Морские информационно-управляющие системы Сентябрь 2014, № 5 | Page 24

1000

N, фотонов

На том же рисунке представлены данные по выходу че‑
ренковских фотонов в воду из справочника [10]. Исполь‑
зуемые в нем данные также рассчитывались по линейной
модели [11]. И хотя форма кривых почти в точности сов‑
падает, по абсолютным значениям наблюдается система‑
тическое завышение значений. Как мы уже упоминали
выше, абсолютные значения выходов черенковских фо‑
тонов не  могут лежать выше кривой, представляющей
верхнюю оценку. Поэтому возможным объяснением тако‑
го различия является неправильно указанный в  данной
литературной ссылке рассматриваемый диапазон длин
волн (300–600 нм).
Для оценки распространения черенковского излуче‑
ния также был использован метод статистического мо‑
делирования Монте-Карло. Для этого рассматриваемый
диапазонон длин волн (300–600 нм) разбивался на груп‑
пы шириной 20 нм, для которых и проводилось модели‑
рование.
Величины уровней светового поля определяются
принятой в  расчетах моделью оптических характери‑
стик воды. Наиболее важными характеристиками, вхо‑
дящими в  качестве параметров в  уравнение переноса,
являются показатель ослабления света и  показатель
рассеяния. К  настоящему времени накоплен материал
исследований, который позволил сделать ряд общих
заключений о  наиболее характерных закономерностях,
наблюдаемых в  оптических свойствах морской воды.
В  данной работе использованы результаты измерения
гидрооптических характеристик, полученные по  про‑
грамме NEMO в 2002 году в Ионическом море в районе
размещения установок NEMO и NESTOR.
Процесс рассеяния света в  воде имеет сильную на‑
правленность вперед и  слабо зависит от  длины волны
[12], поэтому для моделирования использовалась усред‑
ненная индикатриса.
Испускаемое в воде черенковское излучение, генери‑
руемое бета-частицами и  вторичными электронами, ре‑
гистрируется с помощью фотоэлектронного умножителя.
Основными элементами ФЭУ являются фотокатод, систе‑
ма динодов и  анод, размещенные в  вакуумированной
стеклянной колбе (рис.  14). Фотоны света в  результате
фотоэффекта выбивают электроны из  фотокатода. Затем
в  результате вторичной эмиссии в  динодной системе
происходит размножение электронов, которые после
прохождения всего каскада попадают на анод.
Если предположить, что распределение фотоэлек‑
тронов испускаемых фотокатодом и  вторичной эмиссии
с каждого динода динодной системы ФЭУ подчиняется за‑
кону Пуассона, то распределение фотоэлектронов на вы‑
ходе ФЭУ можно записать следующим образом:

100

10

0,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

E, МэВ

1,7

2,1

2,3

2,5

1,9

Рис. 13. Выходы черенковских фотонов в воде для
моноэнергетических электронов

Рис. 14. Схема фотоумножителя: 1 – фотокатод,
2 – диафрагма, 3 – диноды, 4 – анод
где k0  – среднее число фотоэлектронов, выбиваемых
с фотокатода за одну вспышку;
k – текущее число фотоэлектронов, mi – средний коэф‑
фициент размножения на i‑ом диноде;
li  – текущее число вторичных электронов после  i‑ого
динода;
n – общее число динодов ФЭУ.
Для расчета отклика ФЭУ на  черенковское излучение,
генерируемое в водной среде при распаде радионукли‑
дов, попадающий на  фотокатод спектр сворачивается
с функцией спектральной чувствительности ФЭУ с учетом
квантовой эффективности фотокатода. Затем статистиче‑
ским методом по формуле (8) моделируется амплитудное
распределение на выходе самого ФЭУ

(8)

22

Морские информационно-управляющие системы, 2014/ No. 2 (5)