Satura rādītājs:

Pārnēsājamais radiācijas detektors: 10 soļi (ar attēliem)
Pārnēsājamais radiācijas detektors: 10 soļi (ar attēliem)

Video: Pārnēsājamais radiācijas detektors: 10 soļi (ar attēliem)

Video: Pārnēsājamais radiācijas detektors: 10 soļi (ar attēliem)
Video: Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011 2024, Jūlijs
Anonim
Image
Image
Pārnēsājams radiācijas detektors
Pārnēsājams radiācijas detektors
Pārnēsājams radiācijas detektors
Pārnēsājams radiācijas detektors

Šī ir apmācība, lai izstrādātu, konstruētu un pārbaudītu savu pārnēsājamo silīcija fotodiodes starojuma detektoru, kas piemērots 5keV-10MeV noteikšanas diapazonam, lai precīzi noteiktu zemas enerģijas gamma starus, kas nāk no radioaktīviem avotiem! Pievērsiet uzmanību, ja nevēlaties kļūt par radioaktīvu zombiju: atrasties augsta starojuma avotu tuvumā nav droši, un šo ierīci NEDRĪKST izmantot kā uzticamu potenciāli kaitīga starojuma noteikšanas veidu.

Sāksim ar nelielu priekšstatu par detektoru, pirms mēs pāriesim pie tā konstrukcijas. Iepriekš ir brīnišķīgs Veritasium video, kurā paskaidrots, kas ir starojums un no kurienes tas nāk.

1. solis: Pirmkārt, daudz fizikas

Pirmkārt, daudz fizikas
Pirmkārt, daudz fizikas

(Attēla leģenda: jonizējošais starojums iekšējā reģionā veido elektronu caurumu pārus, kā rezultātā rodas lādiņa impulss.)

Dzirksteļkameru, Geigera un fotopavairotāju cauruļu detektori … visi šāda veida detektori ir vai nu apgrūtinoši, dārgi, vai arī izmanto augstspriegumu. Ir daži ražotājiem piemēroti Geigera cauruļu veidi, piemēram, https://www.sparkfun.com/products/retired/11345 un https://www.adafruit.com/product/483. Citas radiācijas noteikšanas metodes ir cietvielu detektori (piemēram, Germanium detektori). Tomēr to ražošana ir dārga, un tiem ir nepieciešams īpašs aprīkojums (domājiet, ka dzesēšana ar šķidro slāpekli!). Gluži pretēji, cietvielu detektori ir ļoti rentabli. Tos plaši izmanto un tiem ir būtiska loma augstas enerģijas daļiņu fizikā, medicīnas fizikā un astrofizikā.

Šeit mēs izveidojam pārnēsājamu cietvielu starojuma detektoru, kas spēj precīzi noteikt un noteikt zemas enerģijas gamma starus, kas nāk no radioaktīviem avotiem. Ierīce sastāv no liela izmēra apgrieztas virsmas silikona PiN diodes, kas izvada uz uzlādes priekšpastiprinātāju, diferenciācijas pastiprinātāju, diskriminatoru un salīdzinātāju. Visu secīgo posmu izvade tiek pārveidota par ciparu signāliem analīzei. Sāksim, aprakstot silīcija daļiņu detektoru, PiN diodes, apgrieztās novirzes un citus saistītos parametrus. Pēc tam mēs izskaidrosim dažādās veiktās izmeklēšanas un izdarītās izvēles. Noslēgumā mēs iepazīstināsim ar galīgo prototipu un testēšanu.

SolidState detektori

Daudzās radiācijas noteikšanas lietojumprogrammās cietas detektēšanas vides izmantošana ir nozīmīga priekšrocība (ko sauc arī par pusvadītāju diodes detektoriem vai cietvielu detektoriem). Silīcija diodes ir izvēles detektori daudziem lietojumiem, it īpaši, ja ir iesaistītas smagi uzlādētas daļiņas. Ja enerģijas mērīšana nav nepieciešama, silīcija diožu detektoru izcilās laika īpašības ļauj precīzi uzskaitīt un izsekot uzlādētajām daļiņām.

Augstas enerģijas elektronu vai gamma staru mērīšanai detektora izmērus var saglabāt daudz mazākus nekā alternatīvas. Pusvadītāju materiālu izmantošana kā starojuma detektori rada arī lielāku nesēju skaitu konkrētam incidenta starojuma notikumam un līdz ar to zemāku statistisko enerģijas izšķirtspējas robežu, nekā tas ir iespējams ar citiem detektoru veidiem. Tādējādi, izmantojot šādus detektorus, tiek sasniegta labākā enerģijas izšķirtspēja, kāda ir pieejama šodien.

Pamatinformācijas nesēji ir elektronu caurumu pāri, kas izveidoti pa lādētās daļiņas ceļu caur detektoru (skat. Attēlu iepriekš). Savācot šos elektronu-caurumu pārus, kas mērīti kā lādiņi pie sensora elektrodiem, tiek veidots noteikšanas signāls, un tas nonāk pastiprināšanas un diskriminācijas stadijās. Cietvielu detektoru papildu vēlamās iezīmes ir kompakts izmērs, salīdzinoši ātri laika parametri un efektīvs biezums (*). Tāpat kā jebkuram detektoram, ir arī trūkumi, tostarp ierobežojumi maziem izmēriem un relatīva iespēja, ka šīs ierīces var pasliktināties no radiācijas izraisītiem bojājumiem.

(*: Plāni sensori samazina vairākas izkliedes, bet biezāki sensori rada vairāk lādiņu, kad daļiņa šķērso pamatni.)

P -i -N diodes:

Katrs starojuma detektora veids rada raksturīgu izeju pēc mijiedarbības ar starojumu. Daļiņu mijiedarbība ar matēriju atšķiras ar trim efektiem:

  1. fotoelektriskais efekts
  2. Komptona izkliede
  3. Pāra ražošana.

Plakanā silīcija detektora pamatprincips ir PN savienojuma izmantošana, kurā daļiņas mijiedarbojas, izmantojot šīs trīs parādības. Vienkāršākais plakanais silīcija sensors sastāv no P leģēta substrāta un N-implanta vienā pusē. Elektronu caurumu pāri tiek veidoti pa daļiņu trajektoriju. PN krustojuma zonā ir bezmaksas pārvadātāju reģions, ko sauc par noplicināšanas zonu. Šajā reģionā izveidotos elektronu caurumu pārus atdala apkārtējais elektriskais lauks. Tāpēc lādiņa nesējus var izmērīt silīcija materiāla N vai P pusē. Pielietojot reversās novirzes spriegumu PN savienojuma diodei, noplicinātā zona aug un var aptvert visu sensora substrātu. Vairāk par to varat lasīt šeit: Pin Junction Wikipedia raksts.

PiN diodei ir raksturīgs i reģions starp P un N krustojumiem, pārpludināts ar lādiņu nesējiem no P un N reģioniem. Šis plašais raksturīgais reģions nozīmē arī to, ka diodei ir zema kapacitāte, ja tā ir novirzīta atpakaļgaitā. PiN diodē izsīkuma reģions gandrīz pilnībā pastāv iekšējā reģionā. Šis izsīkuma reģions ir daudz lielāks nekā ar parasto PN diodu. Tas palielina skaļumu, kurā elektronu caurumu pārus var radīt krītošs fotons. Ja pusvadītāju materiālam tiek piemērots elektriskais lauks, migrē gan elektroni, gan caurumi. PiN diode ir pretēji novirzīta tā, ka viss i-slānis ir atbrīvots no brīvajiem nesējiem. Šis reversais slīpums rada elektrisko lauku pāri i-slānim, lai elektroni tiktu pārvietoti uz P slāni un caurumiem līdz N slānim (*4).

Nesēju plūsma, reaģējot uz starojuma impulsu, veido izmērīto strāvas impulsu. Lai maksimāli palielinātu šo strāvu, i-reģionam jābūt pēc iespējas lielākam. Savienojuma īpašības ir tādas, ka tas vada ļoti mazu strāvu, ja tas ir novirzīts pretējā virzienā. Krustojuma P puse kļūst negatīva attiecībā pret N pusi, un dabiskā potenciāla atšķirība no vienas krustojuma puses uz otru tiek uzlabota. Šādos apstākļos pāri krustojumam tiek piesaistīti mazākuma pārvadātāji, un, tā kā to koncentrācija ir salīdzinoši zema, reversā strāva visā diodē ir diezgan maza. Ja krustojumam tiek piemērots reverss slīpums, praktiski viss pielietotais spriegums parādās visā izsīkuma reģionā, jo tā pretestība ir daudz augstāka nekā parastajam N vai P tipa materiālam. Patiešām, apgrieztā novirze akcentē iespējamo atšķirību krustojumā. Palielinās arī noplicināšanas reģiona biezums, paplašinot apjomu, kurā tiek savākti radiācijas radītie lādiņu nesēji. Kad elektriskais lauks ir pietiekami augsts, lādiņu savākšana kļūst pilnīga, un impulsa augstums vairs nemainās, turpinot palielināties detektora novirzes spriegumam.

(*1: elektronus atomu saistītā stāvoklī izsit fotoni, ja krītošo daļiņu enerģija ir lielāka par saistošo enerģiju. un dažas enerģijas pārnešana uz elektronu.; *3: elementārdaļiņu un tās daļiņu ražošana. virzienā kā elektriskais lauks.)

2. darbība: izpēte

Image
Image
Izpēte
Izpēte
Izpēte
Izpēte

Šī ir mūsu izveidotā, atkļūdotā un pārbaudītā "detektora" prototipa versija. Tā ir matrica, kas sastāv no vairākiem sensoriem, lai tai būtu "CCD" starojuma sensors. Kā minēts iepriekš, visi silīcija pusvadītāji ir jutīgi pret starojumu. Atkarībā no tā precizitātes un izmantotajiem sensoriem var iegūt aptuvenu priekšstatu par trāpījumu izraisījušās daļiņas enerģijas līmeni.

Mēs esam izmantojuši neaizsargātas diodes, kas jau paredzētas uztveršanai, kuras, mainot to pretēji (un pasargājot to no redzamās gaismas), var reģistrēt trāpījumus no beta un gamma starojuma, pastiprinot sīkos signālus un nolasot izejas datus ar mikrokontrolleri. Tomēr alfa starojumu var reti noteikt, jo tas nevar iekļūt pat plānā auduma vai polimēra aizsargā. Pievienots brīnišķīgs Veritasium video, kurā izskaidroti dažādi starojuma veidi (alfa, beta un gamma).

Sākotnējās dizaina iterācijās tika izmantots cits sensors (fotodiods BPW-34; slavens sensors, ja meklējat Google). Ir pat daži saistīti Instructables, kas to izmanto, lai noteiktu starojumu, piemēram, šo lielisko: https://www.instructables.com/id/Pocket-Photodiode-Geiger-Counter/. Tomēr, tā kā tajā bija dažas kļūdas un tā nedarbojās optimāli, mēs nolēmām šajā instrukcijā izlaist šī prototipa detaļas, lai izvairītos no tā, ka Makers izveido detektoru, kas ir pilns ar trūkumiem. Mēs tomēr pievienojām dizaina failus un shēmu, ja kādu interesē.

3. solis: dizains

Dizains
Dizains
Dizains
Dizains
Dizains
Dizains
Dizains
Dizains

(Attēlu leģendas: (1) Detektora blokshēma: no signāla izveidošanas līdz datu iegūšanai., (2) Fotodiodes X100-7 specifikācijas: 100 mm^2 aktīvā zona, 0,9 mm noplicināta zona, gaismas bloķējošs pārklājums, zema tumša strāva… Kā parādīts absorbcijas varbūtības diagrammā, PiN diodes viegli absorbē gamma staru enerģiju, (3) Ražotāja piezīme par pielietojumu, kas apstiprināja konstrukcijas koncepciju un palīdzēja izvēlēties komponenta sākotnējās vērtības.

Mēs samierinājāmies ar lielāku platības sensoru, proti, X100−7 no First Sensor. Pārbaudes un modulācijas nolūkos mēs izveidojām trīs dažādas daļas, kas sakrautas viena otrai: sensori un pastiprinājums (zema trokšņa uzlādes pastiprinātājs + impulsa formēšanas pastiprinātājs), diskriminatori un salīdzinātājs, līdzstrāvas/līdzstrāvas regulēšana un DAQ (Arduino datu iegūšanai). Katrs posms tika salikts, apstiprināts un pārbaudīts atsevišķi, kā redzēsit nākamajā darbībā.

Pusvadītāju detektoru galvenā priekšrocība ir nelielā jonizācijas enerģija (E), kas nav atkarīga gan no enerģijas, gan no krītošā starojuma veida. Šī vienkāršošana ļauj ņemt vērā vairākus elektronu caurumu pārus attiecībā uz krītošo starojuma enerģiju, ja daļiņa ir pilnībā apturēta detektora aktīvajā tilpumā. Silīcijam 23 ° C temperatūrā (*) mums ir E ~ 3,6eV. Pieņemot, ka visa enerģija ir nogulsnēta un izmantojot jonizācijas enerģiju, mēs varam aprēķināt dotā avota radīto elektronu skaitu. Piemēram, 60keVgamma starojums no Americium-241 avota radītu depozītu 0,045 fC/keV. Kā parādīts diodes specifikācijās, virs aptuveni 15 V nosprieguma sprieguma izsīkuma apgabalu var tuvināt kā nemainīgu. Tas nosaka mūsu slīpuma sprieguma mērķa diapazonu līdz 12–15 V. (*: E palielinās, pazeminoties temperatūrai.)

Detektora dažādu moduļu funkcionalitāte, to sastāvdaļas un saistītie aprēķini. Novērtējot detektoru, jutībai (*1) bija izšķiroša nozīme. Nepieciešams ārkārtīgi jutīgs lādiņa priekšpastiprinātājs, jo krītošs gamma stars var radīt tikai dažus tūkstošus elektronu pusvadītāju noplicināšanas reģionā. Tā kā mēs pastiprinām nelielu strāvas impulsu, īpaša uzmanība jāpievērš komponentu izvēlei, rūpīgam ekranējumam un shēmas plates izkārtojumam.

(*1: minimālā enerģija, kas jāiekļauj detektorā, lai radītu atšķirīgu signālu, un signāla un trokšņa attiecība.)

Lai pareizi izvēlētos komponentu vērtības, es vispirms apkopoju prasības, vēlamās specifikācijas un ierobežojumus:

Sensori:

  • Liels iespējamais noteikšanas diapazons, 1keV-1MeV
  • Zema kapacitāte, lai samazinātu troksni, 20pF-50pF
  • Nenozīmīga noplūdes strāva reversā slīpumā.

Pastiprināšana un diskriminācija:

  • Uzlādei jutīgi priekšpastiprinātāji
  • Diferenciālis pulsa veidošanai
  • Signāla impulsa salīdzinātājs, kad tas pārsniedz noteikto slieksni
  • Salīdzinātājs trokšņa izvadīšanai robežvērtību robežās
  • Kanālu sakritību salīdzinātājs
  • Vispārējs notikumu filtrēšanas slieksnis.

Digitālais un mikrokontrolleris:

  • Ātri analog-ciparu pārveidotāji
  • Izejas dati apstrādei un lietotāja interfeiss.

Jauda un filtrēšana:

  • Sprieguma regulatori visiem posmiem
  • Augstsprieguma padeve, lai radītu neobjektīvu jaudu
  • Pareiza visa jaudas sadales filtrēšana.

Es izvēlējos šādus komponentus:

  • Līdzstrāvas pastiprinātāja pārveidotājs: LM 2733
  • Uzlādes pastiprinātāji: AD743
  • Citi op-pastiprinātāji: LM393 un LM741
  • DAQ/nolasījums: Arduino Nano.

Papildu noteiktās specifikācijas ietver:

  • Darbības ātrums:> 250 kHz (84 kanāli), 50 kHz (sakritība)
  • Izšķirtspēja: 10 bitu ADC
  • Izlases frekvence: 5 kHz (8 kanāli)
  • Spriegumi: 5V Arduino, 9V op-amp, ~ 12V Biasing.

Iepriekš minēto komponentu kopējais izvietojums un secība ir parādīta blokshēmas attēlā. Mēs veicām aprēķinus, izmantojot testēšanas fāzē izmantotās komponentu vērtības (skat. Trešo attēlu). (*: Dažas komponentu vērtības nav tādas, kā sākotnēji plānotas, vai tās, kas pašlaik ir spēkā; tomēr šie aprēķini ir orientējošs ietvars.)

4. solis: shēmas

Ķēdes
Ķēdes
Ķēdes
Ķēdes
Ķēdes
Ķēdes
Ķēdes
Ķēdes

(Attēlu leģendas: (1) Viena kanāla 1.-3. Posma vispārējā shēma, ieskaitot diodes bāzes un sprieguma dalītājus, kas sniedz atsauces uz katru posmu, shēmas apakšsadaļas.)

Tagad izskaidrosim viena no četriem kanāliem noteikšanas signāla "plūsmu" no tā izveidošanas līdz digitālajai iegūšanai.

1. posms

Vienīgais interesējošais signāls nāk no fotodiodēm. Šie sensori ir pretēji novirzīti. Sprieguma avots ir stabils 12 V spriegums, kas tiek izvadīts caur zemas caurlaides filtru, lai novērstu nevēlamu troksni, kas lielāks par 1 Hz. Pēc iztukšošanas reģiona jonizācijas pie diodes tapām tiek izveidots lādēšanas impulss. Šo signālu uztver mūsu pirmais pastiprināšanas posms: uzlādes pastiprinātājs. Uzlādes pastiprinātāju var izgatavot ar jebkuru darbības pastiprinātāju, taču zema trokšņa līmeņa specifikācija ir ļoti svarīga.

2. posms

Šī posma mērķis ir pārveidot apgrieztā ieejā noteikto lādēšanas impulsu līdzstrāvas spriegumā op-amp izejā. Neinvertējošā ieeja tiek filtrēta un iestatīta uz sprieguma dalītāju zināmā un izvēlētā līmenī. Šo pirmo posmu ir grūti noregulēt, taču pēc daudziem testiem mēs samierinājāmies ar atgriezenisko kondensatoru 2 [pF] un atgriezenisko pretestību 44 [MOhm], kā rezultātā pulss bija 2 [pF] × 44 [MOhm] = 88 [μs]. Invertējošs aktīvās joslas caurlaidības filtra pastiprinātājs, kas darbojas kā diferenciālis, seko uzlādes pastiprinātājam. Šis posms filtrē un pārvērš pārveidoto līdzstrāvas līmeni, kas nāk no iepriekšējā posma, impulsā ar pastiprinājumu 100. Neapstrādāts detektora signāls tiek mērīts šīs pakāpes izejā.

3. posms

Tālāk rindā ir signāla un trokšņa kanāli. Šīs divas izejas nonāk tieši DAQ, kā arī otrajā analogā PCB. Abi darbojas kā op-amp pastiprinātāji. Vienīgā atšķirība starp abiem ir tas, ka trokšņa kanālam ir zemāks spriegums pie tā neinvertējošās ieejas nekā signāla kanālam, un signāla kanāls tiek arī filtrēts, lai no otrā pastiprināšanas posma noņemtu frekvences virs paredzamā izejas impulsa. LM741 op-amp darbojas kā salīdzinātājs pret mainīgu slieksni, lai diskriminētu signāla kanālu, ļaujot detektoram nosūtīt tikai atsevišķus notikumus uz ADC/MCU. Mainīgs rezistors neinvertējošā ieejā nosaka sprūda līmeni. Šajā posmā (sakritības skaitītājs) signāli no katra kanāla tiek padoti op-amp, kas darbojas kā summēšanas ķēde. Ir noteikts fiksēts slieksnis, kas sakrīt ar diviem aktīviem kanāliem. Op-amp izvade ir augsta, ja divas vai vairākas fotodiodes vienlaikus reģistrē trāpījumu.

Piezīme. Mēs pieļāvām būtisku kļūdu, novietojot sprieguma jaudas līdzstrāvas pastiprinātāja pārveidotāju pie uzlādes jutīgajiem pastiprinātājiem PCB. Varbūt mēs to labosim jaunākā versijā.

5. solis: montāža

Asambleja
Asambleja
Asambleja
Asambleja
Asambleja
Asambleja
Asambleja
Asambleja

Lodēšana, daudz lodēšanas … Tā kā pēdējam detektoram izvēlētais sensors pastāv tikai kā SMT pēdas nospieduma sastāvdaļa, mums bija jāizstrādā PCB (2 slāņi). Tāpēc arī visas saistītās shēmas tika migrētas uz PCB plāksnēm, nevis uz maizes dēļa. Visas analogās sastāvdaļas tika novietotas uz divām atsevišķām PCB, bet digitālās - uz citām, lai izvairītos no trokšņa traucējumiem. Šīs bija pirmās PCB, ko mēs jebkad izgatavojām, tāpēc mums bija jāsaņem palīdzība Eagle izkārtojumā. Vissvarīgākā PCB ir sensoru un pastiprinājuma PCB. Ar osciloskopu, kas uzrauga izejas testa punktos, detektors var darboties tikai ar šo plati (DAQ apvedceļš). Es atradu un laboju savas kļūdas; tie ietvēra nepareizas detaļu pēdas, kā rezultātā mūsu zema trokšņa līmeņa pastiprinātāji tika pieslēgti vadam, un kalpošanas laika beigas, kas tika aizstātas ar alternatīvām. Turklāt dizainam tika pievienoti divi filtri, lai novērstu zvana svārstības.

6. darbība: korpuss

Iežogojums
Iežogojums

3D drukātā korpusa, svina loksnes un putu mērķis ir: montāžai, siltumizolācijai, trokšņa aizsarga nodrošināšanai, apkārtējās gaismas bloķēšanai un acīmredzami elektronikas aizsardzībai. Pievienoti 3D drukāšanas STL faili.

7. darbība: Arduino nolasīšana

Arduino nolasīšana
Arduino nolasīšana
Arduino nolasīšana
Arduino nolasīšana
Arduino nolasīšana
Arduino nolasīšana
Arduino nolasīšana
Arduino nolasīšana

Detektora nolasīšanas (ADC/DAQ) daļa sastāv no Arduino Mini (pievienots kods). Šis mikrokontrolleris uzrauga četru detektoru izejas un piegādā barošanas avotu vēlākam (izsekošanas jaudas kvalitāte), pēc tam izvada visus datus par seriālo izeju (USB) turpmākai analīzei vai ierakstīšanai.

Tika izstrādāta (pievienota) apstrādes darbvirsmas lietojumprogramma, lai attēlotu visus ienākošos datus.

8. darbība: pārbaude

Testēšana
Testēšana
Testēšana
Testēšana
Testēšana
Testēšana

(Attēlu leģendas: (1) Rezultātā 60Co avota impulss (t ~ 760ms) signāla un trokšņa attiecība ~ 3: 1., (2) Injekcija, kas līdzvērtīga lādiņam, ko noguldījis ~ 2 MeV enerģijas avots, (3) Injekcija, kas līdzvērtīga lādiņam, ko noguldījis 60Co avots (~ 1,2 MeV)).

Uzlādes iesmidzināšana tika veikta ar impulsu ģeneratoru, kas savienots ar kondensatoru (1pF) pie sensora spilvena un tika noslēgts uz zemes, izmantojot 50 omu rezistoru. Šīs procedūras ļāva man pārbaudīt savas shēmas, precīzi noregulēt komponentu vērtības un simulēt fotodiodes reakcijas, kad tās tika pakļautas aktīvam avotam. Mēs uzstādījām gan Americium-241 (60 KeV), gan dzelzs-55 (5,9 KeV) avotu divu aktīvo fotodiodu priekšā, un neviens no kanāliem neredzēja atšķirīgu signālu. Mēs pārbaudījām, izmantojot impulsu injekcijas, un secinājām, ka šo avotu impulsi trokšņa līmeņa dēļ bija zem novērojamā sliekšņa. Tomēr mēs joprojām varējām redzēt hitus no 60Co (1,33 MeV) avota. Galvenais ierobežojošais faktors testu laikā bija ievērojamais troksnis. Bija daudz trokšņa avotu un maz skaidrojumu par to, kas tos rada. Mēs noskaidrojām, ka viens no nozīmīgākajiem un kaitīgākajiem avotiem bija trokšņa klātbūtne pirms pirmā pastiprināšanas posma. Milzīgā ieguvuma dēļ šis troksnis tika pastiprināts gandrīz simtkārtīgi! Varbūt veicināja arī nepareiza jaudas filtrēšana un Džonsona troksnis, kas atkārtoti ievadīts pastiprinātāja posmu atgriezeniskās saites cilpās (tas izskaidro zemo signāla un trokšņa attiecību). Mēs neizpētījām trokšņa atkarību no aizspriedumiem, bet nākotnē varētu to izpētīt sīkāk.

9. solis. Lielāks attēls

Image
Image
Arduino konkurss 2017
Arduino konkurss 2017

Noskatieties Veritasium video par radioaktīvākajām vietām uz zemes!

Ja jūs tikāt līdz šim un sekojāt soļiem, tad apsveicam! Jūs esat izveidojis aparātu reālām lietojumprogrammām, piemēram, LHC! Varbūt jums vajadzētu padomāt par karjeras maiņu un iedziļināties kodolfizikas jomā:) Tehniskā ziņā jūs esat izveidojis cietvielu starojuma detektoru, kas sastāv no fotodiodes matricas un ar to saistītās shēmas, lai lokalizētu un diskriminētu notikumus. Detektors sastāv no vairākiem pastiprināšanas posmiem, kas pārveido mazus lādēšanas impulsus novērojamā spriegumā, pēc tam tos diskriminē un salīdzina. Salīdzinātājs starp kanāliem arī sniedz informāciju par atklāto notikumu telpisko sadalījumu. Jūs arī iekļāvāt Arduino mikrokontrollera un būtiskas programmatūras izmantošanu datu vākšanai un analīzei.

10. darbība: atsauces

Papildus pievienotajiem brīnišķīgajiem PDF failiem šeit ir daži saistīti informatīvie resursi:

- F. A. Smits, Primer lietišķās radiācijas fizikā, World Scientific, River Edge, NJ, 2000.

- Pirmais sensors, pirmā sensora PIN PD datu lapa Daļas apraksts X100-7 SMD, Web. mouser.com/catalog/specsheets/x100-7-smd-501401-prelim.pdf

- Horovics, Pols un Hils, Vinfīlds, Elektronikas māksla. Kembridžas universitātes prese, 1989.

- C. Thiel, Ievads pusvadītāju starojuma detektoros, tīmeklis. fizika.montana.edu/students/thiel/docs/detector.pdf

- Lyndon Evans, Lielais hadronu paātrinātājs: tehnoloģiju brīnums, red. EPFL Prese, 2009.

Ieteicams: