Ксеноновый гамма-детектор

Ксеноновый гамма-детектор представляет собой спектрометр на основе цилиндрической ионизационной камеры, наполненной сжатым ксеноном. Он предназначен для регистрации гамма-излучения и измерения энергии отдельных фотонов. Прибор сочетает хорошее энергетическое разрешение (в несколько раз лучшее, чем у традиционных сцинтилляционных детекторов) с отсутствием необходимости глубокого охлаждения, высокой ударопрочностью и сравнительно низкой стоимостью.

Принцип действия
Гамма-квант, попадая в рабочий объём, взаимодействует с ксеноном посредством фотоэффекта, комптоновского рассеяния или рождения электрон-позитронных пар. Образующийся быстрый электрон ионизирует газ, создавая вдоль своего трека электрон-ионные пары. Под действием электрического поля электроны дрейфуют к аноду, а ионы — к катоду. Скорость дрейфа электронов примерно в тысячу раз превышает скорость ионов, поэтому именно электронная компонента формирует полезный сигнал. Наличие экранирующей сетки устраняет зависимость наведённого заряда от координаты взаимодействия, благодаря чему амплитуда выходного импульса оказывается прямо пропорциональной энергии зарегистрированного гамма-кванта. Высокая степень очистки ксенона (концентрация электроотрицательных примесей не выше
10^{10}) гарантирует, что время жизни свободных электронов превышает время их дрейфа, и заряд практически не теряется на пути к аноду.

Использование на кафедре
На кафедре прикладной ядерной физики (кафедра № 24) НИЯУ МИФИ такой ксеноновый гамма-спектрометр применяется в учебных лабораторных работах: студенты осваивают методику спектрометрических измерений и определяют энергетическое разрешение детектора. Сотрудники кафедры используют установку для прикладных исследований, а также для отработки методов регистрации гамма-излучения в условиях, приближённых к полевым.