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