце в единицу времени; k – коэффициент теплопередачи; с – теплоемкость; М – масса образца.

В зависимости от температурного режима оболочки выделяют 2 типа калориметров:

- адиабатические: здесь T_об поддерживается равной температуре образца. При этом потери Е в образце отсутствуют, Е поглощается в нем полностью идет на нагрев образца. Тогда:

где T(0) – начальная температура. Таким образом измерение Q сводится к измерению T;

- изометрические: Т_об поддерживается постоянной. Интегрируя исходное уравнение и предполагая, что в начальный момент времени температура образца равна температуре оболочки, мы получим выражение для зависимости от t:

Решением этого уравнения является:

Начальные условия: отсюда:

Итого:

Если kt>3 (это когда установилось равновесие между тепловыделением в образце и теплоотдачей от образца к оболчке), то e≈0 и .

Для определения второго пункта, γ, используется ионизационный метод, то есть измеряют поглощенную Е, обусловленную взаимодействием γ со средой. Γамма-кванты взаимодействуют с (А) (комптон, фотоэффект, образование пар), что приводит к появлению электронов больших энергий. Эту энергию электроны передают (А).

Идея метода: ионизация, производимая электронами в малой газовой полости, может служить мерой энергии, поглощенной в веществе, окружающем эту полость. Малость полости необходима, чтобы не искажалось распределение вторичных электронов в веществе. Толщина вещества, окружающего полость, должна быть много больше величины пробега электрона в нем (1-2 см). Тогда энергия, поглощенная в единице массы стенок полости:

где – тормозная способность среды (полости) и газа, J – средняя энергияя, теряемая электроном на образование пары ионов в газе, ω – число пар ионов в единице массы газа (не зависит от энергии электрона при энергиях до 10 кэВ).

В жизни газовой полостью является ИК, в стенках измеряют поглощенную энергию из специального материала – измеряют ток??? долго сохраняют заряд.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: