Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Detektorok Gáztöltésű detektorok SzcintillátorokFélvezetők.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Detektorok Gáztöltésű detektorok SzcintillátorokFélvezetők."— Előadás másolata:

1 Detektorok Gáztöltésű detektorok SzcintillátorokFélvezetők

2 Anyag és sugárzás ► Töltött részecskék ► Elektromágneses sugárzás

3 Mi is az a detektor? Gáztöltésű detektor, félvezető det. Detektor U

4 Mi is az a detektor? Gáztöltésű detektor, félvezető det. Detektor U A

5 Mi is az a detektor? Szcintillációs detektor Detektor U Photo Multiplayer Tube

6 Mi is az a detektor? Félvezető detektor ► Kapcsoljunk feszültséget a félvezetőre. (Szilárdtest ionizációs kamra) ► Visszáram ► p, n réteg feszültséget, pn átmenet ► Kapcsoljunk erre áramot

7 Gáztöltésű detektorok

8 ► A detektor érzékeny térfogatába belépő sugárzás ionokat kelt. ► Attól függően, hogy mekkora feszültséget kapcsolunk rá, a detektor másképp viselkedik. ► Hat tartományt különböztetünk meg.

9 Detektorkarakterisztika IIIIIIIVVI

10 V. Geiger-Müller cső

11

12 GM – cső ► Kisüléslavina (magától le sem állna) (magától le sem állna) külső kioltó áramkör külső kioltó áramkör ► Kioltás etil-alkohol önkioltó önkioltó halogén halogén

13 Szcintillátorok

14 Rövid történet ► 1903 ZnS kristály alfát képes jelezni ► 1908 Először alkalmazzák ► PMT

15 Működése ► Energiasávok, gerjesztés, legerjesztődés, csapdák, utánvilágítás ► PMT (1939 – Bay Zoltán), Photodioda

16 Sugárzás töltés ► Szerves és szervetlen ► Transzformációs hatásfok (5-20%) ► Összegyűjtési hatásfok (~100%) ► Fotokatód hatásfok (10-25%) Néhány keV egy elektron

17 Félvezetők ► A legfiatalabb ► A legjobb energiafelbontású ► A legdrágább

18 Félvezető detektorok

19 Szilicium vs. Germanium

20 Pótdiák

21 Félértékszélesség

22 II. Ionizációs kamra ► Telítési feszültség – ideális ez lenne tisztítani kell -> pl. vörösréz tisztítani kell -> pl. vörösréz ► A karakterisztikát megváltoztatja az elektronmegkötés (csökkenthető CO 2 )

23 I. Rekombinációs tartomány ► Alacsony feszültség ► A keletkező ionoknak nincs idejük eljutni az anódhoz és a katódhoz. Már korábban rekombinálódnak. ► Nem tudjuk kigyűjteni az összes keletkező töltést. Nincs értelme itt detektort üzemeltetni

24 II. Ionizációs kamra (A telítési tartomány) ► Az összes keletkező részecske eljut a kivezetésekhez. ► 80 éve a pályán ► Néhány köbmm – 100 liter ► Előnyök:  Egyszerű  Stabil bonyolult az erősítő  Olcsó  Integrál és impulzus üzemben is működtethető

25 III. Proporcionális számlálók ► A gázerősítés (M) Lineárisan arányos a primer ionizációban keltett töltésmennyiséggel, viszont exponenciálisan függ a rákapcsolt fesz.-től M = n 0 / n ~ exp(U) ► Stabil tápfesz kell (10 -4 nagyságrendig)

26 V. Félproporcionális tartomány ► Elromlik az előbb említett linearitás a primer és a gázerősítés során létrejött töltéshordozók száma között ► Detektor itt nincs

27 II. Ionizációs kamra ► A jó hatásfokú detektor követelménye, hogy a sugárzás energiájának a legnagyobb részét a kamra érzékeny térfogatában adja le. ► A gáznyomás növelésével, illetve nagyobb rendszámú gáz alkalmazásával csökkenthető a hatótávolság

28 GM cső ► Karakterisztika (munkapont kimérése) V-os plató ► Hatásfoka függ: a fal vastagságtól, a térszögtől ► Fotonra századannyira érzékeny, mint részecskére Nagyobb fesz.-en tönkremegy (koronakisülés (VI) – szennyezések kilépése)

29 Típusai ► NaI(TI) gammához kitűnő (gyakorlatilag csak erre) ► CsI(TI) levegőn tárolható, a PMT-hez nem jól illeszkedik, viszont Fotodiódához tökéletes ► BGO fényhozam alacsony, gammára ► szendvics

30 Újra az energiaszintek ► A félvezetők helye a sávelméletben ► A Fermi függvény: P(E) = (1+exp((E-E f )/kT)) -1 ► Szennyeződések és szennyezések (dopolás) ► Intrinsic, p-, n-típus, ► Visszáram, pn, kiürített sáv

31 Szcintillátorok ► Az energiállapotok sávokká szélesednek ► A sugárzás energiája az elektronokat gerjeszti, amely legerjesztődéskor fotont bocsát ki ► Szennyezések hatása

32 Sávelmélet ► T = 0 Kelvin esetén a Fermi energia fölött nem lennének elektronok ► A hőmozgás viszont lesimítja a csúcsokat

33 Sávelmélet Vezetők

34 Sávelmélet Szigetelők

35 Sávelmélet Félvezetők


Letölteni ppt "Detektorok Gáztöltésű detektorok SzcintillátorokFélvezetők."

Hasonló előadás


Google Hirdetések