Transcript Detektory
M. Górski, zakład PVI Detektory promieniowania jonizującego (detectare – po łacinie wykrywać np. detektyw – ten, który wykrywa) 1) Co wykrywamy 2) Jak to robimy 1) Co rejestrujemy? cząstki alfa (jądra helu) elektrony (promieniowanie beta) fotony (promieniowanie gamma) protony, neutrony, miony,........ itd Obiekty bardzo małe – np. cząstka alfa jest tyle razy mniejsza od ziarnka piasku, ile razy ziarnko jest mniejsze od Ziemi Co chcemy wiedzieć? Ile było cząstek (bezpieczeństwo) Jakie to były cząstki Jakie miały energie W jakim kierunku leciały Po co to robimy? Tomografia PET – badania medyczne Sprawdzamy, czy w pobliżu instalacji jądrowych nie ma niebezpiecznego promieniowania Badania z fizyki jądrowej i cząstek 2) Jak to robimy? Typy detektorów Gazowe (np. licznik Geigera) Pierwszy krok: zjonizować materię Drugi krok: przyspieszyć elektrony przez przyłożenie wysokiego napięcia: Trzeci krok: wzmocnić sygnał (elektronika) Zarejestrować: zapalić lampkę/zapisać informację w komputerze/ zameldować dyrektorowi....... Rodzaje detektorów gazowych: najstarszy – licznik Geigera – używany głównie do pomiaru dawki promieniowan Jakie mamy detektory gazowe: Najstarsze – liczniki Geigera Komora RPC dwie płyty z bakelitu o dużej oporności odległe o ok. 2 milimetry, rozmiary ok. 1 m napięcie – ok 10 000 volt używana w dużych zestawach w fizyce c (Np. w eksperymencie CMS na akcelera LHC w CERN-ie Warszawa uczestniczyła w testach prototypów oraz w opracowaniu i budo elektroniki używającej RPC w systemie wyzwalania) Komora wielodrutowa (nagroda Nobla, Jacques Charpak, 1992 Zastosowania – pomiar torów cząstek Komora TPC – duży detektor dający obraz typu zdjęcie Komora projekcji czasowej e Detektory scyntylacyjne W niektórych materiałach przejście cząst powoduje powstanie światła Specjalność grupy prof. Moszyńskiego, Akceleratory i detektory Jak działa licznik scyntylacyjny promieni 1) Foton wpada do krzyształu np. jodku s (bliski krewny soli kuchennej) 2) Wybija elektron o energii równej fotono 3) elektron jonizując kryształ wytwarza ś 4) światło jest rejestrowane w urzadzeniu zwanym fotopowielaczem - światło wybija elektrony (efekt fotoelektryczny) - elektrony są przyspieszane i same w następne – lawina 5) sygnał jest wzmacniany i rejestrowany Detektory półprzewodnikowe Jonizacja powoduje powstanie elektronów w materiale, które zmieniają przewodnictw Zastosowania: duże detektory (np. CMS – 70 milionów kanałów) Medycyna Detektory śladowe (historia) - komora pęcherzykowa (Glaser, Nobel 1 (Nie jestem pewnien, czy to nie jest zdjęcie które sam znalazlem w 1975 roku...) Jak działa komora pęcherzykowa? 1) budujemy duży zbiornik (1-3 metry) 2) Wypełniamy go (np) ciekłym wodorem 3) Temperatura zbliżona do temperatury wrzenia 4) Na chwilę przed przejściem wiązki gwałtownie obniżamy ciśnienie 5) Wtedy ciecz zaczyna się gotować, powstają bąbelki na torach cząstek (podobnie jak gdy otworzymy butelkę wo sodowej) 6) Robimy zdjęcie Emulsje jądrowe Pierwsza obserwacja jądra zawierająceg hiperon lambda – Danysz i Pniewski, 195