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.
cz/DetekceSpektrometrie.
Pro detekci měkkého záření gama vysokým rozlišením jsou určeny detektory vysoce
čistého germania (zkratka HPGe High Purity Ge) detektory Si(Li), často bývá použito
beryliového vstupního okénka nízkou absorbcí měkkého záření X.RNDr.
Oproti scintilačním detektorům však mají nižší detekční účinnost pro záření gama též delší
mrtvou dobu (mrtvá doba dána kapacitou systému detektor předzesilovač hodnotou
pracovního odporu).
Pro detekci korpuskulárního záření (alfa, beta, protony viz níže), které látkách krátký dolet,
se používají polovodičové detektory povrchovou bariérou.5 vpravo. Jinak všechny principy zásady spektrometrie záření gama, včetně energetické
a účinnostní kalibrace, které byly rozebírány scintilačního detektoru, platí detektoru polovodičového. jejich energií. Pro detekci X-záření někdy
používají detektory bázi CdZnTe (CZT), které mají vysokou detekční účinnost pro fotony energie desítek keV.
Jelikož sběr náboje vytvořeného polovodiči ionizací poměrně dokonalý celého citlivého
objemu, mají germaniové detektory záření velmi dobrou energetickou rozlišovací
schopnost (zpravidla lepší než keV), asi 30-krát lepší než detektory scintilační viz srovnání spekter
na obr.htm (35 54) [15.2008 12:15:07]
. takovou
detekční diodu p-n přechodem přes pracovní odpor připojuje napětí cca 100-200V, impulsy
vzniklé detekcí částic pracovního odporu odebírají zesílení dalšímu zpracování.
Multidetektorové polovodičové systémy
Výhodné elektro-mechanické vlastnosti polovodičových detektorů umožňují jejich miniaturizaci
a integraci jednotlivých polovodičových elementů multidetektorových systémů. Jsou vytvořeny tak, přední
stranu vyleštěné křemíkové destičky polovodiče typu "n" nanesena velmi tenká kovová vrstvička
např.
*) Detektory Ge(Li) konstruují buď koaxiálním uspořádání n-i-p vrstev (pro detekci vyšších
energií gama), nebo planárním tvaru tenkým vstupním okénkem (pro detekci měkkého gama X).. Mají též vysoký poměr fotopíku spojitému Comptonovskému pozadí. destičce mohou být integrovány elektronické obvody pro
vyhodnocování předzesilovače, diskriminátory, multiplexory, čitače, analogově-digitální konvertory
(ADC umožňují vyhodnocovat energii částic absorbovanou jednotlivých pixelech). detektorů pro
nízké energie bývá často chlazen předzesilovač, jehož vstupní prvek (tranzisztor řízený polem) je
umístěn kryostatu společně detektorem, aby byl nejmenší míru omezen šum předzesilovače.
Polovodičové detektory jsou zhotoveny většinou monokrystalů germania, buď se
stopovým množstvím lithia, tzv.10.
*) Vyjímečně používají jiné polovodičové materiály, jako Ga(As), Cd(Te).j. Takové zobrazovací detektory používají m.
Tyto multidetektorové systémy mohou poskytovat informaci jak energii registrovaného záření, tak
o místě dopadu jednotlivých ionizujících kvant, dráhách prolétajících částic mají tedy
zobrazovací vlastnosti.2.. Polovodičové detektory používají všude tam, kde potřebujeme co
nejlepší energetickou rozlišovací schopnost, např. v
http://astronuklfyzika. jaderné fyzice, neutronové aktivační analýze,
rentgen-fluorescenční analýze, zjišťování radionuklidů ekologii měření radionuklidové
čistoty preparátů. Elektrody
jsou rozmístěny husté pravidelné mřížce, vytvářející buňky pixely rozměrech několika
mikrometrů desetin mm.
Zpracováním impulsů takového detektoru dostaneme planární obraz distribuce poloh
přilétajících částic příp. zlata (tloušťky jen několika atomů menší než 1mikrometr), která slouží zároveň jako elektroda
i vstupní okénko detektoru; zadní stěna ponikluje slouží jako druhá elektroda. drift detektory Ge(Li), superčistého germania, nebo křemíku. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
paměti "mnohokanálového analyzátoru", realizovaného nyní počítači, jehož paměti střádá
výsledné spektrum.). Nejčasteji používané polovodičové multidetektorové systémy jsou dvojího druhu:
♦ Pixelové polovodičové detektory (SPD Semiconductor Pixel Detector)
Na tenké polovodičové destičce (nejčastěji křemíkové, typu jsou naneseny elektrody (P), které ve
formě výstupního elektrického signálu odvádějí náboj vytvořený průletem ionizující částice..
Pro svou správnou funkci polovodičové spektrometrické detektory většinou potřebují být chlazeny
na teplotu kapalného dusíku (detektory Ge(Li) dokonce trvale během skladování; přerušení chlazení vede k
difuzi driftu zničení detektoru! Výhodou detektorů velmi čistého germania možnost tepelného cyklování při
měření ochladí teplotu kapalného dusíku, ale skladovány mohou být při pokojové teplotě
