up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله آشکارساز PDF
QR code - آشکارساز

آشکارساز

آشکارساز تناسبي چيست؟

آشکارساز تناسبي نوعي آشکارساز گازي با دو الکترود ، يکي استوانه و يکي سيمي در راستاي محور استوانه است. وقتي آشکارساز در ناحيه اي (ازلحاظ ولتاژ بين الکترودها) کار کند که در آن شماره يونهاي ايجاد شده ، متناسب با انرژي اشعه باشد.در اين صورت آشکارساز تناسبي نام دارد.
ولتاژ اعمال شده در اين آشکارساز بيشتر از ولتاژ اعمال شده در اتاقک يونيزاسيون مي باشد که ولتاژ اعمال شده بين دو الکترود به اندازه اي بزرگ است که الکترون يونش يافته يک اتم انرژي کافي درحرکت به سوي الکترود آند بدست مي آورد و انرژي الکترون به اندازه اي است که موجب يونش اتمهايي در مسير خود مي شود.
● مشخصات و طرز کار آشکارساز تناسبي
آشکارساز تناسبي از يک الکترود سيلندري و يک رشته سيم مرکزي که معمولا از تنگستن مي باشد، ساخته مي شوند. به دليل وضع هندسي دستگاه ميدان الکتريکي در فاصله x از سيم برابر است با (E=V xLn(b a که درآن V ولتاژ وصل شده بين الکترودها و a و b به ترتيب شعاعهاي سيم و الکترود خارجي مي باشند. ميدان الکتريکي در نزديک رشته سيم خيلي بزرگتر است و با فاصله از سيم نسبت عکس دارد. بنابراين بيشترين تکثير در نزديکي سيم مرکزي انجام مي پذيرد. حدود نصف از زوجهاي يون در فاصله اي برابر با متوسط طول آزاد و ۹۹% زوجهاي يون در هفت برابر متوسط طول آزاد از الکترود مرکزي تشکيل مي گردند. زمان جمع آوري الکترون ها خيلي کوچک است. به هرحال چون الکترون ها خيلي نزديک به الکترود مرکزي ايجاد مي شوند، v? مربوط به جمع آوري الکترون در الکترود مرکزي خيلي کوچک مي باشد.
بنابراين سهم بيشتر سقوط پتانسيل مربوط به يونهاي مثبت است. وجود اين که يونهاي مثبت کندتر از الکترون ها هستند، پس از عبور مسافت کمي از سيم مرکزي بيشترين سقوط پتانسيل را درفاصله زماني کوتاه بوجود مي آورند. درنتيجه ، پالس مربوط به رسيدن يک زوج يون ابتدا خيلي سريع و سپس به کندي صعود مي نمايد. گاهي اوقات وقتي محل تشکيل هر يک از يونها نسبت به الکترود مرکزي متفاوت باشد، زمان تشکيل پالس ها نامشخص خواهدبود. در چنين حالتي زمان لازم براي الکترون هاي مختلف در رسيدن به ناحيه تکثير يکسان نخواهد بود. تقويت کننده هاي مرحله اول يونها را جمع آوري مي کنند تا اين نامعلومي را کاهش دهند.
● زمان تفکيک
در آشکارساز تناسبي ، يونيزاسيون محدود به ناحيه اطراف مسير اشعه مي باشد. فرض کنيم که تابش ۱ در زمان t۱ وارد شمارنده مي شود و تابش مشابه ۲ در يک ناحيه ديگر در زمان t۲ وارد آشکارساز مي شود. در الکترود جمع کننده سقوط پتانسيل خواهيم داشت. اگر تقويت کننده دستگاه آشکارساز بتواند اين تغييير ولتاژ را به عنوان دو علامت الکتريکي تشخيص دهد و اگر اين کمترين زمان جدايي باشد که اين تشخيص امکانپذير مي گردد، در اين صورت t۲-t۱ زمان تفکيک (Resolving time) براي آشکارساز تناسبي است. بنابراين زمان تفکيک (T) تابع سيستم الکتريکي است.
اگر زمان تفکيک صفر باشد، تغيير تعداد شمارش برحسب تغيير تعداد تابش بايد يک خط مستقيم باشد. به هرحال اگر زمان تفکيک بينهايت باشد، اين منحني در سيستم مختصات y-x به محور x متمايل شده و بالاخره آن را قطع خواهد نمود. يعني وقتي تعداد تابشهايي که وارد آشکارساز مي شوند افزايش يابد، تعداد شمارش ثبت شده ابتدا افزايش مي يابد و بعد از رسيدن به يک ماکزيمم به طرف صفر ميل مي کند. در اين ميزان شمارش صفر ، ولتاژ الکترود جمع کننده ثابت مي ماند. زيرا که ميزان جمع آوري يونها برابر ميزان نشت يونها خواهد بود.
آشکارساز تناسبي حساس نسبت به محل ورود اشعه
يکي از تفاوتهاي اساسي بين آشکارساز تناسبي و آشکارساز گايگر مولر اين است که در آشکارساز تناسبي ، يونيزاسيون محدود به ناحيه کوچکي در اطراف مسير ذره تابشي است. در صورتي که در آشکارساز گايگر يونيزاسيون در تمام حجم آشکارساز انجام مي شود. بنابراين در آشکارسازهاي تناسبي ، امکان اين که اطلاعاتي در مورد محل اشعه تابشي بدست آوريم، وجود دارد. در اين نوع از آشکارسازها ، آند از يک سيم با مقاومت زياد (معمولا رشته کوارتز با پوششي از کربن) تشکيل مي شود. فرض کنيم ذره تابشي در وضعيت x يونهايي در مجاورت آند ايجاد مي نمايد. اين يونها بوسيله آند جمع آوري شده و باعث جاري شدن جريان در دو جهت در طول آند خواهد شد. مقدار جرياني که از هر جهت جاري مي شود تابع مقاومت در مسير مي باشد. به دليل تفاوت جريان در دو انتهاي آند پالس هاي ايجاد شده در دو انتهاي آند در ارتفاع و زمان صعود متفاوت خواهند بود. تفاوت در زمان صعود ، به دليل تفاوت در ثابت زماني ، معمولا براي بدست آوردن اطلاعات درباره محل اشعه بکار مي رود.
● شمارش نوترون با آشکارساز تناسبي
علاوه بر اينکه مي توان از آشکارساز تناسبي براي آشکارسازي ذرات آلفا و بتا استفاده نمود. اين آشکارساز مي تواند در آشکارسازي نوترونها نيز مورد استفاده قرار گيرند. يک آشکارساز واقعي نوترون معمولا گاز BF خالص و يا مخلوطي از BF۳ و يکي از گازهاي استاندارد آشکارسازهاي گازي ، مي باشد. وقتي که نوترون حرارتي بوسيله هسته جذب مي شود، دو ذره يونيزه کننده قوي يکي ذره آلفا و ديگري هسته ليتيم که در جهت مخالف حرکت ذره آلفا حرکت مي کند، رها مي شوند. پالسهاي ايجاد شده بوسيله محصولات واکنش هسته اي در مقايسه با پالس هاي بوجود آمده بسيله تابشهاي نظير اشعه گاما ، داراي ارتفاع نسبتا بزرگ است.
● رابطه ارتفاع پالس با نوع ذره
نکته اي که وجود دارد رابطه ارتفاع پالس و نوع ذره است. ارتفاع پالس هاي ايجاد شده با ذرات يونيزه کننده سنگين مانند ذرات آلفا ، ممکن است بطور قابل ملاحظه اي از پالس هاي بوجود آمده بوسيله الکترون هاي با انرژي برابر ، متفاوت باشد. اين اختلاف تابع نوع اشعه است که معمولا براي آشکارسازهاي گازي ، کوچک مي باشد. در مورد آشکارسازهاي تناسبي و يونيزاسيون و آشکارساز نيم رسانا اين حالت وجود دارد.

آشكارسازي ذرات عبارتست از فرآيندي كه در آن خصوصياتي مانند جرم ، انرژي ، بار الكتريكي ، مسير حركت و ... و در مجموع نوع يك ذره حامل انرژي كه در واكنش‌ها ...

در سالهاي اوليه عصر فضا بيشترين دل مشغولي طراحان سفينه هاي فضايي خطرات ناشي از برخورد با شهاب سنگهاي ريز و درشتي بود كه از نظر آنها تمام اطراف زمين را ...

آشکارسازهاي آناليز که در ميکروسکوپ هاي الکتروني استفاده مي گردد، انواع مختلفي دارند. در اين مقاله سعي شده است به صورت اجمالي مزاياي نسبي آشکارسازهاي م ...

برخي کريستال ها و سراميک هاي خاص با قرار گرفتن در معرض تغييرات حرارتي ، بارالکتريکي توليد مي کنند که به اين پديده اثر پيرو الکتريک گفته مي شود . بلو ...

ترانسفورماتورها را با توجه به کاربرد و خصوصيات آنها مي توان به سه دسته کوچک، متوسط و بزرگ دسته بندي کرد. ساختمان ترانسفورماتورهاي بزرگ و متوسط به دليل ...

● واژگان ▪ مقاومت ويژه الکتريکي: ميزان مقاومت مواد در برابر جريان الکتريسيته (حرکت الکترون) در درون آن است. با بدست آوردن مقاومت ويژه مي توان برخي از ...

▪ چاه نگاري هسته اي در چارچوب چاه نگاري هسته اي مي توان از اندازه گيري هاي زير نام برد: الف) نگار اندازه گيري پرتو زايي گاماي طبيعي (چاه نگاري GR (پرت ...

دانلود نسخه PDF - آشکارساز