Fyzika - fundamentální přírodní věda

| Kategorie: Skripta  | Tento dokument chci!

V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.

Vydal: - Neznámý vydavatel Autor: Vojtěch Ullmann

Strana 538 z 673

Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.

Jak získat tento dokument?






Poznámky redaktora
Fotony záření gama budou interagovat scintilátorem buď fotoefektem pak při jediné interakci jsou fotony pohlceny odevzdají veškerou svou energii ionizujícímu elektronu, nebo Comptonovým rozptylem, kdy odevzdají jen část své energie (a pak buď uniknou nebo vyvolají další interakci).4 vlevo odstavci G. Nejpomalejším článkem detekčního řetězce sa tak postupně stává samotný scintilátor doba trvání scintilace, scintilační dosvit.RNDr. Tyto tři vlastnosti dělají scintilačního detektoru téměř ideální přístroj pro detekci a spektrometrii ionizujícího záření, především záření gama. 3.10.- M.1 vpravo dole scintilační spektrum záření gama. A intenzitě záblesku přímo úměrný počet fotoelektronů emitovaných fotokatody fotonásobiče. trubice (kde většina kvant prolétá bez interakce). Vysoká detekční citlivost umožňuje jeho použití pro detekci velmi slabého záření nízkých aktivit.2. Vyneseme-li grafu vodorovnou osu velikost amplitudy výstupních impulsů fotonásobiče a na svislou osu vždy počet impulsů touto amplitudou dostaneme křivku charakteristického tvaru na obr. Scintilační detektory tedy mají vysokou detekční účinnost (citlivost), která se často blíží 100%. detektorů. Výška impulsu výstupu fotonásobiče bude vždy úměrná energii, kterou foton gama skutečně ztratil krystalu. *) Technický pokrok elektronice (použití rychlých elektronických součástek schopných pracovat gigahertzové frekvenční oblasti) však mrtvou dobu elektroniky zkrátil více než 10-krát. Postupně limitujícím faktorem mrtvé doby stává fotonásobič (u přístrojů CT, kde požadována pouze rychlá detekce nikoli spektrometrie, jsou místo fotonásobičů používány miniaturní fotodiody, které jsou rychlejší též podstatně levnější). Doba, kterou procházejí elektrony násobí fotonásobiči, rovněž velmi krátká cca 10-8sec. Multiplikační proces elektronů dynodách rovněž přesně lineární. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření (a tedy detekuje) podstatně větší část záření gama než zředěném plynu G. http://astronuklfyzika. Takže amplituda A výstupního impulsu fotonásobiče přímo úměrná energii detekovaného záření: Eγ (přesněji řečeno amplituda úměrná energii kvanta, která byla scintilátoru absorbována). korekci na mrtvou dobu.4.2.2.3.htm (25 54) [15.2008 12:15:06] .1 vpravo nahoře jediný uzoučký pík ve spektru (další dvě linie zatím neuvažujeme). Představme zpočátku, ozařujeme scintilační detektor monoenergetickým zářením gama energii Eγ. Krátká mrtvá doba zase umožňuje bezztrátové měření relativně vyšších intenzit záření vyšších aktivit. Skutečné ("fyzikální") spektrum tohoto záření bude mít jednoduchý tvar podle obr.2. 2.4. Scintilační spektrum Zastavme podrobněji bodu spektrometrie. Mrtvá doba scintilačního detektoru tedy asi 1µs, což téměř 100-krát kratší, než G.-M. *) Pro mrtvou dobu scintilačního detektoru platí stejná závislost, jako uvedena obr.-M.4. Doba formování a zpracování elektrického impulsu (časová konstanta) zesilovači analyzátoru současné elektroniky cca 10-6sekundy; právě tato (nejpomalejší) doba celém spektrometrickém řetězci určující *).*) Scintilační detektor má tedy značně široké rozmezí detekovatelných intenzit ionizujícího záření. Spektrometrické vlastnosti Intenzita světelného záblesku scintilátoru přímo úměrná energii kvanta, která tam pohltila. Vodorovnou osu amplitudy lze ocejchovat tak, aby jednotlivé dílky odpovídaly přímo energii detekovaného záření keV (viz níže). detektoru, přičemž hodnota mrtvé doby ≅1µs. Stejné zásady platí pro měření mrtvé doby event. tohoto důvodu jsou v některých přístrojích (jako jsou kamery PET nebo rychlé multidetektorové CT) scintilační krystaly bázi NaI(Tl) či BGO nahrazovány rychlejšími scintilátory bázi kysličníků křemíku, dopovaných vzácnými zeminami, především LSO (viz níže"Scintilátory jejich vlastnosti"). Podrobněji struktura scintilačního spektra znázorněna obr. Krátká mrtvá doba Doba trvání scintilace krystalu neobyčejně krátká jen asi 10-9sec.2.cz/DetekceSpektrometrie. Amplitudovou analýzou výstupních impulsů scintilačního detektoru můžeme tedy provádět energetickou analýzu detekovaného záření jeho spektrometrii