Sisällysluettelo:

Kannettava säteilyilmaisin: 10 vaihetta (kuvilla)
Kannettava säteilyilmaisin: 10 vaihetta (kuvilla)

Video: Kannettava säteilyilmaisin: 10 vaihetta (kuvilla)

Video: Kannettava säteilyilmaisin: 10 vaihetta (kuvilla)
Video: Сколько стоят смартфоны в России в 2024 году | В поисках iPhone 2024, Heinäkuu
Anonim
Image
Image
Kannettava säteilyilmaisin
Kannettava säteilyilmaisin
Kannettava säteilyilmaisin
Kannettava säteilyilmaisin

Tämä on opetusohjelma oman kannettavan silikonivalodiodisäteilyn tunnistimen suunnitteluun, rakentamiseen ja testaamiseen, joka soveltuu 5keV-10MeV-tunnistusalueelle radioaktiivisista lähteistä tulevien matalaenergisten gammasäteiden tarkkaan määrittämiseen! Kiinnitä huomiota, jos et halua tulla radioaktiiviseksi zombiksi: korkean säteilyn lähteiden lähellä oleminen ei ole turvallista, eikä tätä laitetta saa käyttää luotettavana tapana havaita mahdollisesti haitallista säteilyä.

Aloitetaan pienellä taustatutkimuksella ilmaisimella ennen kuin aloitamme sen rakentamisen. Yllä on ihana video Veritasiumilta, joka selittää mitä säteily on ja mistä se tulee.

Vaihe 1: Ensinnäkin paljon fysiikkaa

Ensinnäkin paljon fysiikkaa
Ensinnäkin paljon fysiikkaa

(Kuvion selitys: Ionisoiva säteily muodostaa elektronireikäparit sisäiselle alueelle, mistä seuraa varauspulssi.)

Kipinäkammiot, Geigerin ja valokertoimien putkianturit … kaikki tämäntyyppiset ilmaisimet ovat joko hankalia, kalliita tai käyttävät suurjännitteitä. On olemassa muutamia valmistajaystävällisiä Geiger-putkityyppejä, kuten https://www.sparkfun.com/products/retired/11345 & https://www.adafruit.com/product/483. Muita menetelmiä säteilyn havaitsemiseksi ovat kiinteän tilan ilmaisimet (esim. Germanium-ilmaisimet). Nämä ovat kuitenkin kalliita valmistaa ja vaativat erikoislaitteita (ajattele nestemäisen typen jäähdytystä!). Päinvastoin, kiinteän tilan ilmaisimet ovat erittäin kustannustehokkaita. Niitä käytetään laajalti ja niillä on tärkeä rooli suurienergisten hiukkasten fysiikassa, lääketieteellisessä fysiikassa ja astrofysiikassa.

Täällä rakennamme kannettavan puolijohdesäteilyn ilmaisimen, joka kykenee tarkasti kvantifioimaan ja havaitsemaan radioaktiivisista lähteistä tulevat matalaenergiset gammasäteet. Laite koostuu joukosta käänteisesti esijännitettyjä suuria pinta-alaisia Pi-Pi-diodeja, jotka lähettävät varauksen esivahvistimeen, erotusvahvistimeen, erottimeen ja vertailijaan. Kaikkien peräkkäisten vaiheiden lähtö muunnetaan digitaalisiksi signaaleiksi analysointia varten. Aloitamme kuvaamalla piihiukkasilmaisimien, PiN -diodien, käänteisen esijännityksen ja muiden siihen liittyvien parametrien periaatteet. Selitämme sitten eri tutkimukset ja tehdyt valinnat. Lopuksi esittelemme lopullisen prototyypin ja testauksen.

SolidState -ilmaisimet

Monissa säteilyn havaitsemissovelluksissa kiinteän ilmaisualustan käyttö on merkittävä etu (vaihtoehtoisesti kutsutaan puolijohdediodi-ilmaisimiksi tai puolijohdetunnistimiksi). Piidiodit ovat valinnaisia ilmaisimia moniin sovelluksiin, erityisesti kun kyseessä ovat raskaat varautuneet hiukkaset. Jos energian mittausta ei tarvita, piidiodidetektorien erinomaiset ajoitusominaisuudet mahdollistavat varautuneiden hiukkasten tarkan laskemisen ja seurannan.

Suurienergisten elektronien tai gammasäteiden mittaamiseen ilmaisimen mitat voidaan pitää paljon pienempinä kuin vaihtoehdot. Puolijohdemateriaalien käyttö säteilyilmaisimina johtaa myös suurempaan kantoaallon määrään tietylle sattuvalle säteilytapahtumalle ja siten pienemmälle tilastolliselle rajalle energian resoluutiossa kuin on mahdollista muilla ilmaisintyypeillä. Näin ollen paras saavutettavissa oleva energian resoluutio saavutetaan tällaisten ilmaisimien avulla.

Perustiedon kantajat ovat elektronireikäparit, jotka on luotu varautuneen hiukkasen ilmaisimen läpi kulkevaa reittiä pitkin (katso yllä oleva kuva). Keräämällä nämä elektronireikäparit, mitattuna varauksina anturin elektrodeilla, muodostuu havaitsemissignaali ja se etenee vahvistus- ja erotusvaiheisiin. Puolijohdetunnistimien toivottavia lisäominaisuuksia ovat kompakti koko, suhteellisen nopeat ajoitusominaisuudet ja tehokas paksuus (*). Kuten kaikilla ilmaisimilla, on haittoja, mukaan lukien rajoitukset pieniin kokoihin ja suhteellinen mahdollisuus näihin laitteisiin heikentää suorituskykyä säteilyn aiheuttamista vaurioista.

(*: Ohuet anturit minimoivat useita sirontoja, kun taas paksummat anturit tuottavat enemmän varauksia, kun hiukkanen kulkee alustan yli.)

P − i − N diodit:

Jokainen säteilyilmaisintyyppi tuottaa ominaisen lähdön vuorovaikutuksen jälkeen säteilyn kanssa. Hiukkasten vuorovaikutukset aineen kanssa erottuvat kolmesta vaikutuksesta:

  1. valosähköinen vaikutus
  2. Comptonin sironta
  3. Parituotanto.

Tasomaisen pii -ilmaisimen perusperiaate on PN -liitoksen käyttö, jossa hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa näiden kolmen ilmiön kautta. Yksinkertaisin tasomainen pii-anturi koostuu P-seostetusta alustasta ja N-implantista toisella puolella. Elektronireikäparit luodaan hiukkasrataa pitkin. PN -risteyksen alueella on maksuttomien kantoaaltojen alue, jota kutsutaan ehtymisvyöhykkeeksi. Tällä alueella syntyvät elektronireikäparit erotetaan ympäröivästä sähkökentästä. Siksi varauskantajat voidaan mitata joko piimateriaalin N- tai P -puolelta. Kun PN-liitosdiodiin kohdistetaan käänteisjännite, tyhjentynyt alue kasvaa ja voi peittää koko anturisubstraatin. Voit lukea lisää tästä täältä: Pin Junction Wikipedian artikkeli.

PiN-diodilla on luontainen i-alue P- ja N-risteysten välissä, ja se on täynnä P- ja N-alueiden varauskantajia. Tämä laaja luontainen alue tarkoittaa myös sitä, että diodilla on alhainen kapasitanssi käänteisesti esijännitettäessä. PiN -diodissa tyhjennysalue on lähes kokonaan sisäisellä alueella. Tämä tyhjennysalue on paljon suurempi kuin tavallisella PN -diodilla. Tämä lisää äänenvoimakkuutta, jossa elektroni-reikäparit voivat syntyä tulevalla fotonilla. Jos puolijohdemateriaaliin kohdistetaan sähkökenttä, sekä elektronit että reiät siirtyvät. PiN-diodi on käänteisesti esijännitetty niin, että koko i-kerros on tyhjä. Tämä käänteinen esijännitys luo sähkökentän i-kerroksen poikki niin, että elektronit pyyhkäistään P-kerrokseen ja reiät N-kerrokseen (*4).

Kantoaallon virtaus vasteena säteilypulssiin muodostaa mitatun virtapulssin. Tämän virran maksimoimiseksi i-alueen on oltava mahdollisimman suuri. Risteyksen ominaisuudet ovat sellaiset, että se johtaa hyvin vähän virtaa, kun se on esijännitetty vastakkaiseen suuntaan. Risteyksen P-puoli muuttuu negatiiviseksi N-puoleen nähden ja luonnollinen potentiaaliero risteyksen toiselta puolelta toiselle paranee. Näissä olosuhteissa juuri vähemmistökantaja vetää puoleensa risteyksen yli, ja koska niiden pitoisuus on suhteellisen alhainen, diodin poikittainen virta on melko pieni. Kun risteykseen kohdistetaan käänteinen esijännitys, käytännössä kaikki syötetty jännite näkyy tyhjennysalueen poikki, koska sen vastus on paljon suurempi kuin normaalin N- tai P-tyyppisen materiaalin. Itse asiassa käänteinen esijännitys korostaa risteyksen mahdollista eroa. Myös tyhjennysalueen paksuus kasvaa, mikä lisää säteilyn tuottamien varauskantajien keräystilavuutta. Kun sähkökenttä on riittävän korkea, varauksen kerääminen on valmis ja pulssin korkeus ei enää muutu, kun ilmaisimen esijännite kasvaa edelleen.

(*1: Fotonit lyövät atomin sitoutuneessa tilassa olevat elektronit, kun tulevien hiukkasten energia on suurempi kuin sitoutumisenergia. ja osan energian siirtämisestä elektroniin.; *3: Alkeishiukkasen ja sen hiukkasvastaisen hiukkasen tuottaminen. suuntaan kuin sähkökenttä.)

Vaihe 2: Tutkimus

Image
Image
Tutkimus
Tutkimus
Tutkimus
Tutkimus

Tämä on prototyyppiversio "ilmaisimesta", jonka rakensimme, vianetsimme ja testasimme. Se on matriisi, joka koostuu useista antureista ja jossa on "CCD" -tyyppinen säteilyanturi. Kuten aiemmin mainittiin, kaikki piin puolijohteet ovat herkkiä säteilylle. Riippuen sen tarkkuudesta ja käytetyistä antureista voidaan myös saada karkea käsitys osuman aiheuttaneen hiukkasen energiatasosta.

Olemme käyttäneet jo tunnistamiseen tarkoitettuja suojaamattomia diodeja, jotka kääntämällä (ja suojaamalla ne näkyvältä valolta) voivat tallentaa beeta- ja gammasäteilyn osumia vahvistamalla pieniä signaaleja ja lukemalla lähtötiedot mikrokontrollerilla. Alfa -säteilyä voidaan kuitenkin harvoin havaita, koska se ei voi tunkeutua edes ohueseen kankaaseen tai polymeerisuojaukseen. Liitteenä on upea video Veritasiumilta, joka selittää erilaiset säteilylajit (alfa, beta ja gamma).

Alun perin suunnitelluissa iteraatioissa käytettiin eri anturia (fotodiodi BPW-34; kuuluisa anturi, jos googletat). On jopa muutamia aiheeseen liittyviä ohjekirjoja, jotka käyttävät sitä juuri säteilyn havaitsemiseen, kuten tämä erinomainen: https://www.instructables.com/id/Pocket-Photodiode-Geiger-Counter/. Kuitenkin, koska siinä oli joitain vikoja ja se ei toiminut optimaalisesti, päätimme jättää tämän prototyypin yksityiskohdat pois tästä käyttöohjeesta välttääksemme valmistajien rakentamasta virheitä täynnä olevaa ilmaisinta. Liitimme kuitenkin suunnittelutiedostot ja kaavion, jos jotakuta kiinnostaa.

Vaihe 3: Suunnittelu

Muotoilu
Muotoilu
Muotoilu
Muotoilu
Muotoilu
Muotoilu
Muotoilu
Muotoilu

(Kuvatekstit: (1) Tunnistimen lohkokaavio: signaalin luomisesta tiedonkeruuun. Kuten absorptiotodennäköisyyskaaviossa esitetään, PiN-diodit absorboivat helposti gammasäteilyä, (3) Valmistajan sovellushuomautus, joka vahvisti suunnittelukonseptin ja auttoi valitsemaan komponenttien alkuperäiset arvot.

Päätimme laajemman alueen anturille, nimittäin First Sensorin X100−7. Testaustarkoituksia ja modulaarisuutta varten suunnittelimme kolme eri osaa, jotka on pinottu päällekkäin: anturit ja vahvistin (hiljainen varausvahvistin + pulssin muotoiluvahvistin), erottimet ja vertailija, DC/DC -säätö ja DAQ (Arduino tietojen keräämiseen). Jokainen vaihe koottiin, validoitiin ja testattiin erikseen, kuten seuraavassa vaiheessa näet.

Puolijohdetunnistimien tärkein etu on pieni ionisaatioenergia (E), joka on riippumaton sekä energiasta että tulevan säteilyn tyypistä. Tämä yksinkertaistaminen mahdollistaa useiden elektronireikäparien huomioon ottamisen tulevan säteilyenergian suhteen edellyttäen, että hiukkanen on täysin pysähtynyt ilmaisimen aktiivisen tilavuuden sisällä. Piille 23 ° C: ssa (*) meillä on E ~ 3,6eV. Olettaen, että kaikki energia on talletettu ja käyttämällä ionisaatioenergiaa, voimme laskea tietyn lähteen tuottamien elektronien lukumäärän. Esimerkiksi 60 kV: n gammasäde Americium-241-lähteestä johtaisi 0,045 fC/keV: n talletukseen. Kuten dioditiedoissa on esitetty, tyhjennysalue voidaan arvioida vakiona noin ~ 15 V: n esijännitteellä. Tämä asettaa esiohjausjännitteen tavoitealueeksi 12−15 V. (*: E kasvaa lämpötilan laskiessa.)

Ilmaisimen eri moduulien toiminnot, niiden osat ja niihin liittyvät laskelmat. Tunnistinta arvioitaessa herkkyys (*1) oli ratkaiseva. Tarvitaan erittäin herkkä varauksen esivahvistin, koska tuleva gammasäde voi tuottaa vain muutamia tuhansia elektroneja puolijohteiden ehtymisalueella. Koska vahvistamme pientä virtapulssia, on kiinnitettävä erityistä huomiota komponenttien valintaan, huolelliseen suojaukseen ja piirilevyasetteluun.

(*1: Minimi energia, joka on talletettava ilmaisimeen erillisen signaalin tuottamiseksi, ja signaali-kohinasuhde.)

Jotta osien arvot valittaisiin oikein, tiivistän ensin vaatimukset, halutut tekniset tiedot ja rajoitukset:

Anturit:

  • Suuri mahdollinen havaintoalue, 1keV-1MeV
  • Alhainen kapasitanssi melun minimoimiseksi, 20pF-50pF
  • Merkityksetön vuotovirta käänteisen esijännityksen alla.

Monistaminen ja syrjintä:

  • Latausherkät esivahvistimet
  • Erotin pulssin muotoiluun
  • Komparaattori signaalipulssille, kun se ylittää asetetun kynnyksen
  • Vertailija melun tuottamiseen kynnysarvon sisällä
  • Vertailija kanavien sattumille
  • Yleinen kynnys tapahtumasuodatukselle.

Digitaalinen ja mikro-ohjain:

  • Nopeat analogia-digitaalimuuntimet
  • Lähtötiedot käsittelyä ja käyttöliittymää varten.

Virta ja suodatus:

  • Jännitesäätimet kaikkiin vaiheisiin
  • Suurjännitelähde bias-tehon tuottamiseksi
  • Kaikkien virranjakelujen asianmukainen suodatus.

Valitsin seuraavat komponentit:

  • DC -tehostin: LM 2733
  • Latausvahvistimet: AD743
  • Muut op-vahvistimet: LM393 & LM741
  • DAQ/lukema: Arduino Nano.

Muita määrättyjä eritelmiä ovat:

  • Käyttötaajuus:> 250 kHz (84 kanavaa), 50 kHz (sattuma)
  • Tarkkuus: 10 -bittinen ADC
  • Näytteenottotaajuus: 5 kHz (8 kanavaa)
  • Jännitteet: 5V Arduino, 9V op-vahvistimet, ~ 12V Biasointi.

Edellä mainittujen komponenttien yleinen järjestely ja järjestys on esitetty lohkokaaviossa. Teimme laskelmat testausvaiheen aikana käytettyjen komponenttien arvoilla (katso kolmas kuva). (*: Jotkin komponenttien arvot eivät ole samat kuin alun perin suunniteltu tai samat kuin nykyiset; nämä laskelmat ovat kuitenkin ohjeellinen.)

Vaihe 4: Piirit

Piirit
Piirit
Piirit
Piirit
Piirit
Piirit
Piirit
Piirit

(Kuvien selitykset: (1) Yksittäisen kanavan vaiheiden 1-3 yleiskaavio, mukaan lukien diodipohjaiset ja jännitteenjakajat, jotka viittaavat jokaiseen vaiheeseen, piirin alajaksot.)

Selitetään nyt yhden neljän kanavan tunnistussignaalin "kulku" sen luomisesta digitaaliseen hankintaan.

Vaihe 1

Ainoa kiinnostava signaali on peräisin fotodiodeista. Nämä anturit ovat käänteisiä. Esijännitesyöttö on vakaa 12 V, joka johdetaan alipäästösuodattimen läpi, jotta eliminoidaan kaikki ei -toivotut kohinat, jotka ovat suurempia kuin 1 Hz. Kun tyhjennysalue ionisoituu, diodin nastoihin luodaan varauspulssi. Tämän signaalin ottaa vastaan ensimmäinen vahvistinvaiheemme: varausvahvistin. Latausvahvistin voidaan valmistaa millä tahansa operaatiovahvistimella, mutta hiljainen erittely on erittäin tärkeää.

Vaihe 2

Tämän vaiheen tavoitteena on muuntaa invertoivasta tulosta havaittu latauspulssi DC-jännitteeksi op-vahvistimen lähdössä. Ei-invertoiva tulo suodatetaan ja asetetaan jännitteenjakajaksi tunnetulla ja valitulla tasolla. Tätä ensimmäistä vaihetta on vaikea virittää, mutta lukuisten testien jälkeen päädyimme 2 [pF] takaisinkytkentäkondensaattoriin ja 44 [MOhm] takaisinkytkentävastukseen, jolloin pulssi oli 2 [pF] × 44 [MOhm] = 88 [μs]. Käänteinen aktiivinen kaistanpäästösuodatinvahvistin, joka toimii erilaisena, seuraa varausvahvistinta. Tämä vaihe suodattaa ja muuntaa muunnetut DC -tasot, jotka ovat peräisin edellisestä vaiheesta, pulssiksi, jonka vahvistus on 100. Raaka -anturisignaali koetellaan tämän vaiheen lähdössä.

Vaihe 3

Seuraavat rivit ovat signaali- ja kohinakanavat. Nämä kaksi lähtöä menevät suoraan DAQ: iin ja toiseen analogiseen piirilevyyn. Molemmat toimivat tehovahvistimina. Ainoa ero näiden kahden välillä on se, että kohinakanavalla on alhaisempi jännite sen invertoimattomalla sisääntulolla kuin signaalikanavalla, ja signaalikanava suodatetaan myös poistamaan taajuudet, jotka ylittävät odotetun lähtöpulssin toisesta vahvistinvaiheesta. LM741-op-vahvistin toimii vertailijana muuttuvaa kynnystä vastaan erottaakseen signaalikanavan, jolloin ilmaisin voi lähettää vain valittuja tapahtumia ADC/MCU: lle. Muuttuva vastus ei-invertoivassa tulossa asettaa liipaisutason. Tässä vaiheessa (sattumalaskuri) kunkin kanavan signaalit syötetään op-vahvistimeen, joka toimii summauspiirinä. Kiinteä kynnys asetetaan kahden aktiivisen kanavan kanssa. Op-vahvistimen lähdöt ovat korkeat, jos kaksi tai useampi fotodiodi rekisteröivät osuman samanaikaisesti.

Huomautus: Teimme ratkaisevan virheen asettamalla esivirran DC/DC-tehonmuuntimen lähelle vahvistuksen piirilevyn varausherkkiä op-vahvistimia. Ehkä korjaamme tämän myöhemmässä versiossa.

Vaihe 5: Kokoonpano

Kokoontuminen
Kokoontuminen
Kokoontuminen
Kokoontuminen
Kokoontuminen
Kokoontuminen
Kokoontuminen
Kokoontuminen

Juotos, paljon juotosta… Koska lopulliseen ilmaisimeen valittu anturi on olemassa vain SMT -jalanjälkikomponenttina, meidän oli suunniteltava piirilevyt (2 kerrosta). Siksi kaikki siihen liittyvät piirit siirrettiin myös piirilevyille eikä leipälevylle. Kaikki analogiset komponentit asetettiin kahdelle erilliselle piirilevylle ja digitaaliset komponentit toiselle, jotta vältytään häiriöiltä. Nämä olivat ensimmäiset piirilevyt, joita olemme koskaan tehneet, joten meidän piti saada apua Eaglen ulkoasuun. Tärkein piirilevy on anturit ja vahvistin. Oskilloskoopilla, joka valvoo lähtöjä testipisteissä, ilmaisin voi toimia vain tällä kortilla (DAQ-ohitus). Löysin ja korjasin virheeni; Näihin sisältyi vääriä komponenttien jalanjälkiä, joiden seurauksena matalaääniset op-vahvistimemme johdotettiin langattomasti, ja käyttöiän lopussa olevat komponentit, jotka vaihdettiin vaihtoehtoihin. Lisäksi rakenteeseen lisättiin kaksi suodatinta soittoäänien heilahtamisen estämiseksi.

Vaihe 6: Kotelo

Kotelo
Kotelo

3D -tulostetun kotelon, lyijyarkin ja vaahdon tarkoitus on: asennustarkoituksiin, lämmöneristykseen, melusuojan aikaansaamiseen ja ympäristön valon estämiseen ja ilmeisesti elektroniikan suojaamiseen. 3D -tulostus STL -tiedostot ovat liitteenä.

Vaihe 7: Arduinon lukeminen

Arduino-lukema
Arduino-lukema
Arduino-lukema
Arduino-lukema
Arduino-lukema
Arduino-lukema
Arduino-lukema
Arduino-lukema

Ilmaisimen luku (ADC/DAQ) -osa koostuu Arduino Ministä (koodi liitteenä). Tämä mikro -ohjain valvoo neljän ilmaisimen ulostuloja ja syöttövirtaa myöhemmälle (radan tehon laatu) ja lähettää sitten kaikki sarjaliitännän (USB) tiedot analysointia tai tallennusta varten.

Käsitelty työpöytäsovellus kehitettiin (liitteenä) piirtämään kaikki saapuvat tiedot.

Vaihe 8: Testaus

Testaus
Testaus
Testaus
Testaus
Testaus
Testaus

(Kuvien selitykset: (1) Tuloksena oleva 60Co-lähteen pulssi (t ~ 760 ms) signaali-kohinasuhde ~ 3: 1., (2) Injektio, joka vastaa ~ 2 MeV: n energialähteen tallettamaa varausta, (3) Injektio, joka vastaa 60Co -lähteen tallettamaa varausta (~ 1,2 MeV)).

Varauksen ruiskutus tehtiin pulssigeneraattorilla, joka oli kytketty kondensaattoriin (1pF) anturityynyssä ja päättyi maahan 50 ohmin vastuksen kautta. Näiden menettelyjen avulla pystyin testaamaan piirejäni, hienosäätämään komponenttien arvoja ja simuloimaan fotodiodien vasteita, kun ne altistuvat aktiiviselle lähteelle. Asetimme sekä Americium-241 (60 KeV) että Iron-55 (5,9 KeV) -lähteen kahden aktiivisen valodiodin eteen, eikä kumpikaan kanava nähnyt erottuvaa signaalia. Vahvistimme pulssiruiskeilla ja päättelimme, että pulssit näistä lähteistä olivat alle havaittavan kynnyksen melutason vuoksi. Kuitenkin pystyimme edelleen näkemään osumia 60Co (1,33 MeV) -lähteestä. Suurin rajoittava tekijä testien aikana oli merkittävä melu. Oli monia melulähteitä ja vähän selityksiä siitä, mikä näitä aiheutti. Havaitsimme, että yksi merkittävimmistä ja haitallisimmista lähteistä oli kohina ennen ensimmäistä vahvistusvaihetta. Valtavan vahvistuksen ansiosta tämä melu vahvistui lähes sata kertaa! Ehkä väärä tehonsuodatus ja Johnsonin melu, joka on jälleen ruiskutettu vahvistinportaiden takaisinkytkentäsilmukoihin, vaikuttivat myös (tämä selittäisi alhaisen signaali-kohinasuhteen). Emme tutkineet melun riippuvuutta puolueellisuudesta, mutta voimme tutkia sitä tarkemmin tulevaisuudessa.

Vaihe 9: Suurempi kuva

Image
Image
Arduino -kilpailu 2017
Arduino -kilpailu 2017

Katso Veritasiumin video maailman radioaktiivisimmista paikoista!

Jos olet päässyt tähän asti ja noudattanut ohjeita, onnittelut! Olet rakentanut laitteiston todellisiin sovelluksiin, kuten LHC! Ehkä sinun pitäisi harkita uranvaihdosta ja siirtyä ydinfysiikan alalle:) Teknisemmin sanottuna olet rakentanut kiinteän olomuodon säteilyilmaisimen, joka koostuu fotodiodien ja niihin liittyvien piirien matriisista tapahtumien lokalisoimiseksi ja erottamiseksi. Ilmaisin koostuu useista vahvistusvaiheista, jotka muuttavat pienet varauspulssit havaittaviksi jännitteiksi ja sitten erottavat ja vertaavat niitä. Kanavien välinen vertailija tarjoaa myös tietoa havaittujen tapahtumien alueellisesta jakautumisesta. Otit myös käyttöön Arduinon mikro-ohjaimen ja olennaisen ohjelmiston tietojen keräämiseen ja analysointiin.

Vaihe 10: Viitteet

Liitteenä olevien upeiden PDF -tiedostojen lisäksi tässä on joitain asiaan liittyviä informatiivisia resursseja:

- F. A. Smith, A Primer in Applied Radiation Physics, World Scientific, River Edge, NJ, 2000.

- Ensimmäinen anturi, ensimmäinen anturi PIN PD-tietolomake Osan kuvaus X100-7 SMD, Web. mouser.com/catalog/specsheets/x100-7-smd-501401-prelim.pdf

- Horowitz, Paul and Hill, Winfield, Elektroniikan taide. Cambridge University Press, 1989.

- C. Thiel, Johdatus puolijohdesäteilynilmaisimiin, Web. fysiikka.montana.edu/students/thiel/docs/detector.pdf

- Lyndon Evans, The Large Hadron Collider: a Marvel of Technology, toim. EPFL Press, 2009.

Suositeltava: