Σπινθηριστές Γ. Τσιπολίτης 1

Σχετικά έγγραφα
Τα κατάλληλα υλικά σπινθηρισμού καλύπτουν τις παρακάτω απαιτήσεις:

Ανιχνευτές Στερεάς Κατάστασης

Ταχέα (μεγάλης ενέργειας) νετρόνια (fast neutrons): Τα ταχέα νετρόνια μπορούν να προκαλέσουν ελαστικές

Ανιχνευτές Ακτινοβολιών

ΜΕΡΟΣ 2 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΣΠΙΝΘΗΡΙΣΜΩΝ

1. ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΕ ΙΣΟΤΟΠΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Η απορρόφηση των φωτονίων από την ύλη βασίζεται σε τρεις µηχανισµούς:

Ανιχνευτές σωματιδίων

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

ΑΣΚΗΣΗ 5. Ερωτήσεις προετοιμασίας (Να απαντηθούν στην εργαστηριακή αναφορά)

Μια εισαγωγή στις Ακτίνες Χ. Πηγές ακτίνων Χ Φάσματα ακτίνων Χ O νόμος του Moseley Εξασθένηση ακτινοβολίας ακτίνων Χ

είναι τα μήκη κύματος του φωτός αυτού στα δύο υλικά αντίστοιχα, τότε: γ. 1 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

H επεξεργασία πληροφορίας απαιτεί ανίχνευση πληροφορίας

Ενισχυτικές πινακίδες, Ε.Π. Intensifying screens ΑΚΤΙΝΟΛΟΓΙΑ Ι-4

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C.

δ-ray με κινητική ενέργεια T e και ορμή p e παράγεται σε μια γωνία Θ q, p

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας. Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Α.3. Δίνονται οι πυρήνες Α, Β, Γ με τις αντίστοιχες ενέργειες σύνδεσης ανά νουκλεόνιο.

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

ΑΣΚΗΣΗ 15 Μελέτη φωτοδιόδου (φωτοανιχνευτή) και διόδου εκπομπής φωτός LED

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Το φως διαδίδεται σε όλα τα οπτικά υλικά μέσα με ταχύτητα περίπου 3x10 8 m/s.

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

Ακτίνες Χ (Roentgen) Κ.-Α. Θ. Θωμά

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

γ ρ α π τ ή ε ξ έ τ α σ η σ τ ο μ ά θ η μ α Φ Υ Σ Ι Κ Η Γ Ε Ν Ι Κ Η Σ Π Α Ι Δ Ε Ι Α Σ B Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ

ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΘΟΡΙΣΜΟΜΕΤΡΙΑ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

P = E /c. p γ = E /c. (p) 2 = (p γ ) 2 + (p ) 2-2 p γ p cosθ E γ. (pc) (E γ ) (E ) 2E γ E cosθ E m c Eγ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 21 ΜΑΪΟΥ 2008 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 18 MAΪΟΥ 2009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

ΓΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 3ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατομικά Φαινόμενα

Μέτρηση της φωτοαγωγιμότητας του CdS συναρτήσει της έντασης και της συχνότητας της ακτινοβολίας διέγερσης

Δx

Το υποσύστηµα "αίσθησης" απαιτήσεις και επιδόσεις φυσικά µεγέθη γενική δοµή και συγκρότηση

Μετά την κυψελίδα ροής

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

1. ΦΥΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ IONTIZOYΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (ΑΚΤΙΝΕΣ Χ γ) Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Παν/μιο Αθηνών

ΘΕΜΑ Β Β.1 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 8 Β.2 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 9

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. Φωτοπολλαπλασιαστής

Σηµειώσεις : Ανιχνευτές κρύσταλλοι ιωδιούχου νατρίου

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ Προτεινόμενα Θέματα Γ ΓΕΛ Φεβρουάριος Φυσική ΘΕΜΑ Α

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES)

ΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ: ΤΣΙΤΣΑΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ

ΘΕΜΑ Α. Ι. Οδηγία: Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

και προσπίπτει σε ακίνητο άτομο υδρογόνου που αρχικά βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση.

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ: Μελέτη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, προσδιορισμός της σταθεράς του Planck, λειτουργία και χαρακτηριστικά φωτολυχνίας

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΚΑΙ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ SPECT

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 12 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 29 ΜΑΙΟΥ 2004

Theory Greek (Cyprus) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 μονάδες)

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

Πείραμα Το Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο: Σταθερά του Planck

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Μικροσκοπία φθορισμού Ι

Οθόνες Ενίσχυσης κ Ενισχυτές Εικόνας

Δίοδος Εκπομπής Φωτός, (LED, Light Emitting Diode), αποκαλείται ένας ημιαγωγός ο οποίος εκπέμπει φωτεινή ακτινοβολία στενού φάσματος όταν του

Γραμμικά φάσματα εκπομπής

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 3: Τμήματα Οπτικών Οργάνων. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Λειτουργία και Απόδοση του Πρότυπου Ανιχνευτή ΝΕΣΤΩΡ

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÎÕÓÔÑÁ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 27 ΜΑΪΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Transcript:

Σπινθηριστές 1

Σπινθηριστές Η λειτουργία των σπινθηριστών στηρίζεται στην ιδιότητα ορισμένων υλικών φωτεινότητας (luminescence) όταν εκτεθούν σε κάποια μορφή ενέργειας (φως, θερμότητα, ραδιενέργεια) να απορροφηθούν και να επανεκπέμπουν την ενέργεια υπό μορφή ορατών φωτονίων. Αν επανεκπομπή ενέργειας άμεσα (10-8 s) φθορισμός (fluorescence) Αν καθυστέρηση επανεκπομπής φωσφορισμός (phosphorescence) h H χρονική εξέλιξη της διαδικασίας επανεκπομπής περιγράφεται από: N N o τ d e t / τ d Ν = αριθμός φωτονίων που εκπέμπονται σε χρόνο t Ν ο = ολικός αριθμός εκπεμπομένων φωτονίων τ d = σταθερά αυτοδιέγερσης, δέ αντιστοιχεί στο χρόνο που απαιτείται για την εκπομπή 1-e -1 = 63% φωτονίων. 2

Σπινθηριστές θωράκιση σιδήρου από Β πεδίου (μ-μέταλλο-μεγάλη διαπερατότητα) Σπινθηριστής Βάση Τροφοδοσίας Φωτοπολλαπλασιαστής (PMT) Ακτινοβολία (εδώ, ακτίνες-γ) εναποθέτουν ενέργεια στο σπινθηριστή, προκαλούν μια περιοχή διέγερσης. Η αποδιέγερση δημιουργεί φωτόνια, τα οποία αφού κτυπούν τη φωτο-κάθοδο του ΦΠ δημιουργούν φωτο-ηλεκτρόνια. Τα φωτο-ηλεκτρόνια πολλαπλασιάζονται και δημιουργούν ένα παλμό ρεύματος στην άνοδο. 3

Σπινθηριστές 4

Σπινθηριστές Stokes shift Σπινθηριστής + ΦΠ+BT = ανιχνευτής intensity (a.u.) Πως δουλεύει; h ex h em 200 300 400 500 600 700 wavelength (nm) απώλεια ενέργειας e.g. γ μετατροπή ενέργειας εκπομπή I(E) =I I - x 0 (E)e Energy Excitation Conduction band Conduction band band gap E g excit tation rad. emission Valence band exci itation rad. e mission Valence band 5

Σπινθηριστές Τα κατάλληλα υλικά σπινθηρισμού καλύπτουν τις παρακάτω απαιτήσεις: Υψηλή απόδοση μετατροπής της διεγείρουσας ενέργειας σε ακτινοβολία φθορισμού. ιαφάνεια στο ορατό φως. Εκπομπή του ορατού φωτός σε φασματική περιοχή που αντιστοιχεί στην περιοχή φασματικής απόκρισης του ΦΠ. Μικρή σταθερά αποδιέγερσης. δέ Χρησιμοποιούνται 6 τύποι υλικά: Οργανικοί κρύσταλλοι Οργανικά υγρά Πλαστικά υλικά Ανόργανοι κρύσταλλοι Αέρια Γυαλιά 6

Ανόργανοι Σπινθηριστές Συνήθως είναι αλκαλικές ανώσεις με αλογόνα που περιέχουν μικρή πρόσμιξη ενεργοποιητού. ΝαΙ + πρόσμιξη Θαλίου (Tl), CsI (Tl), CsF 2, CsI (Na), KI (Tl), LiI (Eu) Μη- Αλκαλικοί κρύσταλλοι: Βι 4 Ge 3 O 12 (BGO), BaF 2, ZnS(Ag), CaWO 4 Χρόνος απόκρισης: Αργός ~ 500 ns Βασικό μειονέκτημα: Υγροσκοπικότητα πλην τοy CsI(Tl) Φυσικές Ιδιότητες: Υψηλή πυκνότητα Ακτίνες-γ, ενεργά ηλεκτρόνια (κατάλληλοι για ανίχνευση) BGO: αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον φρ λόγω υψηλού Ζ και μεγαλύτερης απόδοσης για φωτοηλεκτρική μετατροπή των ακτίνων-γ. (3 με 5 φορές μεγαλύτερη απόδοση από NaI). ΒαF 2 : έχει μια ταχύτατη συνιστώσα φωτός στο υπεριώδες (UV) χρόνο αποδιέγερσης ~ 500 ps έξοδος φωτός χαμηλή. 7

Ανόργανοι Σπινθηριστές Ο πιο διαδεδομένος ανόργανος σπινθηριστής είναι το NaI(Tl). Οι ενεργειακές ζώνες σε ένα κρύσταλλο με προσμείξεις 8

Ανόργανοι Σπινθηριστές * Ισχυρή εξάρτηση της απόδοσης φωτός και της σταθεράς αποδιέγερσης από τη θερμοκρασία. * Bismuth germinate Bi 4 Ge 3 O 12 9

Απορρόφηση Φωτονίων YAP:Ce * Η ένταση, I, μιας δέσμης ακτίνων γ καθώς περνά ένα στόχο πάχους d d I I e μd 0 Lin near attenuatio on coefficient (cm -1 ) όπου µ οι 3 διαδικασίες: δ Photoel. Abs. Z 4 εως Z 5 Compton scatt. Z Pair production Z 2 Energy (MeV) * YAP (Yttrium Aluminium Provskite YAlO 3 ) crystals 10

Ανόργανοι Σπινθηριστές Scintillator composition Density (g/cm 3 ) Index of refraction Wavelength Decay time Scinti of max.em. Constant Pulse (nm) (µs) height 1) Notes NaI(Tl) 3.67 1.9 410 0.25 100 2) CsI 451 4.51 18 1.8 310 001 0.01 6 3) CsI(Tl) 4.51 1.8 565 1.0 45 3) CaF 2 (Eu) 3.19 1.4 435 0.9 50 BaF 2 4.88 1.5 190/220 0,00060006 5 310 0.63 15 BGO 7.13 2.2 480 0.30 10 CdW0 4 7.90 2.3 540 5.0 40 PbWO 4 8.28 2.1 440 0.020 0.1 CeF 3 6.16 1.7 300 340 0.005 0.020 5 GSO 6.71 1.9 430 0.060 40 LSO 7 1.8 420 0.040 75 YAP 5.50 1.9 370 0.030 70 1) Relative to NaI(Tl) in %; 2) Hygroscopic; 3) Water soluble 11

Κρύσταλλοι Αυτοί οι κρύσταλλοι παράγουν φως light! PWO CeF BaF 2 3 Κρύσταλλοι είναι τα υλικά για ηλεκτρομαγνητικά καλορίμετρα για να έχουμε ακρίβεια ρβ στις μετρήσεις PWO LuAP 12

ιαδικασία 3-βημάτων: Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο Τα απορροφούμενα μεταφέρουν ενέργεια στα ηλεκτρόνια (e) του υλικού. Ενεργειακά e διαχέονται στο υλικό χάνοντας μέρος της ενέργειάς τους. e φτάνουν στην επιφάνεια με αρκετή ενέργεια ώστε να ξεφύγουν Η ιδανική φωτοκάθοδος (PC) πρέπει να απορροφά όλα τα και να εκπέμπει όλα τα παραγόμενα e. Optical window Semi-transparent PC e - e - Vacuum e - Opaque PC Energy-band model in semi-conductor PC Substrate energy E h (Photonis) Photoemission threshold W ph Band gap E G E h W ph E G E A Electron affinity E A 13

Quantum Efficiency ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΑΠΟ ΟΣΗ (quantum efficiency) σε μήκος κύματος λ, που είναι ο αριθμός των φωτοηλεκτρονίων που εκπέμπονται από την φωτοκάθοδο με την πρόσπτωση ενός γ: αριθμός φωτοηλεκτρονίων ηλ ( ) % αριθμός φωτονίων στην κάθοδο 14

Quantum Efficiency Photon energy E (ev) 12.3 3.1 1.76 1.13 GaAsP GaAs Ag-O-Cs CsTe (solar blind) Bialkali Multialkali lk li (Hamamatsu) Bialkali: SbKCs, SbRbCs Multialkali: SbNa 2 KCs (alkali metals have low work function) 15

Φωτοπολλαπλασιαστής (PMT) Anode Photo Cathode Dynodes G δ n G f gδ n f = ικανότητα συλλογής ηλεκτρ. από δυνόδους g = συντελ. μεταφοράς ηλεκτρ. δύνοδο-δύνοδο Photon-to-Electron Converting Photo-Cathode Dynodes με δευτερεύουσα εκπομπή ηλεκτρονίων Τυπική ενίσχυση 10 6. Transient time spread 200 ps Ο συντελεστής δ αυξάνεται με την αύξηση του δυναμικού V d ανάμεσα στις δυνόδους: δ = k V d n 1/n Ολικό δυναμικό: V nv G b d k 16

Φωτοπολλαπλασιαστής (PMT) ευτερεύουσα εκπομπή: σχεδόν το ίδιο με το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Ένα ηλεκτρόνιο προσκρούει μεταφέρεται ενέργεια στα ηλεκτρόνια του υλικού της δευτερεύουσας εκπομπής έτσι ώστε ενας αριθμός από αυτά να ξεφεύγει. Μονωτές και ημιαγωγοί χρησιμοποιούνται γι αυτό το σκοπό. Υλικά που χρησιμοποιούνται είναι: Ag/Mg, Cu/Be και Cs/Sb. Επίσης χρησιμοποιούνται ηλεκτραρνητικά υλικά GaP. Χρόνος πτήσης ηλεκτρονίων από φωτοκάθοδο μέχρι 1 η δύνοδο ανεξάρτητος του σημείου παραγωγής. 17

Gain fluctuations of PMT s Mainly determined by the fluctuations of the number m( ) of secondary e s emitted from the dynodes; Poisson distribution: Standard deviation: P ( m) δ m δ δ e m! σ m δ 1 δ δ δ fluctuations dominated by 1 st dynode gain; t SE coefficient (Photonis) energy GaP(Cs) dynodes E A <0 SE coefficie ent (Photonis) CuBe dynodes E A >0 Counts 1 pe Noise (Photonis) Counts 1 pe 2 pe 3 pe (H. Houtermanns, NIM 112 (1973) 121) Pulse height E energy Pulse height 18

Φωτοπολλαπλασιαστής (PMT) διαιρέτης τάσης Απαιτήσεις: Σταθερότητα τάσης μεταξύ δυνόδων. Αποφυγή ή απόσβεση διακυμάνσεων τάσης. Ελάχιστο μαγνητικό πεδίο αποκλίνει τα ηλεκτρόνια από την τροχιά του μηδενίζεται το ρεύμα 19