Детекторы излучений и их характеристики

Принцип действия различных типов детекторов излучений основан па физических явлениях, возникающих при взаимодействии ионизирующих излучений с веществом. В большинстве детекторов используется ионизация атомов и молекул, вызываемая частицами и квантами. На регистрации возникающих при этом свободных электронов и ионов основана работа таких детекторов, как импульсная ионизационная камера, пропорциональный счетчик, газоразрядные счетчики Гейгера, полупроводниковые детекторы. Ионизационные эффекты используются и в детекторах следов частиц (камера Вильсона, пузырьковые, пропорциональные и дрейфовые камеры). На регистрации фотонов, испускаемых возбужденными атомами и молекулами, основаны сцинтилляционные детекторы, а также такие детекторы следов частиц, как твердая сцинтилляционная камера и искровые счетчики. В счетчиках Черенкова регистрируются световые вспышки, возникающие при прохождении быстрых частиц через прозрачную среду (при соблюдении определенных соотношений между скоростью частицы и показателем преломления среды). На выходе детекторов излучений возникают электрические сигналы (импульсы тока или напряжения), которые используются для определения интенсивности излучения или его спектрального состава. Необходимая информация извлекается из таких параметров: число зарегистрированных событий, амплитуда импульсов, их форма, временные корреляции между событиями и т. д. Регистрация и анализ событий выполняются электронными устройствами, подключенными к детекторам излучений. Поэтому очень важно сохранить и передать нужную информацию от детекторов регистрирующим и анализирующим устройствам. Несмотря на то, что типы детекторов различаются по принципу действия, все они выдают сравнительно слабые электрические сигналы малой длительности, статистически распределенные во времени. Эти сигналы необходимо усиливать и формировать. Кроме того, почти все детекторы — это типичные датчики тока, для которых сила тока, поступающего в нагрузку, практически не зависит от сопротивления нагрузки. Основные характеристики детекторов для регистрации частиц и гамма — квантов даются в этом разделе. При этом главное внимание уделяется тем параметрам, которые характеризуют детекторы как датчики электрических сигналов для подключаемых к ним электронных устройств [18].