На рис. 1 показана схема быстро-медленных совпадений. Она
состоит из быстрых цепей (быстрые
дискриминаторы и усилители) и
спектрометрических цепей. Быстрые цепи служат для получения прецизионной
временной информации. С помощью быстрых дискриминаторов получаются сигналы
таймирования, которые поступают на стартовый и стоповый входы ВАКа. С помощью временных
одноканальных анализаторов выбирается энергетический диапазон. Если сигналы в
первом и втором каналах соответствуют выбранным энергетическим диапазонам, и они
совпадают в пределах выбранного в схеме совпадений времени, стробирующие сигналы
от схемы совпадения открывают выход ВАКа. В зависимости от задачи, сигналы ВАКа
могут поступать на вход АЦП для получения временных спектров или на
временной одноканальный анализатор 3. В одноканальном анализаторе
устанавливается требуемый временной диапазон. Сигналы с его выхода управляют
линейными воротами, стоящими в одном из спектрометрических каналов. Сигналы
с выхода линейных ворот поступают на АЦП для получения энергетических
распределений.
Рис. 1. Установка с быстро-медленными совпадениями
Рис. 2. Часть энергетического спектра гамма-квантов.
Рассмотрим конкретный пример использования
быстро-медленных совпадений. Предположим, что проводятся измерения гамма-спектра
радиоактивного источника. На спектре, измеренном с помощью одного детектора,
видны три линии 1,2
и 3.
Часть измеренного спектра с линиями 1
и 2
показана на рис. 2. Возможны различные схемы распада, в частности показанные на
рис. 3.
а)
б)
Рис. 3. Варианты схем распада.
Рис. 4. Кривая распада возбужденного состояния .
Теперь нужно провести измерения с двумя детекторами. В первом измерении окно
одноканального анализатора 2 настраивается на линию 1
и с первого канала снимается энергетический спектр на совпадения с этой линией.
Гамма-линии в этом случае отсутствуют, а на выходе ВАКа видны случайные сигналы
от некоррелированных событий. Во втором измерении окно одноканального
анализатора 2 настраивается на линию 2.
На энергетическом спектре, который снимается с первого канала, видна линия 3.
Третье измерение - снятие временного спектра. Для этого временной одноканальный
анализатор настраивается на линию 3.
С выхода ВАКа сигналы подаются на АЦП. В результате измеряется временной спектр
(см. рис. 4). Это ничто иное, как кривая распада первого возбужденного состояния
(рис. 3а). Таким образом, с помощью системы с быстро-медленными совпадениями
удалось не только определить схему распада, но и измерить период полураспада
(среднее время жизни) одного из возбужденных состояний ядра. Последнее оказалось
возможным, так как в этом случае временная неопределенность в быстрых цепях была
заметно меньше среднего времени жизни возбужденного состояния.
Схемы, быстро-медленных совпадений применяются не только для
измерения гамма-гамма корреляций, но и для корреляций частица-гамма и
частица-частица.
1,
