гамма-спектрометр, прилад для виміру спектру гамма-випромінювання . В більшості Г.-с. енергія і інтенсивність потоку - g -квантов визначаються не безпосередньо, а виміром енергії і інтенсивності потоку вторинних заряджених часток, що виникають в результаті взаємодії g -ізлученія з речовиною. Виняток становить дифракційний для кристала Г.-с., що безпосередньо вимірює довжину хвилі - g -ізлученія (див. нижчий).
Основними характеристиками Г.-с. є ефективність і роздільна здатність. Ефективність визначається вірогідністю утворення вторинної частки і вірогідністю її реєстрації. Роздільна здатність Г.-с. характеризує можливість розділення двох гамма-ліній, близьких по енергії. Мірою роздільної здатності зазвичай служить відносна ширина лінії, що отримується при вимірі монохроматичного g -ізлученія; кількісно вона визначається відношенням De/e , де E — енергія вторинної частки, DE — ширина лінії на половині її висоти (у енергетичних одиницях) (див. Ширіна спектральних ліній ) .
В магнітних Г.-с. вторинні частки виникають при поглинанні g -квантов В т. н. радіаторі; їх енергія вимірюється так само, як і в магнітному беті-спектрометрі ( мал. 1 ).
Величина магнітного поля Н в спектрометрі і радіус r кривизни траєкторії електронів визначають енергію e електронів, що реєструються детектором. Якщо радіатор виготовлений з речовини з малим атомним номером, то вторинні електрони утворюються в основному в результаті комптон-ефекту, якщо радіатор виготовлений з важкої речовини (свинець, уран), а енергія g -квантов невелика, то вторинні електрони виникатимуть головним чином унаслідок фотоефекту . При енергіях hv ³ 1,02 Мев стає можливим освіта гамма-квантами електронно-позитронних пар. На мал. 2 змальований магнітний парний Г.-с. Утворення пар відбувається в тонкому радіаторі, розташованому у вакуумній камері. Вимір сумарної енергії електрона і позитрона дозволяє визначити енергію - g -кванта. Магнітні Г.-с. володіють високою роздільною здатністю (зазвичай порядка 1% або долею %), проте ефективність таких Г.-с. невелика, що приводить до необхідності застосовувати джерела g -ізлученія високої активності.
В сцинтиляційних Г.-с. вторинні електрони виникають при взаємодії g -квантов з сцинтилятором (речовиною, в якій вторинні електрони збуджують флюоресценцію). Світловий спалах перетвориться в електричний імпульс за допомогою фотоелектронного помножувача (ФЕУ, мал. 3 ) причому величина сигналу, створюваного ФЕУ, пропорційна енергії електрона і, отже, пов'язана з енергією g -кванта. Для виміру розподілі сигналів по амплітуді використовуються спеціальні електронні пристрої — амплітудні аналізатори (див. Ядерна електроніка ).
Ефективність сцинтиляційного Г.-с. залежить від розмірів сцинтилятора і при не дуже великій енергії може бути близька до 100%. Проте його роздільна здатність невисока. Для g -квантов з енергією 662 кев De/e ³ 6% і зменшується із збільшенням енергії E приблизно як E -1/2 (детальніше за див.(дивися) Сцинтиляційний спектрометр ).
Дія напівпровідникових Г.-с. засновано на освіті g -ізлученієм в об'ємі напівпровідникового кристала (зазвичай Ge з домішкою Li) електронно-діркових пар. Заряд, що виникає при цьому, збирається на електродах і реєструється у вигляді електричного сигналу, величина якого визначається енергією g -квантов ( мал. 4 ). Напівпровідникові Г.-с. володіють вельми високою роздільною здатністю, що обумовлене малою енергією, що витрачається на утворення однієї електронно-діркової пари. Для hv = 662 кев De/e ~ 0,5%. Ефективність напівпровідникових Г.-с. зазвичай нижче, ніж сцинтиляційних Г.-с., т. до. g -ізлученіє в Ge поглинається слабкіше, ніж, наприклад, в сцинтиляційному кристалі NAJ. Крім того, розміри використовуваних напівпровідникових детекторів поки що невеликі. До недоліків напівпровідникових Г.-с. слід віднести також необхідність їх охолоджування до температур, близьких до температури рідкого азоту (детальніше за див.(дивися) Напівпровідниковий спектрометр ).
Найвищу точність виміру енергії g -квантов забезпечують дифракційні для кристала Г.-с., у яких безпосередньо вимірюється довжина хвилі g -ізлученія. Такий Г.-с. аналогічний приладам для спостереження дифракції рентгенівських променів. Випромінювання, проходячи через кристал кварцу або кальциту, відбивається плоскістю кристала в залежності від його довжини хвилі під тим або іншим кутом і реєструється фотоемульсією або лічильником фотонів. Недолік таких Г.-с. — низька ефективність.
Для виміру спектрів g -ізлученія низьких енергії (до 100 кев ) незрідка застосовуються пропорційні лічильники, що вирішує здатність яких в області низьких енергій значно вище, ніж в сцинтиляційного Г.-с. При hv > 100 кев пропорційні лічильники не використовуються із-за дуже малої ефективності. Вимір спектру g -ізлученія дуже великих енергій здійснюється за допомогою зливових детекторів, які вимірюють сумарну енергію часток електронно-позитронної зливи, викликаної g -kвантом високої енергії. Утворення зливи зазвичай відбувається в радіаторі дуже великих розмірів (які забезпечують повне поглинання всіх вторинних часток). Спалахи флюоресценції (або черенковського випромінювання) реєструються за допомогою ФЕУ (див. Черенковський лічильник ).
В деяких випадках для виміру енергії g -квантов використовується процес фоторозщеплення дейтрона. Якщо енергія g -кванта перевершує енергію зв'язку дейтрона (~ 2,23 Мев ), то може статися розщеплювання дейтрона на протон і нейтрон. Вимірюючи кинетіч. енергії цих часток, можна визначити енергію падаючих g -квантов.
Літ.: Альфа-, бета- і гамма-спектроскопія, пер.(переведення) з англ.(англійський), під ред. До. Зігбана, ст 1, М., 1969; Методи виміру основних величин ядерної фізики, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1964; Калашникова Ст І., Козодаєв М. С., Детектори елементарних часток, М., 1966 (Експериментальні методи ядерної фізики, ч. 1).
