Физические свойства границы раздела конденсированная среда-газ в эмиссионных ионизационных детекторах

• Автор: Хамукова, Лиана Амурбековна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 90 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ с.

Введение
Глава 1. Двухфазные детекторы ионизирующих излучений и слабовзаимодействуюгцих частиц

1.1 Принцип действия двухфазного эмиссионного детектора

1.2 Подвижность и пробеги электронов в предельных углеводородах

1.3 Рассеяние нейтрино на электронах и нейтралино на ядрах отдачи

1.4 Конструкция двухфазного эмиссионного детектора

Выводы к главе 1 •

Глава 2. Спектрометрические характеристики газовых рабочих

сред применяемых в двухфазном детекторе

2.1 Ионизационные потери в инертных газах

2.2 Ионизационные потери и пробеги электронов в органических материалах
2.3 Многократное рассеяние и энергетические потери ионов
в аморфной среде в рамках модели бинарных столкновений
2.4 Модифицированный аргоновый пропорциональный счетчик
с ксеноновой пеннинговской добавкой
2.5 Криптоновый пропорциональный счетчик СРПО для рентгено-флуоресцентного, анализа 3-с1 переходных металлов
Выводы к главе 2
Г лава 3. Распределение электростатического потенциала на границе раздела и полевая эмиссия в двухфазных детекторах
3.1 Распределение электростатического потенциала в объеме двухфазного детектора
3.2 Расчет профиля электростатического потенциала вблизи
границы раздела
3.3. Потенциал границы раздела в присутствии
дополнительной вытягивающей сетки

3.4 Полевая эмиссия неравновесных электронов
3.5 Использование двухфазного детектора для прямой
регистрации солнечного рр-нейтрино
3.6 Возможное применение двухфазного детектора для поиска частиц темной материи
3.7 Получение уравнения состояния в рамках метода
молекулярной динамики
Выводы к главе 3
Выводы
Список литературы

Введение
В настоящее время особый интерес представляет использование нового типа детектора — эмиссионной камеры с газовым усилением (ЭКГУ) для измерения ультранизких активностей [1, 50]. Основной объем камеры заполнен конденсированной средой, обеспечивающей высокую-эффективность регистрации ионизирующих излучений. Электроны ионизации под воздействием внешнего поля вытягиваются в газовую среду, где имеет место лавинное усиление электронного сигнала. Использование оптически прозрачных сред позволяет наряду с электронным сигналом измерять световой поток, порождаемый ионизацией. Допустимо возможное количество вещества мишени определяется глубиной инжекции электронов ионизации из конденсированной фазы, в газовую. При современных технологиях очистки рабочих сред от электроотрицательных примесей толщина инжекции составляет порядка 1 м для конденсированных инертных газов (аргон, криптон, ксенон) и около 10 см для жидких предельных углеводородов; Это позволяет создавать детекторы с многотонным рабочим веществом для- решения таких фундаментальных задач, как прямое детектирование солнечного рр-нейтрино по электронам; отдачи и поиск нейтралино - слабовзаимодействующей массивной частицы, основного кандидата на роль “темной материи”. При упругом рассеянии нейтралино на ядрах мишени будут образовываться ядра отдачи с энергиями, не превышающими 50 кэВ. Регистрация столь малого энерговыделения требует обеспечения эффективной эмиссии электронов ионизации и последующего многократного усиления электронного сигнала в газовой фазе. Для практического решения этой задачи необходимо предварительно теоретически построить профиль потенциала границы раздела и найти прозрачность потенциального барьера с учетом сил изображения.
Большой практический интерес представляет замена в. двухфазном детекторе сжиженных инертных газов углеводородными мишенями, что позволит работать при комнатных температурах и тем самым существенно

торца на нить анода подается высокое напряжение и снимается полезный сигнал. Фотография и схема СРПО приведены на рисунке 2.7 (а, б) [44].

Рис. 2.7.а. Схема пропорционального счетчика СРПО: 1 - алюминиевое окно толщиной 120 мкм; 2 - нихромовая анодная нить (50 мкм);
3 - высоковольтный разъем; 4 - вентиль с сильфоном для заполнения счетчика газом.
Рис. 2.7.6. Пропорциональный счетчик СРПО с предусилителем.
Изучение спектрометрических возможностей аргонового пропорционального счетчика с двухпроцентной ксеноновой пеннинговской добавкой в рентгеновском диапазоне дали следующие результаты. Энергетическое разрешение проверялось как путем регистрации рентгеновской флуоресценции, так и с помощью радионуклида 241 Ат. Двухпроцентная ксеноновая добавка позволила снизить рабочее напряжение с 1500 до 800 вольт, улучшить разрешение счетчика, увеличить эффективность регистрации фотонов с энергией превышающей К - край поглощения ксенона более чем в два раза.