Ανιχνευτές Ακτινοβολιών

Transcript

1 Ανιχνευτές Ακτινοβολιών Ανίχνευση φορτισμένης ακτινοβολίας (Θάλαμοι Ιονισμού, Ανιχνευτής Geiger-Mueller Mueller) Ανίχνευση γ-ακτινοβολίας γ (Κρυσταλλικοί Ανιχνευτές, Ανιχνευτές Γερμανίου) Λοιποί Ανιχνευτές (Neutron,( Cerenkov)

2 Ανίχνευση φορτισμένης ακτινοβολίας Ανιχνευτές αερίων Ανάλογα με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και το εξερχόμενο σήμα διακρίνονται οι παρακάτω περιοχές: Ιοντικά κορεσμένη περιοχή (Ion( saturation) Αναλογική περιοχή (Proportional( region) Περιορισμένη αναλογική περιοχή (Limited( prop. region) Περιοχή Geiger-Mueller (Geiger-Mueller region)

3 Ανίχνευση φορτισμένης ακτινοβολίας Χαρακτηριστικές περιοχές λειτουργίας ανιχνευτή αερίου: Συλλεγόμενο φορτίο (ρεύμα) συναρτήσει της εφαρμοζόμενης τάσης (έντασης πεδίου).

4 Ανίχνευση φορτισμένης ακτινοβολίας Κίνηση ιόντων στον θάλαμο ιονισμού και μορφή συλλεγόμενου σήματος.

5 Ανίχνευση φορτισμένης ακτινοβολίας Ανιχνευτής Geiger-Mueller

6 Ανίχνευση φορτισμένης ακτινοβολίας Νεκρός Χρόνος ανιχνευτή Geiger-Mueller

7 Ανίχνευση φορτισμένης ακτινοβολίας Τυπική συνδεσμολογία (Block-Diagram) ανιχνευτή Geiger- Mueller

8 Βασικές Αρχές Ανιχνευτών Σπινθηρισμού Μετατροπή κινητικής ενέργειας φορτισμένου σωματίου ή γ σε ανιχνευόμενα φωτόνια Γραμμικότητα στην παραπάνω μετατροπή ιαφάνεια του κρυστάλλου στο μήκος κύματος του παραγόμενου φωτός Μικρός χρόνος αποδιέγερσης του κρυστάλλου για την παραγωγή γρήγορου σήματος

9 Φάσμα εκπομπής ανόργανων σπινθηριστών

10 Φάσμα εκπομπής ανόργανων σπινθηριστών

11

12 Χρονικές σταθερές αποδιέγερσης σπινθηριστών. Μέτρηση παλμών φωτεινών σημάτων από κρυστάλλους NaI(Tl) και BGO.

13 Χρονικές σταθερές αποδιέγερσης σπινθηριστών. Μέτρηση παλμών φωτεινών σημάτων από κρυστάλλους (a) YAlO 3 :Ce (b) LuAlO 3 :Ce σε θερμοκρασία δωματίου.

14 Ενεργειακές στάθμες προσμίξεων σε ανόργανους σπινθηριστές

15 Συνήθης χρονική ακολουθία διεργασιών για την παραγωγή φωτεινών παλμών σε υλικό σπινθηριστή. Inorganic Scintillators for Detector Systems, P. Lecoq et al., Springer Verlag 2006

16 Μεταφορά του παραγόμενου φωτεινού σήματος από τον σπινθηριστή στον φωτοπολλαπλασιαστή.

17 Μεταφορά του παραγόμενου φωτεινού σήματος από τον σπινθηριστή στον φωτοπολλαπλασιαστή με τη βοήθεια οπτικού οδηγού (light guide).

18 Σχηματική παράσταση ενός φωτοπολλαπλασιαστή.

19 Τυπικές χαρακτηριστικές καμπύλες φωτοπολλαπλασιαστή. Anode Current Pulse Response

20 ιαδικασία ανίχνευσης γ-ακτινοβολίας με ανιχνευτή σπινθηρισμών NaI(Tl)

21 Φάσμα γ- ακτινοβολίας με ανιχνευτή σπινθηρισμών NaI (Tl)

22

23 Φασματοσκοπία γ με κρύσταλλο NaI ( 137 Cs) 137 Cs)

24 Ενεργειακή ιακριτική Ικανότητα 57 Co 137 Cs

25 Φασματοσκοπία γ με κρύσταλλο NaI ( 60 Cο)

26 Επίδραση περιβάλλοντος υλικού στη λήψη γ-γ φάσματος

27 Επίδραση πάχους ανιχνευτή στη λήψη γ-φάσματοςγ (A) 38 mm x 25 mm (B) 50 mm x 50 mm (C) 75 mm x 75 mm

28 Ανιχνευτές Γερμανίου (HPGe( HPGe)

29 Ανιχνευτές Γερμανίου (HPGe( HPGe) Τυπική διάταξη ανιχνευτή γερμανίου.

30 Ανιχνευτές Γερμανίου (HPGe) Σύγκριση γ-φάσματος ανιχνευτή Ge(Li) με αντίστοιχο φάσμα από σπινθηριστή NaI(Tl).

31 Medipix-2 2 Detector Απεικόνιση με ακτινοβολία Χ

32 Τυπική διάταξη ηλεκτρονικών (block( diagram) γ-ανιχνευτικού συστήματος φωτοπολλαπλασιαστή.

33 Τυπική διάταξη ηλεκτρονικών (block( diagram) για την αυτόματη λήψη γ-φάσματος γ σε πολυκαναλικό αναλυτή (Multi-Channel Analyzer, MCA)

34 Τυπική διάταξη ταυτοχρονισμού γ-ανιχνευτών. γ

35 Ανιχνευτές Cerenkov Εκπομπή ακτινοβολίας Cerenkov όταν βn n > 1 n: δείκτης διάθλασης β: v/c

36 Ανιχνευτές Cerenkov Αριθμός παραγομένων φωτονίων Cerenkov από ηλεκτρόνια διαφορετικών ενεργειών.

37 Ανιχνευτές Cerenkov Σχηματική διάταξη ενός ανιχνευτή ακτινοβολίας Cerenkov.