Развитие и применение теории ядерных твердотельных трековых детекторов

• Автор: Дитлов, Валерий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 383 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава I. Физические основы теории детектировании с помощью ЯТТД
1.1. Ядерные твердотельные трековые детекторы
1.2. Способы визуализации латентных треков
1.3. Энергетические потери и полные пробеги заряженных частиц, движущихся через среды
1.4. Механизм чувствительности фотоматериалов
1.5. О роли электронных оболочек AgBr в формировании чувствительности фотографических материалов к быстрым заряженным частицам
1.6. Флуктуационная теория фотографического действия
ионизирующих заряженных частиц
1.7 Отношение плотности трека однозарядных частиц к плотности на
плато Ферми
1.8. Роль 8-электронов в формировании латентного трека частицы в твердотельном детекторе
1.9. Механизм образования треков в нефотографических ЯТТД
1.10. Максимальное пространственное и временное разрешение, определяемые природой первичных взаимодействий радиации с веществом
1.11. Распределение первичных откликов и визуализация треков
1.12. Теория многократного рассеяния электронов
1.13. Единая теория образования треков Р. Катца
1.14. Нерешенные проблемы в теории Р. Катца
Постановка задачи
Краткие выводы

Глава 2. Теория формирования пространственных распределений
локального отклика
2.1. Теория регистрации потока электронов
2.1.1. Построение теории
2.1.2. Три частных случая геометрии источника
2.1.3. Некоторые свойства вероятности включения
отклика чувствительной области
2.1.4. Чувствительные области, обладающие сферической симметрией
2.1.5. Зависимость вероятности отклика чувствительной области от
распределения энергетических затрат между электронами
2.1.6. Детекторы и средние энергетические затраты в чувствительной
области
2.2. Регистрация многокомпонентных потоков, состоящих из частиц
различного типа
2.2.1. Вероятность отклика чувствительной области при прохождении
через детектор потока частиц различного типа
2.2.2. Вероятности отклика чувствительных областей, лежащих на
пути прохождения первичной частицы
2.2.3. Изотропный источник частиц, равномерно
распределенный по всему объему детектора
2.3. Появление локального отклика как результат визуализации
определенной доли физических состояний чувствительных областей детектора
2.3.1. Учет возможности самопроизвольного появления отклика
чувствительной области
2.3.2. Изменение физических состояний чувствительных областей со
временем
Краткие выводы

Г лава 3. Решение задач теории многократного рассеяния электронов
применительно к проблемам детектирования
3.1. Специфика рассматриваемых задач
3.2. Общая схема метода по расчету вероятности отклика
чувствительной области как функции пространственных координат
3.2.1. Рекуррентные соотношения для пространственно-угловых
моментов дифференциального распределения электронов
3.2.2. Свойства рекуррентных соотношений
3.2.3. Метод вычисления коэффициентов разложения пространственно-угловых моментов по полиномам Лежандра
3.2.4. Восстановление пространственных распределений
диссипированной энергии с помощью метода моментов Спенсера
3.3. Восстановление распределения вдоль оси симметрии при
источнике, излучающем электроны по образующим конуса с углом при вершине
3.3.1. Аппроксимация зависимости величин <ке'4> от остаточного
пробега электрона
3.3.2. Распределения по глубине плоского слоя
3.4. Радиальные распределения в плоскости, перпендикулярной оси
симметрии источника
3.5. Трехмерные распределения вокруг точечного источника
Краткие выводы
Глава 4 Организация вычислительных работ
4.1. Банк данных ЯТТД
4.2. Программа «STAR» для вычисления и записи в банк данных
коэффициентов разложения пространственных моментов по полиномам Лежандра
Здесь £, - количество актов взаимодействия, в среднем приходящееся на одну биоклетку.
Также большое практическое значение модель многих ударов имела для разработки и описания свойств обычных светочувствительных фотоматериалов; На этой модели основывалась теория характеристических кривых /29/.
К моменту открытия нефотографических твердотельных трековых детекторов физики уже имели большой опыт работы со специально разработанными ядерными фотоэмульсиями. В пятидесятые годы внимание физиков было сконцентрировано на поиск слабоионизирующих частиц, для чего нужно было создать высокочувствительные материалы и методы. В 1958 году была опубликована флуктуационная теория фотографического действия слабоионизирующих частиц К.С. Богомолова /121/, в которой были даны ответы на актуальные вопросы по механизму и природе фотографического действия заряженных частиц, и в которой установлена зависимость плотности следов вдоль отдельного трека от параметров частицы и фотоэмульсии. В это время авторы многих исследований пренебрегали флуктуациями ионизации /111,311 и др./.
Стохастический характер актов взаимодействия частиц с атомами материала сохраняется для любого детектора. Реальные пробеги частиц одинаковой энергии имеют некоторое распределение вокруг среднего значения, даваемого интегралом (1.20), (работы по стрэгглингу - /118, 244/). Чем меньше рассматриваемый участок пробега, тем сильнее флуктуации. Впервые энергетическое распределение частиц за тонким слоем было получено Л.Д. Ландау /242/ в предположении, что энергия выбиваемых электронов со намного больше энергии электронов в оболочках атома со0 и намного меньше максимально возможной сотах для 6-электронов (1.8):