Scintilační detektory lineární odezva na energii rychlá časová odezva diskriminace podle tvaru pulsů.

Prezentace na téma: "Scintilační detektory lineární odezva na energii rychlá časová odezva diskriminace podle tvaru pulsů."— Transkript prezentace:

1 Scintilační detektory lineární odezva na energii rychlá časová odezva diskriminace podle tvaru pulsů

2 Scintilátory luminiscence fluoerescence,  < 100 ns fosforescence,  > 100 ns

3 Fosforescence ZnSSrAl 2 O 4 na světle 10 s 4 min

4 Scintilátory ideální scintilátor vysoký světelný výtěžek nulová absorpce na fluorescenční vlnové délce emise v oblasti 300-600 nm rychlá de-excitace (krátká rozpadová konstanta  ) jedno-komponentní multi-komponentní

5 Scintilátory organické scintlátory organické krystaly antracen vysoký světelný výtěžek   30 ns naftalen vysoký světelný výtěžek   5 ns anizotropní výstup

6 Scintilátory organické scintlátory organické kapaliny p-Terpenyl C18H14, di-fenyloxadiazol C 20 H 14 N 2 O   3-4 ns organický scintilátor rozpuštěný v organickém rozpuštědle (xylen, toluen, benzen) PILOT U, světelný výtěžek 40-45%,  = 0.4-0.6 ns, max = 390 nm NE102A, světelný výtěžek 65%,  = 2.4 ns, max = 418 nm plastické scintilátory   1-3 ns organický scintilátor rozpuštěný v pevném polymeru (PS, PC)

7 Scintilátory Anorganické scintlátory NaI(Tl), světelný výtěžek 100%,  = 230 ns, max = 415 nm krystaly solí alkalických kovů s malým množstvím aktivátoru větší hustota  větší dE /dx větší Z  větší účinný průřez pro fotoefekt (   Z 5 ) hydroskopické příklad - NaI(Tl), max = 415 nm (3 eV) 40000 fotonů/MeV  = 230 ns - PbWO 4, max = 420 nm (3 eV) 200 fotonů/MeV  = 6 ns

8 Scintilátory

9 Fotonásobič fotokatoda vstupní okno fokusační elektrononová optika systém dynod anoda zesílení typicky: - koeficient sekundární emise  = 3 – 4 - počet dynod N = 10 – 12 - zisk: G = 10 5 - 10 7

10 Fotonásobič fotokatoda vstupní okno fokusační elektrononová optika systém dynod anoda zesílení  ~ U d

11 Fotonásobič – vstupní okno vstupní okno

12 Fotonásobič - fotokatoda fotokatoda borosilikátové sklo amorfní syntetické SiO 2 bi-alkalická K 2 CsSb ~ 10-50 nm tenká vrstva napařená na vstupním okně

13 Fotonásobič - fotokatoda spektrální citlivost: I pe proud fotoelektronů P ph intezita dopadajího světla kvantová účinnost: N pe počet uvolněných fotoelektronů N ph počet dopadajích fotonů

14 Fotonásobič – fokusační elektronová optika fokusační elektrononová optika účinnost sběru > 80% doba letu k dynodě musí být stejná (nezávislá na místě emise)

15 Fotonásobič – systém dynod emise sekundárních elektronů povrch dynod: Cs-Sb, Cu-Be, Ag-Mg - vysoký faktor sekundární emise  - stabilita  i při vysokých proudech - nízká termionická emise

16 Fotonásobič – systém dynod časové vlastnosti fotonásobiče: - náběhová hrana pulsu (rise time) - doba transportu (transit time) - časové rozmazání při transportu (transit time spread)

17 Fotonásobič – dělič napětí kladné napětí záporné napětí

18 Fotonásobič – dělič napětí záporné napětí – pulsní mód

19 Fotonásobič – temný proud šum termionická emise z katody a z dynod ionizace molekul plynů (afterpulsy) elektrony stimulovaná luminiscence skla svodové proudy zbytková radiace

20 Fotonásobič – temný proud Richardsonův zákon W = 0.5 eV výstupní práce

21 Fotonásobič – temný proud

22

23 XP2020/Q photomultipler, 12-bit digitizer Acqiris DC420, 420 Ms/s Fotonásobič – temný proud

24 scintilační detektory spektrometrů pro měření dob života pozitronů rychlý fotonásobič + BaF 2 scintilátory