Если счётчик работает в пропорциональном режиме, то это даст информацию о потерянной в нём энергии. Поставь много-много счётчиков, чтобы частица потеряла в них всю энергию.

и узнаешь полную энергию частицы. Правда обычно для этого используются детекторы более другого типа с гораздо более плотным чувствительным объёмом, нежели газовые счётчики.

Нуууу... Ща доступны только пропорциональные газовые.( А поподробнее описать можешь? Каие-то схемы, диаграммы есть? А то на словах это как-то не слишком хорошо понимается.

Что именно тебя интересует? А так смотри например тут, тут и тут

На русском есть букварь от Клауса Групена Детекторы элементарных частиц. Поищи — автор был не против распространения электронных копий его книги. Это не электронные схемы, а описание используемых детекторов.

Кстати, нашёл сборник хорошей тематической литературы: http://nuclphys.sinp.msu.ru/books/ Только вот или я не вижу, или ищу плохо.. Не нахожу я примера того, как устроены реальные спектрометры с пропорциональными счётчиками: с расположением счётчиков в пространстве, примером того, как снимаются данные со счётчиков.

Кстати, как я понимаю, высота импульса напряжения в пропорциональном счётчике зависит от эффективности ионизации им наполнителя этого счётчика. То есть, опосредовано, от энергии частицы и линейного коэффициента передачи энергии для самой частицы или порождаемых ею осколков или ядер отдачи (как для нейтронов - осколки деления ядер урана-238, которым покрыты стенки некоторых счётчиков быстрых нейтронов (уран-238 делится под действием быстрых нейтронов, эффект Джекила-Уайлда) протонов отдачи, выбиваемых быстрыми нейтронами из парафина, покрывающего внутренность других счётчиков быстрых нейтронов, или ядер бора-11, образующихся при захвате медленных нейтронов ядрами бора-10 в счётчиках медленных нейтронов). Т.о. - можно определить энергию частиц, если записывать высоту и длительность импульсов, зарегистрированных пропорциональным счётчиком. Я прав, или есть поправки?

как устроены реальные спектрометры с пропорциональными счётчикам

Такие вещи нужно искать в статьях журналов типа NIM (Nuclear Instruments and Methods) или на крайний случай «Приборы и техника эксперимента».

По ходу нет стандарта и каждый под свою задачу городит свою схему, поэтому найди по ссылкам, которые я тебе дал, наиболее близкий к тебе кусок, а далее начинай поиск по ссылкам на статьи, а оттуда по ссылкам на статьи пока не найдёшь искомого (вложенность ссылок из обзора PDG будет как минимум двойка, так как ссылаются там обычно опять же обзоры).

Т.о. - можно определить энергию частиц, если записывать высоту и длительность импульсов, зарегистрированных пропорциональным счётчиком.

Идея примерно в этом. Есть два но: ты определяешь энергию, которая потеряла частица в счётчике (энергия потерянная за пределами счётчика естественно никак не учитывается); Нужно учитывать как именно проходит частица через счётчик, то есть важен геометрический фактор (в основном это относится к вопросу как долго нужно собирать зарядовый сигнал и как учитывать ионный ток). Ну и в любом случае для хоть сколько-нибудь вменяемой точности детекторы калибруются (простые примеры, как этот делается, смотри в Групене). Калибровка может съехать от тысячи причин, включая изменение погоды на Марсе (немного утрирую), поэтому калибровка в идеале должна проводиться непрерывно. Коэффициенты усиления катастрофически зависят газовой смеси (её состава, чистоты и температуры), от качества поверхности анодной проволочки (со временем чисто по химическим причинам она обрастает всякой гадостью, которая может как уменьшать коэффициент газового усиления, так и вызывать неспровоцированные пробои) и от загрузки детектора (при насыщении сигнал может зависеть от предыстории)

Для низких энергий обычно используют германиевые детекторы полного поглощения. Это вполне себе коммерческие изделия.

Ну, в случае медленных нейтронов они теряют в счётчике всю энергию, ибо поглощаются ядрами атомов в счётчике и измеряется, де-факто энергия осколков или ядер отдачи, которые точно не покинут счётчик, ввиду крайне малой проницающей способности. Так что спектрометр медленных нейтронов можно и на одном счётчике сделать. Правильно?

Да я смотрел в сторону полупроводниковых детекторов нейтронов... Но они дорогие, собака...

Просто задача у меня как раз медленные нейтроны регать и спектр узнавать.

Я не уверен, что газовые счётчики годятся для регистрации нейтронов и их медленность тут особо не помогает, так как нейтроны тупо нейтральны. О каких энергиях идёт речь?

P.S. Калибровка детекторов нейтронами это отдельная печенюшка и я не удивлюсь, что сечения для моделирования недустопны ни за какие деньги ибо это ядерная физика со всеми вытекающими.

Тепловые, субтепловые нейтроны. До 10 эВ по-любому. В этом диапазоне оч даж годятся, ИМХО. И эффективность выбранного мной счётчика (СНМ-18) по отношению к них 80%.

В ионизационных камерах мерят ионизацию. Минимальная энергия ионизации безусловно зависит от газа, но всё равно около 10 эВ или больше, то есть с газовыми детекторами такие кинетические энергии не померить, увы и ах.

Ты сможешь померить только энергию выделившуюся при ядерной реакции нейтрона с веществом детектора.

Иными словами тут только счётчик нейтронов можно организовать, да и то с оговорками.

Тем не менее, есть приборы, меряющие спектр медленных нейронов именно пропорциональными счётчиками. И публикации с ними. И даже публикации по проектам с международным финансированием.

Прямо 10 эВ? Дай ссылку на статью — посмотрю. Только счётчиком там не выкрутишься ни при каком раскладе. Должно быть ещё что-то.

http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/29/017/2901769...

http://web.ihep.su/library/pubs/prep2000/ps/2000-26.pdf

Как я понимаю, тут как раз пропорциональные счётчики и используют. И не просто для детектирования, а для определения энергии нейтронов(диаграммы спектра плутоний-бериллиевого источника чистого и за слоем замедлителя, полученные счётчиком СНМ-18 в одной статье и диаграммы зависимости кол-ва нейтронов по разным каналам).

Эээээ, либо не по глазам, либо что-то не то. Укажи точно, где этот самый спектр с энергиями порядка и меньше 10 эВ есть (не моделирование/теория).

В статьях описываются чисто счётчики. Для ловли нейтронов используется бор, а регистрируется энергия от реакции слияния бор+нейтрон. Если что-то и измеряется, то на энергиях свыше кэВов. То, что счётчики работают в пропорциональном режиме всего на всего означает, что там просто есть газовое усиление, что позволяет ставить менее чувствительную электронику.

Просто задача у меня как раз медленные нейтроны регать и спектр узнавать.

Зачем обывателю скрывать от государства свои персональные данные (комментарий)

Для исследования медленных нейтронов необходимо измерять величину:

количество нейтронов проходящие через 1 см^2 за 1 секунду
(количество нейтронов)/(площадь*время)
плотность потока нейтронов (мощность потока нейтронов)

БДКН-02 с RS485 или БДКН-01(БДКН-03) c RS232 в комп воткнуть. Диапазон нейтронов по энергиям: 0,025 эВ – 14 МэВ, по плотности потока нейтронов 0,1 – 10^4 нейтрон·с-1·см-2. http://www.atomtex.com Если дашь спецификации, то смогу написать драйвер и базовую прогу под GNU/Linux, GPL3.

Для детектирования нейтронов используют: 3He (гелий-3) пропорциональный счетчик в полиэтиленовом замедлителе.

но это даст понятие только о количестве частиц, пролетевших через него за единицу времени, а не о их энергии.

Для БДКН-02 можно написать прогу которая будет вычислять энергию нейтронов в диапазоне 0,025 эВ – 14 МэВ и при наличии базы изотопов определять сам изотоп.

Вот мне б описание его внутреннего устройства...

Вот мне б описание его внутреннего устройства...

Для детектирования нейтронов используют: 3He (гелий-3) пропорциональный счетчик в полиэтиленовом замедлителе.

Свяжись с http://www.atomtex.com/ у белорусов очень хорошие цены. Можешь покупать только блок детектирования БДКН-02 с кабелями для подключения к ПК. Проси спецификации, готов помочь в написании полностью рабочих черновиков драйвера и аппаратно независимой базовой проги. Выложим под GPL, разрекламируем подтянутся программисты и допилят. Свободных аналогов нет.

Если разрешение по времени детектора будет хорошем как бонус получим хороший RNG.

Могу дать альтернативные детекторы других фирм, хоть ценник там наверняка выше...

И главное, нейтроны очень фиговая хрень. Классическая защита свинец, бетон - не подходит. Нейтроны очень хорошо замедляются и поглощаются водородом, то есть водой и углеводородами. Человеческое тело очень хорошо замедляет и поглощает нейтроны, по этому вред от них может быть ОЧЕНЬ существенен! При потоках (~100 нейтрон)/(1см^2 * 1c) нервные окончания человека будут уже ощущать выраженную физическую боль!!! Для нервной и имунной систем человека могут быть вредны даже медленные нейтроны с энергиями <1эВ

Обязательно используй, для защиты, стенки с парафина и/или полиэтилена!!!

чувак, я знаю, как устроен сам пропорциональный счётчик. Я про управляющую им электронику.

Чувак, это я как бы дааавно знаю. И нужен не просто парафин, а бьорированный парафин, ибо сам парафин нейтроны только замедлит, а вот бор таки поглотит.

Я про управляющую им электронику.

http://large.stanford.edu/courses/2012/ph241/lam1/

Ты хочешь сам счётчик сделать с возможностями спектрометра нейтронов?

Neutrons can be detected using helium-3-filled gas proportional counters. A typical counter consists of a gas-filled tube with a high voltage applied across the anode and cathode. A neutron passing through the tube will interact with a helium-3 atom to produce tritium (hydrogen-3) and a proton. The proton ionizes the surrounding gas atoms to create charges, which in turn ionize other gas atoms in an avalanche-like multiplication process. The resulting charges are collected as measureable electrical pulses with the amplitudes proportional to the neutron energy. The pulses are compiled to form a pulse-height energy spectrum that serves as a «fingerprint» for the identification and quantification of the neutrons and their energies.

Для простого счётчика надо считать импульсы, для спектрометра необходимо также измерять амплитуду электрического импульса. Электронная схема точно такая же как у любого счётчика гейгера-моллера плюс измерение амплитуды импульса. Далее это всё микруха должна передать на RS232. В компе прога должна считывать амплитуду( и засекать время).

Исходя из геометрии трубки можно посчитать плотность потока нейтронов.

Имея известные изотопы излучающие нейтроны можно откалибровать спектрометр, надо узнать функцию зависимости амплитуды электрического импульса от энергии нейтрона (говорят пропорциональна).

Если измерять время между двумя импульсами получим как бонус очень хороший RNG.

Helium-3 Geiger-Mueller tubes

Проблема не в электронной схеме спектрометра, а в трубке с Не3, если нейдёшь дешевую и хорошею дай ссылку. Природного изотопа гелий-3 на Земле нет. Или в ядерном реакторе создавать или на Луну за ним слетать...

http://www.aw-el.com/pmi-30.htm

http://www.johncaunt.com/detectors/gm-tubes/

http://www.oilandgas.saint-gobain.com/scintillation-detectors.aspx

http://www.crystals.saint-gobain.com/PRIVOXY-FORCE/He3_Proportional_Counter.aspx

http://robofusor.aditl.com/robofusor-2/equipment-supplies/x-ray-and-neutron-d...

Лекции:

http://troxler.learnpointlms.com/warehouse/22-2009-Oct-7-3f5o2ap720c4jxab5k29...

Простые девбоарды:

http://shop.boxtec.ch/diy-geiger-counter-kit-p-41479.html?language=en

http://brohogan.blogspot.ro/2011/03/geiger-counter-kit.html

Пример кода RNG:

https://www.fourmilab.ch/hotbits/source/hotbits-c3.html

Лично к данной теме имею некий интерес, можем пообщаться приватно....

http://www.theremino.com/en/hardware/inputs/radioactivity-sensors

http://www.theremino.com/en/blog/geigers-and-ionchambers/comment-page-3

http://www.pocketmagic.net/tag/geiger-counter/

Для меня проблема лишь в схеме. Пропорциональный счётчик СНМ-18 достать не проблема. И используют не только гелий-3. Бор-10 не хуже. И да: именно что амплитуда импульса пропорциональна энергии нейтрона. Даже формула есть.

Есть плутоний-бериллиевый источник разборный (бериллиевая мишень, плутониевый альфа-источник). Да и знакомые в радиологической лаборатории, имеющие доступ к источникам нейтронов. Так что откалибровать не будет проблемой.

Ага. О чём изначально и говорил.

Для меня проблема лишь в схеме.

Найди опенхардваре GM и присоединись к проекту, примеры: Как правильно использовать пропорциональный счётчик? (комментарий)

Пропорциональный счётчик СНМ-18 достать не проблема.

По такой цене: http://www.istok2.com/data/4018/

)

И используют не только гелий-3. Бор-10 не хуже.

Не сильно хуже, литиевые плохие. Может на боре дешевле?

И да: именно что амплитуда импульса пропорциональна энергии нейтрона. Даже формула есть.

Там действительно линейная зависимость? Общей формулы быть не может ибо все коэффициенты сильно зависят от геометрии GM трубки. Можешь дать ссылку? И верхний диапазон измеряемых энергий тоже зависит от размеров, геометрии GM трубки и замедлителя.

Так что откалибровать не будет проблемой.

Нейтрон должен полностью остановится в трубке. С калибровкой будут проблемы. Надо учитывать геометрию расположения замедлителя и трубки. И придерживаться такой же геометрии при полевых измерениях.

Тепловые нейтроны замедляются и в воздухе, длина их свободного пробега ограничена. Располагай источник вблизи детектора.

Для калибровки используют только сертифицированные изотопные источники нейтронов, так что иди в лабораторию.

бериллиевая мишень, плутониевый альфа-источник

Кажется будет разброс по энергиям нейтронов и данный источник не пригоден для калибровки спектрометра.

бериллиевая мишень, плутониевый альфа-источник

Точно не пригодна для калибровки ибо нейтроны имеют разброс по энергиям при такой ядерной реакции.

Чувак, это я как бы дааавно знаю.

Прямой вред от нейтронов в 6-10 раз выше чем от гамма радиации! Не прямой вред вообще уникален...

Ибей в помощь. Там СНМ-18 гораааздо дешевле. Линейная, на опр интервале приложенных к электродам прибора напряжений. В любой книге по устройству детекторов ионизирующих излучений, раздел «пропорциональные счётчики».

Ну, плюс ко всему, мы нашли сцинтилляторы на быстрые и тепловые нейтроны. И ФЭУ к ним. Нашли случайно, но они исправны.

Любой источник даст разброс по энергиям. И для любого источника есть характерные спектры. Так что при должном умении откалибровать можно хоть на чём, особенно если сначала источник пропустить через фабричный прибор.

А что-то посодержательнее и не известное мне сказать можешь?) Я и так знаю про отличие ЛКП у гамма-лучей и нейтронов и про наведённую радиоактивность (вот она и есть самое поганое при облучении нейтронами чего угодно).

Линейная, на опр интервале приложенных к электродам прибора напряжений. В любой книге по устройству детекторов ионизирующих излучений, раздел «пропорциональные счётчики».

Давно уже отошёл от данной темы. Линейная, значит хватит двух точек. А зависимость от напряжения понятна, за ней тоже надо следить ибо в полевых условиях батарейки разряжаются.

Любой источник даст разброс по энергиям.

Нейтроны от спонтанного распада радиоизотопов будут определённых энергий. Для калибровки стоит использовать именно их.

У тебя есть плутоний, он кроме альфы излучает и нейтроны. Посмотри документацию по нему, скорее там есть смесь изотопов плутония: плутоний-240 и плутоний-239 они при делении излучают нейтроны разных энергий. С таблиц возьми энергии нейтронов при спонтанном распаде разных изотопов плутония и напиши в строку в порядке возрастания, с низу напротив размести в порядке возрастания амплитуды электрических импульсов с твоего детектора-спектрометра. Вот и есть твоя таблица калибровки при заданной геометрии трубки, замедлителя и напряжения.

Если у тебя плутоний свежий и состоит только с изотопов плутония, то в лабораторию за сертифицированными источниками ходить не придётся.

Если это смесь плутония и других элементов излучающих нейтроны, тоже можно выкрутится (в случае линейной зависимости), даже узнаешь качественный радио изотопный состав образца: Выписываешь в порядке возрастания все амплитуды электрических импульсов с детектора, в строке ниже выписываешь разницы между соседними амплитудами электрических импульсов. Выписываешь в порядке возрастания энергии спонтанного распада изотопов плутония и урана в строке ниже соответственно разницы между соседними энергиями распада. В виду линейной зависимости отношения двух разниц амплитуд должно равняться отношению двух разниц энергий нейтронов и отношение разниц амплитуд к разнице энергий будет константа (тангенс наклона). Найди точно хотя бы 2 точки и по ним сделай калибровку и вычисли энергии нейтронов для всех остальных амплитуд. Допускаю что количество «точек» аплитуд электрических импульсов будет больше чем енергий нейтронов с таблиц спонтанного распада плутония и урана. По оставшимся аплитудам и соотведствующим им энергиям нейтронов с таблиц можно узнать какие ещё изотопы излучающие нейтроны присутствую в образце.

А если ещё помучится и посчитать количество нейтронов с определёнными энергиями, то возможно высчитать и количественный состав изотопов излучающий нейтроны в образце. периоды полураспада изотопов брать с таблиц.

А что-то посодержательнее и не известное мне сказать можешь?

1. Если тупо считать биологический вред в лоб, то в зависимости от энергий нейтронов получим что вред в 6-10 раз больше чем от гама лучей. Это рассчитывается тупо по прямому повреждению хромосом.

2. Нейтроны очень хорошо замедляются в человеке в виду большого наличия водорода в воде и углеводородах из которых состоит человек. После замедления нейтроны вступают в ядерные реакции с атомами человека преобразуя их в радиоактивные элементы. Вывести их из организму уже невозможно!

3. Медленные нейтроны сильно раздражают нервные окончания, как минимум вызывая боль.

4. Мне попался в руки документ одной лаборатории САШ с результатами исследований нейтронной радиации (медленных, тепловых нейтронов) на иммунную систему кошек, а именно их резистентности к разным видам микобактерий. Известный факт - кошки имеют генетический иммунитет против некоторых микобактерий. После облучения тепловыми нейтронами наблюдалось заражение и заболевание кошек. Иммунитет против микобактерий терялся!

У меня плутоний 238, очищенный. Чистая альфа. Он в виде дискового источника.

Ну. это я всё знал.) И биологический вред не только от повреждения генетического материала, но и от повреждения ферментов и т.д. И замедляет в составе нашей тушки не только водород, но и углерод, да и вообще лёгкие ядра.

У меня плутоний 238, очищенный.

Горячий наверное?

Не хочу писать, хз кто читает. НИКОГДА НЕ НАПРАВЛЯЙ НА плутоний 238 нейтроны!!! Пластины с бериллием используй строго по инструкции ничего не переставляй местами и не добавляй других пластин!

Чистая альфа.

И спонтанное деление... ;) Чтобы не писать лишнего скажу, тебе для калибровки надо ядерную реакцию при которой вылетает нейтрон известной энергии.

Он в виде дискового источника.

Сколько у вас его по весу?

и 1мкг уже смертельный для человека! Надеюсь вы пользуетесь презервативами...

Эммм... Чтоб разогреться нужна существенная масса. Какой идиот будет делать дисковый источник с таким кол-вом материала, чтоб он самостоятельно грелся? И это самодельный источник нейтронов. Не заводской.

Процент того спонтанного деления ничтожен.

Кол-во изотопов всё больше не в единицах массы, а в единицах активности меряют. Примерно 16 кБк. И плутоний-238 использовали в источниках тока для кардиостимуляторов имплантируемых - и ничего, люди не умирали и страшшных мутаций тоже не было. Если не нарушать целостность источника и не жрать его - ничего плохого не будет.

Эммм... Чтоб разогреться нужна существенная масса. Какой идиот будет делать дисковый источник с таким кол-вом материала, чтоб он самостоятельно грелся?

плутоний-238 тёплый или горячий, большие куски вообще до красна разогреваются или плавятся.

И это самодельный источник нейтронов. Не заводской.

Крайне не советую его использовать. Проконсультируйся с теми кто вам его дал. Плутоний-238 очень плохой, у него есть пару неприятных вещей... Самое главное НИКОГДА НЕ ОБЛУЧАЙ плутоний-238 нейтронами!!! И следи чтобы даже случайно нейтроны на него не попадали!

Процент того спонтанного деления ничтожен.

хи-хи, ха-ха ;)

И плутоний-238 использовали в источниках тока для кардиостимуляторов имплантируемых - и ничего, люди не умирали и страшшных мутаций тоже не было. Если не нарушать целостность источника и не жрать его - ничего плохого не будет.

Батарейки для кардиостимуляторов до изобретения литиевых аккумуляторов с него делали. Сегодня наверно только в космос, как источник питания, посылают, подальше...

Помни 1мкг плутония-238 для человека уже 100% смертельная доза яда!

Эммм... Человек, который завещал мне школьный набор «Плутон» с источником в том числе на плутонии-238 от сердечного приступа в сентябре прошлого года умер. А в спиритизм я не верю, так что не судьба мне консультироваться с ним.

Про нагрев: 16 кБк плутония 238 явно не выделяют энергии достаточно, чтоб нагреть источник, состоящий, кроме самого изотопа, ещё из подложки и тонкого, в несколько микрон, слоя защитного напыления. Масса плутония в том источнике явно гораааздо меньше, чем масса алюминия.

Ага, ага. 100% смертельная доза яда. Но при попадании в организм. А жрать его никто не собирается. Так что успокой паранойю.

Ага, ага. 100% смертельная доза яда. Но при попадании в организм. А жрать его никто не собирается. Так что успокой паранойю.

Моё дело предупредить.

школьный набор «Плутон» с источником в том числе на плутонии-238

Куда роспотреб надзор в те годы смотрел...

Даш мне знать что со счётчиком нейтронов получилось. Имею некий интерес к данной теме и даже смогу помочь присобачить детектор-спектрометр к компу и написать ПО для обработки результатов.

Не было роспотребнадзора в СССР.) Да и я вообще не в России.