Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Начала электронных методов ядерной физики

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ядерно-физические исследования представляют собой целенаправленный поиск и выявление закономерностей в строении вещества. Их своеобразие состоит в том, что устанавливаются микроскопические свойства материалов на ядерном уровне. Эксперимент является ключевым звеном в получении информации нового уровня и формата. Полученные знания используются при уточнении теории или для выявления ее новых положений. Это расширяет сферу исследований и помогает скорректировать, равно как и детализировать их направление. В таком случае создаются условия для дальнейшего продвижения техники научных исследований, совершенствования планирования и организации эксперимента, включая поиск и применение новых методик измерений.

Совокупность электронной аппаратуры и средств вычислительной техники образуют автоматизированную систему накопления и обработки данных, получаемых в ходе эксперимента. Сложность таких систем, их состав, структура и варианты применения определяются уровнем решаемых экспериментальных задач. Весьма весомый вклад в сферу изучения ядерных превращений вносят электронные методы ядерной физики, приборы и техника для экспериментальных исследований. Не последняя роль на данном направлении принадлежит средствам измерения параметров ионизирующих излучений, включая ядерную электронику и ее наносекундную технику. Электронные средства этой техники весьма масштабно используются в изучении быстропротекающих физических процессов.

Представляемые материалы состоят из четырех разделов, каждый из которых имеет дело с определенным направлением и базовыми положениями регистрации параметров ядерных превращений. В первом из них рассматриваются основные положения регистрации ионизирующих излучений, детекторы и их сигналы. Демонстрируются линейные методы обработки сигналов, связанные с утратой энергии частицей в детекторе, и амплитудой выделенного им сигнала. Приведены схемы и электронная техника получения и линейной обработки детекторных сигналов. Среди электронных средств данного назначения рассмотрены различные предусилители, спектрометрические и пороговые усилители, расширители сигналов, суммирующие усилители и усилители с задержкой ит.д., включая схемы линейного пропускания, восстановления постоянной составляющей исходного уровня, а также устройства инспекции наложений аналоговых сигналов и технику их мультиплексирования. Линейные методы обработки детекторных сигналов совместно с электронными средствами их реализации составляют основу для амплитудных измерений в спектрометрии ядерных излучений.

Во втором разделе обсуждаются шумы измерительного тракта и меры борьбы с ними. Рассматриваются нелинейные методы выделения и обработки детекторных сигналов, включая технику их ограничения, дискриминации и селекции. Демонстрируются схемы, выполняющие дискретную обработку сигналов путем их нормирования по амплитуде и длительности. При этом до некоторой степени утрачивается связь между потерями энергии в материале детектора и сигналом, получаемым на его выходе. В таком случае можно говорить лишь о факте регистрации частицы, происходящем при определенных условиях. Представлены методы и варианты технических решений реализации схем совпадений и антисовпадений. Этот вид электронной техники довольно масштабно используются при селекции и отборе событий, обеспечивая идентификацию эффекта либо подавление фона. Вместе с другими электронными средствами они входят в состав измерительных систем. Эти устройства, образуя логику отбора полезных событий при регистрации, повышают эффективность и надежность измерений в целом.

В третьем разделе демонстрируются методы и техника счета событий. Зафиксированная информация позволяет судить об интенсивности источников излучения. Применяются как аналоговые, так и цифровые методы счета событий, причем последние могут регистрировать события с учетом живого или мертвого времени. Рассматривается наиболее распространенный метод исследования ядерных превращений — амплитудный анализ. Даны характерные особенности, основные параметры и техника его реализации. Обсуждаются методы аналого-цифрового преобразования, которые нашли наиболее широкое применение во всем многообразии измерительных каналов различных спектрометрических установок. Раскрывается суть временного анализа и его ключевые разновидности. Представлены электронные средства и совокупность схемотехнических решений, применяемые для измерений распределений интервалов времени в микросекундном и наносекундном диапазонах.

В четвертом разделе раскрываются базовые направления спектрометрии ядерных излучений, включая различные версии мультифакторного амплитудного и временного анализа. Обсуждаются вопросы и проблемы прецизионных и долговременных измерений характерные для каждой разновидности анализа, включая их техническое обеспечение. Демонстрируются электронная техника и средства контроля параметров измерительных трактов спектрометров, регистрирующих ядерные излучения. В довольно сжатой форме изложены вопросы стандартизации электронных средств для автоматизации ядерно-фи- зических исследований на основе базовых стандартов магистрально-модульного принципа их построения (САМАС, ВЕКТОР, ЕАЭТВив, УМЕ и т. д.).

Предъявляемые материалы и рассмотренные вопросы, а также обсуждаемая совокупность проблем должны представлять интерес для студентов старших курсов физических специальностей разных вузов. Ими могут воспользоваться специалисты и инженерно-технический персонал,

8 Предисловие

i ti ш II ш ti til II ш ш и lit II ш и lit II ш ill it iti II ill it itnii II ш tun и mm и ш ши и ш ш и in и ш in и i» и in и ж ши ш ши и ш ши и mm и ш ши и ш ши in и ш и in и ш in и hi шшшшш ш ши и mm пт i эксплуатирующий электронные средства различных ядер- но-физических установок и выполняющий измерения на их базе. Представленная информация может быть полезна специалистам, которые используют электронные методы ядерно-физических исследований в смежных областях науки и техники, а именно: в геологии, нефтеразведке, мониторинге окружающей среды, в контроле и диагностике деталей и материалов, в химии, биологии, археологии, медицине, включая космические исследования и т. п.

Основой изложенных здесь материалов послужил курс лекций, который в течение нескольких лет читается на ряде кафедр физико-энергетического факультета Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» Обнинского института атомной энергетики. Авторы не претендуют на полноту изложения обсуждаемых материалов, однако в них отражены и систематизированы основные положения электронных методов ядерной физики и технические средства ядерно-физического эксперимента. Подбор материала может быть не совсем оптимален, а в ряде случаев и не в меру детализирован, однако авторы с благодарностью примут все замечания по содержанию, структуре и характеру изложения материалов, представляемых в данной работе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы