53
Cs
134
, Zn
65
, Со
60
, ThC" (Tl
208
), Ро—Be, а также известных γ-линий в области 6
÷
11
МэВ,
образующихся при захвате тепловых нейтронов ядрами таких элементов, как Fe, Ti, N
(см. рис. 2.11), показало, что от перечисленных недостатков в существенной степени
свободен спектрометр с фотоэлектронным умножителем типа ФЭУ-52 (анодный ток
насыщения которого составляет около 600 мA). Исследования Р(Е), проведенные со
спектрометром с ФЭУ-52, показали, что отклонение от линейности составляет не более
2% в области около 19 МэВ по шкале протонов отдачи при напряжении на фотокатоде
U
ф
=
-1750
В (при чувствительности фотокатода 50 мкА/лм).
Уменьшение U
ф
до -1500 В расширяет диапазон линейности вольт-амперной
характеристики ФЭУ-52 и позволяет регистрировать (см. § 3.2) протоны отдачи до
E
n
~
30 МэВ и выше (уменьшение U
ф
от —1750 до —1500 В приводит к уменьшению
коэффициента усиления ФЭУ-52 почти в 2,5 раза). Измерения световыхода,
выполненные с помощью реакций на заряженных частицах и методом известных
сечений, показали, что функция Р(Е) для Е
n
≥
7
МэВ, вплоть до E
n
~
20
МэВ, в случае
ФЭУ-52 хорошо описывается полуэмпирической формулой Биркса:
∫
⋅+
=
En
dx
dE
kB
dE
EP
0
1
)(
, (2.24)
если kB
=
0,012
мг/(см2
⋅
кэВ). Результаты измерений приведены в приложении 2,
табл. 1.
Для описания Р(Е) в общем случае, когда имеет место и некоторая нелинейность
вольт-амперной характеристики фотоумножителя, можно предложить эмпирическое
выражение, которое позволяет вычислять Р(Е) с точностью не хуже 2%, в области
энергий Е
n
от ~ 0,1 до ~ 20 МэВ:
,001.0exp
11
11
,021.0
016.0
exp)(
2
3
6
9.0
2
3
2
3
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−=
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
><
>
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅−=
Ek
kпри
kпри
A
E
E
ABEEP
(2.25)
где k — коэффициент нелинейности энергетической шкалы спектрометра в области
энергии комптоновских электронов отдачи Е
макс
э
= 4,19 МэВ, причем 1 ≤ k < 1,3; В—
константа, которая меняется от 0,176 до 0,212, в зависимости от направления падения
нейтронов на кристалл стильбена относительно оси цилиндра кристалла: В = 0,176,
когда нейтроны падают вдоль оси цилиндра кристалла, и В = 0,212, когда нейтроны
падают перпендикулярно к оси цилиндра кристалла. Все это
в основном относится к
кристаллу стильбена.
Не менее важно знать световыход и жидких сцинтилляторов, так как в некоторых
случаях они обладают преимуществом по сравнению с монокристаллами. В работе [19]
определен световыход Р(Е) для жидкого сцинтиллятора NE-213, причем не только для
протонов, но и для α-частиц и ядер углерода. Эти данные
весьма интересны, поскольку
они позволяют точнее рассчитать поправки к форме линии спектрометра,
обусловленные искажением ее из-за ядер отдачи углерода и развала углерода на три α-
частицы.
53