1 / 35

Detektorok

Detektorok. Gáztöltésű detektorok Szcintillátorok Félvezetők. Anyag és sugárzás. Töltött részecskék Elektromágneses sugárzás. Mi is az a detektor?. Gáztöltésű detektor, félvezető det. Detektor. Detektor. U. Mi is az a detektor?. Gáztöltésű detektor, félvezető det.

huela
Download Presentation

Detektorok

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Detektorok Gáztöltésű detektorok Szcintillátorok Félvezetők

  2. Anyag és sugárzás • Töltött részecskék • Elektromágneses sugárzás

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

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

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

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

  9. I II III IV VI Detektorkarakterisztika

  10. V. Geiger-Müller cső

  11. GM – cső • Kisüléslavina (magától le sem állna) külső kioltó áramkör • Kioltás etil-alkohol önkioltó halogén

  12. Szcintillátorok

  13. Rövid történet • 1903ZnS kristály alfát képes jelezni • 1908Először alkalmazzák • 1939-40 PMT

  14. Működése • Energiasávok, gerjesztés, legerjesztődés, csapdák, utánvilágítás • PMT (1939 – Bay Zoltán), Photodioda

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

  16. Félvezetők • A legfiatalabb • A legjobb energiafelbontású • A legdrágább

  17. Félvezető detektorok

  18. Szilicium vs. Germanium

  19. Pótdiák

  20. Félértékszélesség

  21. II. Ionizációs kamra • Telítési feszültség – ideális ez lenne tisztítani kell -> pl. vörösréz • A karakterisztikát megváltoztatja az elektronmegkötés (csökkenthető CO2 )

  22. 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

  23. 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

  24. III. Proporcionális számlálók • A gázerősítés (M)Lineárisan arányos a primer ionizációban keltett töltésmennyiséggel, viszont exponenciálisan függ a rákapcsolt fesz.-tőlM = n0 / n ~ exp(U) • Stabil tápfesz kell (10-4 nagyságrendig)

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

  26. 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

  27. GM cső • Karakterisztika (munkapont kimérése)200-300 V-os plató • Hatásfoka függ: a fal vastagságtól, a térszögtől • Fotonra századannyira érzékeny, mint részecskére Nagyobb fesz.-en tönkremegy (koronakisülés (VI) – szennyezések kilépése)

  28. Típusai • NaI(TI)gammához kitűnő (gyakorlatilag csak erre) • CsI(TI)levegőn tárolható, a PMT-hez nem jól illeszkedik, viszont Fotodiódához tökéletes • BGOfényhozam alacsony, gammára • szendvics

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

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

  31. Sávelmélet • T = 0 Kelvin esetén a Fermi energia fölött nem lennének elektronok • A hőmozgás viszont lesimítja a csúcsokat Fermi-függvény

  32. Sávelmélet Vezetők

  33. Sávelmélet Szigetelők

  34. Sávelmélet Félvezetők

More Related