Turinys:

Nešiojamasis radiacijos detektorius: 10 žingsnių (su nuotraukomis)
Nešiojamasis radiacijos detektorius: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

Video: Nešiojamasis radiacijos detektorius: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

Video: Nešiojamasis radiacijos detektorius: 10 žingsnių (su nuotraukomis)
Video: Part 5 - Triplanetary Audiobook by E. E. Smith (Chs 18-19) 2024, Liepa
Anonim
Image
Image
Nešiojamas radiacijos detektorius
Nešiojamas radiacijos detektorius
Nešiojamasis radiacijos detektorius
Nešiojamasis radiacijos detektorius

Tai yra pamoka, skirta kurti, konstruoti ir išbandyti savo nešiojamąjį silicio fotodiodo spinduliuotės detektorių, tinkamą 5keV-10MeV aptikimo diapazonui, kad būtų galima tiksliai nustatyti mažos energijos gama spindulius, sklindančius iš radioaktyviųjų šaltinių! Atkreipkite dėmesį, jei nenorite tapti radioaktyviu zombiu: nesaugu būti šalia didelės spinduliuotės šaltinių, todėl šio prietaiso NEGALIMA naudoti kaip patikimą potencialiai kenksmingos radiacijos aptikimo būdą.

Pradėkime nuo šiek tiek žinių apie detektorių, prieš pereidami prie jo konstrukcijos. Aukščiau yra puikus „Veritasium“vaizdo įrašas, kuriame paaiškinama, kas yra radiacija ir iš kur ji atsiranda.

1 žingsnis: Pirma, daug fizikos

Pirma, daug fizikos
Pirma, daug fizikos

(Paveikslėlio legenda: jonizuojančioji spinduliuotė vidinėje srityje sudaro elektronų skylių poras, sukeldama krūvio impulsą.)

Kibirkšties kameros, Geigerio ir foto daugiklio vamzdžių detektoriai … visų tipų detektoriai yra sudėtingi, brangūs arba veikia aukštos įtampos. Yra keletas gamintojui tinkamų „Geiger“vamzdžių tipų, tokių kaip https://www.sparkfun.com/products/retired/11345 ir https://www.adafruit.com/product/483. Kiti radiacijos aptikimo metodai yra kietojo kūno detektoriai (pvz., Germano detektoriai). Tačiau jų gamyba yra brangi ir jiems reikalinga specializuota įranga (pagalvokite apie aušinimą skystu azotu!). Priešingai, kietojo kūno detektoriai yra labai ekonomiški. Jie plačiai naudojami ir atlieka esminį vaidmenį didelės energijos dalelių fizikoje, medicinos fizikoje ir astrofizikoje.

Čia mes kuriame nešiojamą kietojo kūno spinduliuotės detektorių, galintį tiksliai išmatuoti ir aptikti mažos energijos gama spindulius, sklindančius iš radioaktyviųjų šaltinių. Įrenginį sudaro daugybė atvirkštinio šališkumo didelio paviršiaus silicio PiN diodų, kurie išvedami į įkrovimo išankstinį stiprintuvą, diferencialinį stiprintuvą, diskriminatorių ir lygintuvą. Visų tolesnių etapų išvestis konvertuojama į skaitmeninius signalus analizei. Pradėsime nuo silicio dalelių detektorių, PiN diodų, atvirkštinio poslinkio ir kitų susijusių parametrų aprašymo. Tada paaiškinsime įvairius tyrimus ir atliktus pasirinkimus. Pabaigoje pristatysime galutinį prototipą ir bandymus.

„SolidState“detektoriai

Daugelyje radiacijos aptikimo programų kietosios aptikimo terpės naudojimas yra labai naudingas (kitaip vadinamas puslaidininkinių diodų detektoriais arba kietojo kūno detektoriais). Silicio diodai yra pasirinktini detektoriai daugeliui programų, ypač kai tai susiję su sunkiai įkrautomis dalelėmis. Jei energijos matuoti nereikia, puikios silicio diodų detektorių laiko charakteristikos leidžia tiksliai suskaičiuoti ir sekti įkrautas daleles.

Norint išmatuoti didelės energijos elektronus ar gama spindulius, detektoriaus matmenys gali būti daug mažesni nei alternatyvų. Naudojant puslaidininkines medžiagas kaip radiacijos detektorius, taip pat atsiranda daugiau nešėjų tam tikram įvykio spinduliuotės įvykiui, taigi ir mažesnė statistinė energijos skiriamosios gebos riba, nei galima naudojant kitų tipų detektorius. Todėl naudojant tokius detektorius pasiekiama geriausia šiandien pasiekiama energijos skiriamoji geba.

Pagrindinės informacijos laikmenos yra elektronų skylių poros, sukurtos palei pakrautos dalelės kelią per detektorių (žr. Paveikslėlį aukščiau). Surinkus šias elektronų skylių poras, matuojamas kaip krūviai prie jutiklio elektrodų, susidaro aptikimo signalas ir pereinama prie stiprinimo ir diskriminacijos etapų. Papildomos pageidaujamos kietojo kūno detektorių savybės yra kompaktiškas dydis, palyginti greitos laiko charakteristikos ir efektyvus storis (*). Kaip ir bet kurio detektoriaus atveju, yra trūkumų, įskaitant mažų dydžių apribojimą ir santykinę galimybę, kad šie prietaisai gali blogėti dėl radiacijos sukeltos žalos.

(*: Ploni jutikliai sumažina kelių kartų išsklaidymą, tuo tarpu storesni jutikliai generuoja daugiau krūvių, kai dalelė kerta substratą.)

P -i -N diodai:

Kiekvieno tipo spinduliuotės detektorius sukuria būdingą išėjimą po sąveikos su radiacija. Dalelių sąveika su medžiaga išsiskiria trimis efektais:

  1. fotoelektrinis efektas
  2. Komptono sklaida
  3. Porinė gamyba.

Pagrindinis plokščio silicio detektoriaus principas yra PN jungties, kurioje dalelės sąveikauja per šiuos tris reiškinius, naudojimas. Paprasčiausią plokštuminį silicio jutiklį sudaro P legiruotas substratas ir N implantas vienoje pusėje. Elektronų skylių poros sukuriamos išilgai dalelių trajektorijos. PN sankryžos zonoje yra nemokamų vežėjų regionas, vadinamas išeikvojimo zona. Šiame regione sukurtos elektronų skylių poros yra atskirtos juos supančio elektrinio lauko. Todėl krūvininkus galima išmatuoti silicio medžiagos N arba P pusėje. Taikant atvirkštinio poslinkio įtampą PN jungties diodui, išeikvota zona auga ir gali uždengti visą jutiklio pagrindą. Daugiau apie tai galite perskaityti čia: „Pin Junction Wikipedia“straipsnis.

PiN diodas turi būdingą i regioną tarp P ir N sankryžų, užtvindytas krūvininkų iš P ir N regionų. Ši plati vidinė sritis taip pat reiškia, kad diodas turi mažą talpą, kai jis yra atvirkščiai. PiN diode išeikvojimo sritis beveik visiškai egzistuoja vidinėje srityje. Ši išeikvojimo sritis yra daug didesnė nei naudojant įprastą PN diodą. Tai padidina tūrį, kuriame elektronų ir skylių poras gali generuoti krintantis fotonas. Jei puslaidininkinei medžiagai taikomas elektrinis laukas, tiek elektronai, tiek skylės migruoja. PiN diodas yra atvirkštinis, todėl visas „i“sluoksnis yra išeikvotas laisvųjų nešiklių. Šis atvirkštinis poslinkis sukuria elektrinį lauką per „i“sluoksnį, kad elektronai būtų nukreipti į P sluoksnį, o skylės-į N sluoksnį (*4).

Nešėjų srautas, reaguojant į spinduliuotės impulsą, sudaro išmatuotą srovės impulsą. Norint maksimaliai padidinti šią srovę, „i-region“turi būti kuo didesnis. Sankryžos savybės yra tokios, kad ji nukreipia labai mažai srovės, kai ji yra pakreipta priešinga kryptimi. Sankryžos P pusė tampa neigiama, palyginti su N puse, o natūralus potencialo skirtumas iš vienos sankryžos pusės į kitą padidėja. Esant tokioms aplinkybėms, mažieji vežėjai traukia per sankryžą ir, kadangi jų koncentracija yra palyginti maža, atvirkštinė srovė per diodą yra gana maža. Kai sankryžai taikomas atvirkštinis poslinkis, praktiškai visa įtampa atsiranda išeikvojimo srityje, nes jos varža yra daug didesnė nei įprastos N arba P tipo medžiagos. Iš tiesų, atvirkštinis šališkumas pabrėžia galimą skirtumą sankryžoje. Taip pat padidėja išeikvojimo srities storis, padidinant radiacijos sukeltų krūvininkų surinkimo tūrį. Kai elektrinis laukas yra pakankamai didelis, krūvio surinkimas baigiamas, o impulsų aukštis nebesikeičia, toliau didėjant detektoriaus poslinkio įtampai.

(*1: Atomo surištos būsenos elektronus fotonai išmuša, kai krintančių dalelių energija yra didesnė už rišamąją energiją. ir dalies energijos perkėlimas į elektroną.; *3: elementariosios dalelės ir jos dalelių susidarymas.; *4: elektronai traukiami priešinga kryptimi nei elektrinio lauko vektorius, o skylės juda tuo pačiu kryptimi kaip elektrinis laukas.)

2 žingsnis: tyrinėjimas

Image
Image
Tyrinėjimas
Tyrinėjimas
Tyrinėjimas
Tyrinėjimas

Tai yra prototipinė „detektoriaus“versija, kurią mes sukūrėme, derinome ir išbandėme. Tai matrica, susidedanti iš kelių jutiklių, turinčių „CCD“radiacijos jutiklį. Kaip minėta anksčiau, visi silicio puslaidininkiai yra jautrūs radiacijai. Priklausomai nuo to, koks jis tikslus, ir naudojamų jutiklių taip pat galima apytiksliai suprasti dalelės, sukėlusios smūgį, energijos lygį.

Mes naudojome neekranuotus diodus, jau skirtus jutimui, kurie atvirkščiai (ir apsaugodami jį nuo matomos šviesos) gali užregistruoti beta ir gama spinduliuotės smūgius, sustiprindami mažus signalus ir skaitydami išvesties duomenis mikrovaldikliu. Tačiau alfa spinduliuotę retai galima aptikti, nes ji negali prasiskverbti net į ploną audinį ar polimerinį ekraną. Pridedamas nuostabus „Veritasium“vaizdo įrašas, kuriame paaiškinami skirtingi radiacijos tipai (alfa, beta ir gama).

Pradinėse dizaino iteracijose buvo naudojamas kitas jutiklis (fotodiodas BPW-34; garsus jutiklis, jei „Google“naršote aplink). Yra net keletas susijusių „Instructables“, kurie naudoja jį tik radiacijos aptikimui, pavyzdžiui, ši puiki: https://www.instructables.com/id/Pocket-Photodiode-Geiger-Counter/. Tačiau, kadangi jis turėjo tam tikrų klaidų ir neveikė optimaliai, nusprendėme šio prototipo detales neįtraukti į šią instrukciją, kad kūrėjai nesukurtų trūkumų kupino detektoriaus. Tačiau pridėjome dizaino failus ir schemą, jei kas nors susidomėtų.

3 žingsnis: dizainas

Dizainas
Dizainas
Dizainas
Dizainas
Dizainas
Dizainas
Dizainas
Dizainas

(Vaizdų legendos: (1) Detektoriaus blokinė schema: nuo signalo sukūrimo iki duomenų gavimo. Kaip parodyta absorbcijos tikimybės grafike, PiN diodai lengvai sugeria gama spindulių energiją, (3) Gamintojo pastaba, patvirtinanti projektavimo koncepciją ir padėjusi pasirinkti pradines komponentų vertes.

Mes susitaikėme su didesnio ploto jutikliu, būtent X100−7 iš „First Sensor“. Bandymų ir moduliarumo tikslais mes sukūrėme tris skirtingas dalis, sudėtas viena ant kitos: jutikliai ir stiprinimas (mažo triukšmo krūvio stiprintuvas + impulsų formavimo stiprintuvas), diskriminatoriai ir lygintuvas, DC/DC reguliavimas ir DAQ („Arduino“duomenims rinkti). Kiekvienas etapas buvo surinktas, patvirtintas ir išbandytas atskirai, kaip matysite kitame žingsnyje.

Pagrindinis puslaidininkių detektorių pranašumas yra maža jonizacijos energija (E), nepriklausanti nuo energijos ir krintančios spinduliuotės tipo. Šis supaprastinimas leidžia atsižvelgti į daugybę elektronų skylių porų, atsižvelgiant į krintančią spinduliuotės energiją, jei dalelė yra visiškai sustabdyta aktyviame detektoriaus tūryje. Siliciui esant 23 ° C temperatūrai (*) turime E ~ 3,6eV. Darant prielaidą, kad visa energija yra nusodinta ir naudojant jonizacijos energiją, galime apskaičiuoti tam tikro šaltinio pagamintų elektronų skaičių. Pavyzdžiui, 60 kV gama spinduliuotė iš „Americium − 241“šaltinio sukeltų 0,045 fC/keV krūvį. Kaip parodyta diodo specifikacijose, esant apytiksliai ~ 15 V įtampos įtampai, išeikvojimo sritis gali būti apytikslė kaip pastovi. Tai nustato mūsų šališkosios įtampos tikslinį diapazoną iki 12–15 V. (*: E didėja mažėjant temperatūrai.)

Įvairių detektoriaus modulių funkcionalumas, jų sudedamosios dalys ir susiję skaičiavimai. Vertinant detektorių, jautrumas (*1) buvo labai svarbus. Reikalingas itin jautrus krūvio išankstinis stiprintuvas, nes atsitiktinis gama spindulys puslaidininkių išeikvojimo srityje gali generuoti tik kelis tūkstančius elektronų. Kadangi mes sustipriname mažą srovės impulsą, ypatingas dėmesys turi būti skiriamas komponentų parinkimui, kruopščiam ekranavimui ir plokštės išdėstymui.

(*1: Minimali energija, kuri turi būti dedama į detektorių, kad būtų gautas aiškus signalas, ir signalo ir triukšmo santykis.)

Norėdami tinkamai pasirinkti komponentų vertes, pirmiausia apibendrinu reikalavimus, norimas specifikacijas ir apribojimus:

Jutikliai:

  • Didelis galimas aptikimo diapazonas, 1keV-1MeV
  • Maža talpa triukšmui sumažinti, 20pF-50pF
  • Nežymi nuotėkio srovė esant atvirkštiniam poslinkiui.

Stiprinimas ir diskriminacija:

  • Įkrovimui jautrūs išankstiniai stiprintuvai
  • Diferencialas impulsų formavimui
  • Viršijus nustatytą slenkstį, signalo impulsų palyginimas
  • Triukšmo išlyginimo ribinis intervalas
  • Kanalų sutapimų palyginimas
  • Bendra įvykių filtravimo riba.

Skaitmeninis ir mikrovaldiklis:

  • Greiti analoginio-skaitmeninio keitikliai
  • Išvesties duomenys apdorojimui ir vartotojo sąsaja.

Galia ir filtravimas:

  • Įtampos reguliatoriai visiems etapams
  • Aukštos įtampos šaltinis, skirtas generuoti šališkąją galią
  • Tinkamas viso energijos paskirstymo filtravimas.

Aš pasirinkau šiuos komponentus:

  • DC stiprintuvo keitiklis: LM 2733
  • Įkrovimo stiprintuvai: AD743
  • Kiti stiprintuvai: LM393 ir LM741
  • DAQ/rodinys: „Arduino Nano“.

Papildomos specifikacijos apima:

  • Veikimo dažnis:> 250 kHz (84 kanalai), 50 kHz (sutapimas)
  • Skiriamoji geba: 10 bitų ADC
  • Mėginių dažnis: 5 kHz (8 kanalai)
  • Įtampos: 5 V „Arduino“, 9 V stiprintuvai, ~ 12 V šališkumas.

Bendra aukščiau išvardytų komponentų išdėstymo tvarka ir schema pateikta schemoje. Mes atlikome skaičiavimus su komponentų vertėmis, naudojamomis bandymo etape (žr. Trečiąjį paveikslėlį). (*: Kai kurios sudedamųjų dalių vertės nėra tokios, kokios buvo suplanuotos iš pradžių, arba tokios, kokios yra šiuo metu; vis dėlto šie skaičiavimai yra orientacinis pagrindas.)

4 žingsnis: grandinės

Grandinės
Grandinės
Grandinės
Grandinės
Grandinės
Grandinės
Grandinės
Grandinės

(Paveikslų legendos: (1) Bendra vieno kanalo 1-3 pakopų schema, įskaitant diodų pagrindą ir įtampos skirstytuvus, kuriuose pateikiamos nuorodos į kiekvieną etapą, grandinės poskyriai.)

Dabar paaiškinkime vieno iš keturių kanalų aptikimo signalo „srautą“nuo jo sukūrimo iki skaitmeninio gavimo.

1 etapas

Vienintelis dominantis signalas kyla iš fotodiodų. Šie jutikliai yra atvirkščiai. Slinkimo šaltinis yra stabilus 12 V įtampos šaltinis, kuris praeina per žemo dažnio filtrą, kad pašalintų nepageidaujamą triukšmą, didesnį nei 1 Hz. Jonizuojant išeikvojimo sritį, prie diodo kaiščių sukuriamas krūvio impulsas. Šį signalą perima pirmasis mūsų stiprinimo etapas: įkrovos stiprintuvas. Įkrovimo stiprintuvą galima pagaminti su bet kokiu operaciniu stiprintuvu, tačiau mažo triukšmo specifikacija yra labai svarbi.

2 etapas

Šio etapo tikslas yra konvertuoti įkrovimo impulsą, aptiktą invertuojančiame įėjime, į nuolatinės srovės įtampą op-amp išvestyje. Neinvertuojanti įvestis filtruojama ir nustatoma į įtampos skirstytuvą žinomu ir pasirinktu lygiu. Šį pirmąjį etapą sunku suderinti, tačiau po daugybės bandymų mes nusprendėme gauti grįžtamąjį kondensatorių 2 [pF] ir grįžtamąjį rezistorių 44 [MOhm], todėl impulsas buvo 2 [pF] × 44 [MOhm] = 88 [μs]. Invertuojantis aktyvaus dažnių juostos filtro stiprintuvas, veikiantis kaip diferencialas, seka įkrovimo stiprintuvą. Šis etapas filtruoja ir konvertuoja iš ankstesnio etapo sklindantį nuolatinės srovės lygį į impulsą, kurio padidėjimas yra 100. Neapdorotas detektoriaus signalas zonduojamas šio etapo išėjime.

3 etapas

Toliau eina signalo ir triukšmo kanalai. Šie du išėjimai tiesiogiai patenka į DAQ ir antrąjį analoginį PCB. Abu jie veikia kaip lyginamieji stiprintuvai. Vienintelis skirtumas tarp šių dviejų yra tas, kad triukšmo kanalo neinversinė įvestis turi žemesnę įtampą nei signalo kanalas, o signalo kanalas taip pat filtruojamas, kad pašalintų dažnius, viršijančius laukiamą išėjimo impulsą iš antrojo stiprinimo etapo. „LM741 op-amp“veikia kaip lyginamasis kintamas slenkstis, kad būtų galima atskirti signalo kanalą, todėl detektorius gali siųsti tik pasirinktus įvykius į ADC/MCU. Kintamas rezistorius neinvertuojančiame įėjime nustato trigerio lygį. Šiame etape (sutapimo skaitiklis) signalai iš kiekvieno kanalo tiekiami į op-amp, veikiančią kaip sumavimo grandinė. Nustatyta fiksuota riba, sutampanti su dviem aktyviais kanalais. „Op-amp“išvestis yra didelė, jei du ar daugiau fotodiodų vienu metu registruoja smūgį.

Pastaba: Padarėme esminę klaidą, pastatydami pakreipimo galios nuolatinės srovės/nuolatinės srovės keitiklį šalia stiprintuvo PCB įkrovimui jautrių op-amperų. Galbūt tai pataisysime vėlesnėje versijoje.

5 žingsnis: surinkimas

Asamblėja
Asamblėja
Asamblėja
Asamblėja
Asamblėja
Asamblėja
Asamblėja
Asamblėja

Litavimas, daug litavimo… Kadangi galutiniam detektoriui pasirinktas jutiklis egzistuoja tik kaip SMT pėdsako komponentas, turėjome suprojektuoti PCB (2 sluoksnius). Todėl visos susijusios grandinės taip pat buvo perkeltos į PCB plokštes, o ne į duonos lentą. Visi analoginiai komponentai buvo dedami ant dviejų atskirų PCB, o skaitmeniniai - į kitus, kad būtų išvengta triukšmo trukdžių. Tai buvo pirmosios mūsų kada nors pagamintos PCB, todėl turėjome gauti pagalbos dėl „Eagle“išdėstymo. Svarbiausia PCB yra jutikliai ir stiprinimas. Naudodamas osciloskopą, kuris kontroliuoja išėjimus bandymo vietose, detektorius gali veikti tik su šia plokšte (DAQ aplinkkelis). Radau ir ištaisiau savo klaidas; tai apėmė neteisingus komponentų pėdsakus, dėl kurių mūsų mažo triukšmo stiprintuvai buvo prijungti prie laido, ir eksploatacijos pabaigos komponentus, kurie buvo pakeisti kitais. Be to, prie konstrukcijos buvo pridėti du filtrai, kurie slopina skambėjimo svyravimus.

6 žingsnis: gaubtas

Aptvaras
Aptvaras

3D spausdinto korpuso, švino lakšto ir putplasčio tikslas yra: montavimas, šilumos izoliacija, apsauga nuo triukšmo, blokavimas aplinkos apšvietimui ir akivaizdžiai elektronikos apsauga. Pridedami 3D spausdinimo STL failai.

7 žingsnis: „Arduino“skaitymas

„Arduino“skaitymas
„Arduino“skaitymas
„Arduino“skaitymas
„Arduino“skaitymas
„Arduino“skaitymas
„Arduino“skaitymas
„Arduino“skaitymas
„Arduino“skaitymas

Detektoriaus nuskaitymo (ADC/DAQ) dalį sudaro „Arduino Mini“(pridėtas kodas). Šis mikrovaldiklis stebi keturių detektorių išėjimus ir maitinimo šaltinį vėlesniam laikui (sekimo energijos kokybė), tada išveda visus serijinės išvesties (USB) duomenis tolesnei analizei ar įrašymui.

Buvo sukurta (pridedama) apdorojimo darbalaukio programa, skirta visiems gaunamiems duomenims nubraižyti.

8 žingsnis: bandymas

Testavimas
Testavimas
Testavimas
Testavimas
Testavimas
Testavimas

(Paveikslėlių legendos: (1) 60Co šaltinio impulsas (t ~ 760 ms) signalo ir triukšmo santykis ~ 3: 1. 3) Įpurškimas, atitinkantis 60Co šaltinio (~ 1,2 MeV) įkrovą.

Įkrovos įpurškimas buvo atliktas impulsų generatoriumi, prijungtu prie kondensatoriaus (1pF) jutiklio padėkle ir nutrauktas su žeme per 50 omų rezistorių. Šios procedūros leido man išbandyti savo grandines, patikslinti komponentų vertes ir imituoti fotodiodų atsakus, kai jie buvo veikiami aktyvaus šaltinio. Prieš du aktyvius fotodiodus nustatėme „Americium − 241“(60 KeV) ir „Iron − 55“(5,9 KeV) šaltinį, ir nė vienas kanalas nematė išskirtinio signalo. Mes patikrinome impulsų injekcijomis ir padarėme išvadą, kad impulsai iš šių šaltinių buvo žemiau stebimos ribos dėl triukšmo lygio. Tačiau vis tiek galėjome pamatyti hitus iš 60Co (1,33 MeV) šaltinio. Pagrindinis ribojantis veiksnys bandymų metu buvo didelis triukšmas. Buvo daug triukšmo šaltinių ir mažai paaiškinimų, kas juos sukuria. Mes nustatėme, kad vienas reikšmingiausių ir žalingiausių šaltinių buvo triukšmas prieš pirmąjį stiprinimo etapą. Dėl didžiulio pelno šis triukšmas padidėjo beveik šimtą kartų! Galbūt taip pat prisidėjo netinkamas galios filtravimas ir į stiprintuvo pakopų grįžtamąjį ryšį pakartotinai įpurškiamas Johnsono triukšmas (tai paaiškintų žemą signalo ir triukšmo santykį). Mes netyrėme triukšmo priklausomybės nuo šališkumo, tačiau ateityje galime tai išsamiau išnagrinėti.

9 žingsnis: didesnis vaizdas

Image
Image
„Arduino“konkursas 2017 m
„Arduino“konkursas 2017 m

Žiūrėkite „Veritasium“vaizdo įrašą apie radioaktyviausias vietas žemėje!

Jei pavyko taip toli ir sekėte veiksmus, tada sveikiname! Jūs sukūrėte aparatą realioms programoms, tokioms kaip LHC! Galbūt turėtumėte apsvarstyti karjeros pakeitimą ir pereiti į branduolinės fizikos sritį:) Kalbant labiau techniniu požiūriu, jūs sukūrėte kietojo kūno spinduliuotės detektorių, kurį sudaro fotodiodų matrica ir susijusios grandinės, skirtos lokalizuoti ir atskirti įvykius. Detektorius susideda iš kelių stiprinimo etapų, kurie mažus įkrovimo impulsus paverčia stebimomis įtampomis, tada juos išskiria ir lygina. Lyginamasis kanalas taip pat teikia informaciją apie aptinkamų įvykių erdvinį pasiskirstymą. Jūs taip pat įtraukėte „Arduino“mikrovaldiklio ir būtinos duomenų rinkimo ir analizės programinės įrangos naudojimą.

10 žingsnis: nuorodos

Be nuostabių pridėtų PDF failų, čia yra keletas susijusių informacinių šaltinių:

- F. A. Smithas, Primer in Applied Radiation Physics, World Scientific, River Edge, NJ, 2000 m.

- Pirmasis jutiklis, pirmojo jutiklio PIN PD duomenų lapas Dalies aprašymas X100-7 SMD, žiniatinklis. mouser.com/catalog/specsheets/x100-7-smd-501401-prelim.pdf

- Horowitz, Paul and Hill, Winfield, „The Art of Electronics“. Kembridžo universiteto leidykla, 1989 m.

- C. Thiel, Puslaidininkinių radiacijos detektorių įvadas, internetas. physics.montana.edu/students/thiel/docs/detector.pdf

- Lyndonas Evansas, Didysis hadronų greitintuvas: technologijų stebuklas, red. EPFL spauda, 2009 m.

Rekomenduojamas: