Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Detekce záření Požadavky na detektory Použití v oblasti vlnových délek 0,5 – 2,5 Å Oblast měřených intenzit 10 -1 - 10 6 impulsů Přesnost 0,1 – 1 % Nutnost.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Detekce záření Požadavky na detektory Použití v oblasti vlnových délek 0,5 – 2,5 Å Oblast měřených intenzit 10 -1 - 10 6 impulsů Přesnost 0,1 – 1 % Nutnost."— Transkript prezentace:

1 Detekce záření Požadavky na detektory Použití v oblasti vlnových délek 0,5 – 2,5 Å Oblast měřených intenzit impulsů Přesnost 0,1 – 1 % Nutnost měření prostorově úzkých svazků Nízká hmotnost

2 Detekce záření Fotografické účinky Ionizace plynů Luminiscence Zvýšení elektrické vodivosti Klasifikace detektorů Fotografický film Ionizační komora, proporcionální detektor, Geigerův-Müllerův Fluorescenční stínítka, scintilační detektory Polovodičové detektory bodovéplošné

3 Fotografická emulze Želatinová vrstva (10-20  m) se zrny AgBr ( cm -2 ) Hustota zčernání D = log (I 0 /I) I 0... Světlo prošlé neexponovanou částí D = k I rtg  linearita do D = 0,7-0,8 Různé doby vyvolávání Jednostranné Dvoustranné

4 Fotografická registrace Stanovení D(E) Změna expoziční doby Zeslabovací fólie Rotující pilovitá clona Teplota, doba vyvolávání Větší citlivost pro větší zrna, ale horší rozlišení Výhody fotografické registrace Plošná detekce Malý efekt fluktuací intenzity Není třeba stabilizace Fotometr zdroj světla, kondenzor, držák filmu, detektor (fotočlánek s galvanometrem) Lineární, plošné Polaroid Vidikony Měkké záření více absorbované, Nespojitosti na absorbčních hranách Zesilovací folie pro tvrdé záření

5 Bodové detektory - plynové Ionizační komora Geigerův-Müllerův detektor Proporcionální detektor Ar, Xe

6 Bodové detektory V < V 1 rekombinace elektronů a iontů V 1 < V < V 2 všechny ionty a elektrony dopadnou na příslušné elektrody, jejich počet závisí jen na počtu absorbovaných fotonů V > V 2 lavinová ionizace Koeficient plynového zesílení: A = N 2 /N 1 1 foton CuK   270 párů iont-elektron Počet iontů vzniklý absorpcí Počet iontů na elektrodě

7 Bodové detektory - plynové Ionizační komora V 1 < V < V 2, A = 1, Ar, Kr ionizační proud úměrný energii svazku, 1 foton ~  V užívá se k monitorování intenzity svazků Proporcionální a Geigerův-Müllerův detektor V 2 < V < V 3, A < 10 4 Počet párů elektron-iont úměrný kinetické energii fotonu El. napěťový impuls úměrný energii rtg fotonu ~ mV Kvantová účinnost ~ % Lavinová ionizace má lokální charakter (kolem anody) V 4 < V, A ~ Výboj v celém objemu (Townsendův) Nezávisí na energii fotonu, napěťový puls 1-10 V Pracovní napětí > 1000 V Kvantová účinnost ~ 70 % Boční okénka Stabilizace přídavnými plyny (CO 2, C 2 H 4 )

8 Bodové detektory - scintilační Fluorescenční stínítka ZnS (dále wolframan vápenatý, křemičitan zinečnatý) Přechody elektronů do valenčního pásu (1.5-3 eV) Použití – orientační detekce Scintilační detektory NaJ + 1 % Tl monokrystal uvolnění rychlého elektronu, ionizace tloušťka > 0.7 mm max. intenzita 410 nm délka záblesků 230 ns YAlO 3 (YAP:Ce) keramika tloušťka < 0.1 mm stálost na vzduchu mechanická odolnost max. intenzita 350 nm délka záblesků 27 ns Amplituda pulsu přímo úměrná energii fotonu, R m = Sb-Cs Kvantová účinnost ~ 100 %, konverzní účinnost ~ 10 % Relativně vysoký termický šum, pracovní napětí V

9 Bodové detektory - polovodičové PL mezi dvěma elektrodami – ionizační komora, vznik párů elektron-díra Požadované vlastnosti: vysoký odpor (snižuje šum) prodloužená doba života nábojů (sběr nábojů) vysoká pohyblivost nábojů (rychlá odezva) malá šířka zakázaného pásu (energetické rozlišení) velká absorpční schopnost (efektivní pohlcení energie záření) Čisté Ge ( k ~ 0,1 nm ) Snížení koncentrace nábojů p-n přechod s velkou tloušťkou ochuzené zóny přidání záchytných center (driftováni Li) Tloušťky až 10 cm Signál na výstupu ~ 10  V Si(Li), Ge(Li) Nutno uchovávat za NT Energeticko-disperzní difraktometrie

10 Detekční řetězec DetektorPředzesilovačZesilovač Amplitudový analyzátor Diskriminátor (integrální režim, impulsy vyšší než spodní hranice) Amplitudová analýza (diferenciální mód, impulsy pouze v intervalu výšek - kanálu) ZářeníScintilačníProporcionální (Xe) Proporcionální (Kr) GM (Ar) ANANAN Mo Cu Poměr maxima k pozadí

11 Nastavení detektoru nastavení napětí nastavení spodní úrovně nastavení okénka

12 Základní charakteristiky detektorů Účinnost – počet el. impulsů na výstupu/ počet fotonů dopadajících na okénko detektoru Energetické rozlišení NaJ(Tl) 50 % proporcionální 15% polovodičový 3 % Časová rozlišovací schopnost (mrtvá doba) GM – 200  s scintilační NaJ – 0,23  s scintilační YAP – 0,027  s polovodičový - 0,001  s Linearita detektoru

13 Korekce na mrtvou dobu četnost naměřená (M) četnost správná (T) Četnost n T Proporcionální  = 2  s GM  = 200  s , , Chyby

14 Polohově citlivé detektory (PSD) Soustava proporcionálních nebo polovodičových mozaikové multielektrodové Braun, Stoe, INEL Ionizace plynu fotonem, elektrony jsou sbírany anodovým drátem a generují elektrický náboj, který je odnášen dvěma pulsy v opačných směrech, poloha se určuje ze zpoždění mezi dvěma konci drátu Imaging plates Od r Laser stimulated fluorescence image plate Velký dynamický rozsah, vysoká citlivost, nízké pozadí Expozice ~ 5 min. Latentní obraz Skenování fokusovaným He-Ne svazkem (150  m) Modrá fluorescence (intenzita úměrná počtu absorbovaných fotonů) Čtení, fotonásobič, časová integrace Obraz pixelů, načten za cca 200 s Stoe Smazání obrazu bílým světlem

15 CCD (Charged Coupled Device)SMART (1993) (Zn, Cd) Se 1024x1024 pixelů 62x62 mm

16 Detektory - výrobci BrukerBruker (solid state) BrukerBruker (2D) BrukerBruker (CCD) Bede Inel Inel (curved) Marresearch Reflection Imaging PhotonicPhotonic Science Spectrolab Stoe


Stáhnout ppt "Detekce záření Požadavky na detektory Použití v oblasti vlnových délek 0,5 – 2,5 Å Oblast měřených intenzit 10 -1 - 10 6 impulsů Přesnost 0,1 – 1 % Nutnost."

Podobné prezentace


Reklamy Google