Файл: Прикладная спектрометрия с полупроводниковыми детекторами..pdf

ниыают отношение числа обратно рассеянных электронов Л'й к числу падающих на поверхность детектора первичных электро­ нов Ni [4]:

эффициентом обратного рассеяния Р и с числом регистрируе­ мых спектрометром электронов Ne соотношением

11з теории известно, что величина Р не зависит от энергии первичных электронов [9]. Поэтому значение Р эксперименталь­ но можно измерить для конверсионных электронов произволь­ ной энергии и использовать его для исправления искаженного спектра во всем энергетическом диапазоне исследуемых элек­ тронов. В работе [4] коэффициент обратного рассеяния был оп­ ределен на конверсионных электронах 624 кэВ изотопа ш,;!В-а для кремниевого детектора с толщиной чувствительной области

скриминатора в у-канале было настроено на пик полного погло­ щения /щ-излучения, а импульсы с кремниевого детектора для

с выхода схемы совпадений. Полученный таким путем спектр совпадений будет содержать пик полного поглощения конверси­ онных электронов 624 кэВ и ровное по интенсивности непре­ рывное распределение от нулевой энергии до пика полного по­ глощения, соответствующее обратному рассеянию электронов. Результаты работы [4] представлены на рис. 4.3. Определив площади под всем спектром и под участком обратно рассеян­ ных электронов, авторы работы [4] для коэффициента обратно­ го рассеяния Р получили значение 0,37±0,03, хорошо совпадаю­ щее со значением 0,30, полученным в работе [10].

Зная для определенного типа детектора и заданной геомет­ рии измерения коэффициент обратного рассеяния, в значения интенсивностей конверсионных электронов легко вводить по­ правки.

Описанный метод введения поправки на эффект обратного рассеяния пригоден и в случае измерения непрерывных (3-спек- тров. После того как определена величина коэффициента об­ ратного рассеяния Р, вычисляют количество обратно рассеян­ ных электронов, попавших в канал с энергией W из жесткой области. Вычитая это количество обратно рассеянных электро­ нов из числа наблюдаемых в спектре электронов (в том же канале), получим истинное количество электронов, соответст­ вующее действительному спектральному распределению. Более

167

подробно процедуру введения поправки па эффект обратного рассеяния в непрерывные (3-спектры можно представить следую­

В энергетическом диапазоне (Wo—2ДГ) вклад обратного рассеяния, обусловленный областями A(W0—ДГ) и A (Wo), равен

а соответствующее истинное количество электронов можно оп­ ределить из выражения

168

Для истинного количества электронов в энергетическом диапазоне (Wо—nAW) по аналогии с рассмотренными форму­ лами можно получить следующее общее выражение:

для введения поправки на эффект обратного рассеяния в изме­ ренные непрерывные |3-спектры изотопов ^Na, 56Мп, 42К. По­ лученные результаты показали применимость рассмотренного метода введения поправки на эффект обратного рассеяния

кпростым [3-спектрам и к спектрам из нескольких компонентов.

Вработе [6] коэффициенты обратного рассеяния электронов

взависимости от их энергии и угла падения определили экспе­ риментально и рассчитали, используя метод статистических

испытаний (метод Монте-Карло). Измерения и расчеты были выполнены для литий-дрейфового кремниевого детектора с чув­ ствительным слоем 3 мм в диапазоне энергий электронов 300ч- 4-1200 кэВ. Монохроматором электронов служил магнитный спектрометр с фокусировкой на 180°. В качестве радиоизотоп­ ного источника электронов использовали изотоп 90Sr. Конструк­ ция магнитного спектрометра позволяла менять угол падения электронов определенной энергии на поверхность кремниевого детектора, что позволило измерять коэффициент обратного рас­ сеяния в зависимости от угла падения.

Методом Монте-Карло вычисляли не только коэффициенты обратного рассеяния, но и энергетические потери электронов на тормозное излучение. В табл. 4.2 приведены результаты экс­ перимента и расчеты. Анализ табл. 4.2 показывает, что экспе­ риментально определенное значение коэффициента обратного рассеяния при падении электронов под прямым углом к по­ верхности детектора в широком диапазоне энергии остается постоянным с достаточной степенью точности и хорошо согла­ суется с теорией [9]. Что касается зависимости коэффициента обратного рассеяния от угла падения электронов, то для элек­

169

тронов с энергией 600 кэВ при уменьшении угла падения от 90 до 15° коэффициент обратного рассеяния возрастает почти втрое.

Т а б л и ц а 4.2

Коэффициенты обратного рассеяния и потерь на торможение

В работе [6] также показано, что при энергиях электронов выше 1 МэВ в искажение аппаратурного спектра значительный вклад вносят энергетические потерн на торможение электронов с вылетом кванта образованного тормозного излучения из чув­ ствительной области детектора. Согласно табл. 4.2, для элек­ тронов с энергией 1200 кэВ потери на торможение составляют 50% общих потерь. Это приводит к дополнительному искажению аппаратурного спектра. В таких случаях исправление искажен­ ного электронного спектра с учетом только обратного рассея­ ния может привести к большим погрешностям. В подобных слу­ чаях прибегают к решению интегрального уравнения, связы­ вающего истинный и приборный спектры. Для расчета искомого

в которой f(W, К) представляет собой форму линии спектро­ метра, состоящую из пика полного поглощения и распределения импульсов, появившегося в измеренном спектре в результате всевозможных искажений. Хотя данный способ исправления ап­ паратурного спектра трудоемок и требует сложных машинных вычислений, тем не менее он наиболее точный и полный, так как с его помощью учитывают почти все виды искажений.

Искажающее влияние эффекта обратного рассеяния элек­ тронов на форму аппаратурного спектра можно свести к мини­ муму экспериментальным путем, если использовать 4л-геомет- рию, т. е. расположить исследуемый источник между двумя кремниевыми полупроводниковыми детекторами, обращенными друг к другу чувствительными поверхностями, и анализировать

170