Особенности обработки экспериментальных результатов, полученных с помощью активационных детекторов

В качестве активационного детектора используется индиевая пластинка. В табл. 1 дан изотопный состав природного индия и продуктов (n,g)–реакции, возникающих при облучении природных изотопов тепловыми нейтронами.

В результате (n, γ)-реакции образуются бета-активные изотопы индия. В большинстве распадов радиоактивных ядер возникают ядра в возбужденном состоянии. При переходе ядра из возбужденного состояния в основное испускаются один или несколько гамма-квантов. Поэтому возможно определение активности индия как бета-счетчиками, так и гамма-счетчиками.

Необходимо отметить, что пробег электрона (позитрона) в металле очень мал, следовательно, часть испускаемых бета-частиц останутся в индиевом образце. Гамма-излучение является одним из самых опасных в основном по причине высокой проникающей способности. Поэтому применение гамма-счетчиков является более эффективным (вероятность регистрации частицы (ω) будет выше: ).

Таблица 1.

Ядерные характеристики индиевых активационных детекторов

Изотопный состав природного индия	Содержание изотопа, %	Сечение активации, барн	Радиоактивный продукт	Период полурас­пада радиоактив­ного продукта
	4,23	58±12		49 сут.
	72 с
	95,77	197±15		54 мин.
	13 с

Примечание: Сечения активации приведены для тепловых нейтронов.

Активность, накопленная в образце, будет пропорциональна плотности потока тепловых нейтронов в точке r (рис. 3).

Рис. 3. Схема эксперимента с активационным детектором:

1 – источник нейтронов; 2 – активационный детектор

В данном случае, среднее значение плотности потока нейтронов, активность образца и число импульсов, регистрируемых счетчиком, связаны соотношением:

где – макроскопическое сечение радиационного захвата тепловых нейтронов; V – объем индиевого образца. Данное соотношение справедливо, если процесс накопления активности вышел на стационар, в противном случае необходимо учитывать время облучения образцов, а последнее соотношение будет иметь вид:

где – время облучения образца; – постоянная распада материала образца.

Введение ω во всех экспериментах обусловлено следующими причинами. Во-первых, если активный образец располагается вне чувствительного объема счетчика, последний регистрирует лишь часть частиц, тем меньшую, чем меньше телесный угол, под которым счетчик виден из источника излучения. Во-вторых, из числа частиц, полетевших в направлении счетчика, часть может быть поглощена в самом источнике, в воздухе на пути к счетчику, либо в стенках счетчика. Наконец наличие мертвого времени (его называют также временем нечувствительности, разрешающим временем) у регистрирующей излучение аппаратуры приводит к тому, что часть частиц, прошедших через счетчик, не регистрируется. В различных экспериментах перечисленные факторы могут по разному влиять на измеряемую величину.