Быстрый однокоординатный детектор гамма-квантов

• Автор: Титов, Виталий Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 81 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Постановка задачи

Глава 2. Детектор ОД-ЗМ - общее описание

2.1. Состав детектора

2.2. Физические принципы работы детектора ОД-ЗМ

Глава 3. Вычисление координат

3.1. Выбор алгоритма

3.2. Разрядность АЦП

3.3. Аппаратная реализация алгоритма

Глава 4. Электроника аналого-цифровой обработки сигналов

4.1. Шумовые параметры электронного тракта
4.2. Аналоговая часть электронного канала
4.3. Аналого-цифровой преобразователь
Глава 5. Отбор событий (триггер) и калибровка детектора
5.1. Выделение и фильтрация (отбор) событий
5.2. Калибровка детектора
5.2.1. Таблица RAM
5.2.2. Таблица RAM
Глава 6. Координатное разрешение, интегральная и дифференциальная нелинейности
6.1. Физическое (полное) разрешение детектора
6.2. Интегральная нелинейность
6.3. Дифференциальная нелинейность
6.4. Примеры использования детектора ОД-ЗМ
Заключение
Литература
Приложение 1. Регистрирующая электроника детектора ОД-ЗМ
Приложение 2. Система питания детектора ОД-ЗМ
Приложение 3. Схема усилителя - формирователя
Приложение 4. Триггер
Приложение 5. Интерфейс пользователя
Введение
В настоящей диссертации представлен результат работы автора по созданию координатного детектора рентгеновских квантов с уникальным набором параметров.
Открытые К.Рентгеном в 1895 году лучи, получившие название рентгеновских, быстро, даже по современным меркам, приобрели широкую известность, и уже через год было опубликовано свыше 1000 работ по исследованию и применению рентгеновских лучей.
Способность этих лучей проникать через оптически непрозрачное вещество и ряд других уникальных свойств позволили за исторически короткий срок развить целый ряд новых методов исследования материи [1, стр. 9]:
• проекционная рентгенография - используется зависимость степени ослабления интенсивности рентгеновских лучей от вида вещества;
• рентгеновская спектроскопия - анализируется вторичное излучение, возникающее под воздействием падающих на вещество рентгеновских лучей (мягкая компонента была названа характеристическим излучением, Ч.Баркла, 1906 г.);
• рентгеноструктурнын анализ — основан на зависимости между углом дифракции, длиной волны рентгеновского излучения и расстоянием между соседними параллельными атомными плоскостями в атомной решётке кристаллов (У.Л.Брэгг и независимо от него Г.В.Вульф, 1913г.);
• рентгеноспектральный анализ — используется зависимость частоты спектральных линий от порядкового номера излучающего элемента в периодической таблице Менделеева (закон Мозли, 1913г.).

полного заряда и может быть описана достаточно точно тремя экспонентами

Заряд первичной Коэффициент За время ~ 100 не Доля сигнала
ионизации, определяется газового собирается — 0,1 на полоске,
отношением энергии усиления от полного если лавина
у-кванта к энергии камеры. наводимого заряда. располагается
ионизации (~20 эВ для над её
используемой смеси серединой.
90%Аг + 10%СО2).
Так, для квантов с энергией 8 кэВ заряд первичной ионизации составляет ~ 400 электрон-ионных пар. При умеренном коэффициенте газового усиления КуС.~ 5*104 сигнал на полоске составит ~ 4.6* 105 е". Такое значения Кус позволяет работать при умеренных значениях напряжения на аноде (+ 2700 ч- 2800 В), избегая опасности возникновения «короны» или пробоев.
Таким образом, с учетом (4.2) шум (RMS) электронного тракта должен быть на уровне 103 электронов. Само по себе получение такого уровня шумов не представляет технических трудностей. Задача несколько осложняется тем, что для обеспечения высокого быстродействия детектора требуются достаточно короткие времена формирования сигналов.