Detektory

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

Detektory se zaměřují na princip, konstrukci, vlastnosti a aplikace nejběžnějších detektorů ionizujícího záření, jmenovitě následujících zástupců: ionizační komory, proporcionální d., Geigerovy-Müllerovy d., koronové detektory, organické a anorganické scintilační detektory, Čerenkovovy počítače a polovodičové detektory.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Plynové detektory - rozdělení, střed. energie pro vznik 1 iont. páru

2. Proudové ionizační komory - saturovaný proud, ztáty rekombinační/difuzní - dynamická odezva IK, měření základních dozimetrických veličin,kompenzační komory

3. Impulsní ionizační komory - časové závislosti odezev a dob sběru, paralelní desková, válcová a kulová komora s úplným/ elektronovým sběrem, štěpné komory v impulsním režimu

4. Proporcionální detektory - plynové zesílení, Diethornovy parametry, vliv prostorového náboje, energetická rozlišovací schopnost

5. Výstupní impuls proporcionálního počítače, rozlišovací doba, počítací charakteristika, detekční účinnost, absolutní měření aktivit alfa a beta, detekce a spektrometrie nízkoenergetických fotonů.

6. Detekce a spektrometrie neutronů proporcionálními počítači - používané jaderné reakce, stěnový efekt, tvar spektra, „dlouhý počítač“

7. Geiger - Müllerovy detektory - princip, nesamozhášecí a samozhášecí GM, počítací charakteristika, „falešné“ impulzy, mrtvá doba, doba zotavení, typy GM počítačů, detekční účinnost GM počítačů.

8. Koronové detektory - detekce neutronů, potlačení fotonové odezvy, charakteristické vlastnosti.

9. Úvod do scintilačních detektorů, rozdělení scintilačních detektorů, scintilační proces v organických scintilátorech, energetické stavy pí - elektronů, zářivé a nezářivé přechody, fluorescence, fosforescence, zpožděná fluorescence, migrace excitační energie, samoabsorpce, jednosložkové a vícesložkové scintilátory, konverzní účinnost, emisní spektrum, luminiscenční odezva, časový průběh vysvícení.

10. Použití organických scintilátorů, kapalné scintilátory - detekce a spektrometrie neutronů. Anorganické scintilátory, rozdělení - scintilace čistých a aktivovaných monokrystalů, scintilátory polykrystalické, skleněné a plynové,- základní parametry a použití anorganických scintilátorů, zvláštní scint. detektory.

11. Čerenkovovy detektory - prahové a diferenciální Č. detektory. Zpracování a vyhodnocení fotonů ze scintilátorů a Č. detektorů - fotonásobiče, fotokatody, dynody, fotodiody, temný proud, šumové impulsy.

12. Polovodičové detektory - stručný přehled teorie, p-n přechod jako detektor, vyprázdněná oblast, vstupní okénko, polohově citlivé Si detektory. P-I-N planární a koaxiální struktury (kompenzované Si(Li), HPGe) pro detekci fotonů, chlazení detektorů. Polovodičové detektory z jiných materiálů než Si a Ge.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Principy detekce ionizujícího záření, Hlavní aplikace detektorů ionizujícího záření, Základy konstrukce detektorů ionizujícího záření

Schopnosti:

Orientace v probírané problematice, zhodnocení parametrů detektorů, výběr detektorů pro danou aplikaci

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Gerndt, J.; Průša, P.: Detektory ionizujícího záření. 2. přepracované vydání. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2011.

Doporučená literatura:

[2] Knoll, G.F.: Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons, 4th edition, 2010

[3] Price, W.J.: Nuclear Radiation Detection. McGraw/Hill Book Comp., 1964

[4] P. Rodnyi: Physical Processes in Inorganic Scintillators,CRC Press, 1997

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: