Работа на приборе «ORTECGEM-40»

ORTEC поставляет полный набор полупроводниковых детекторов для рентгеновской и гамма-спектрометрии в диапазоне энергий от 1 кэВ до 10 МэВ. Все детекторы ORTEC работают при температуре жидкого азота с целью понижения тока утечки и тем самым шума системы.

Спектрометрическая система на базе полупроводниковых детекторов состоит из:

• полупроводникового детектора,
• криостата, содержащего детектор в вакууме при низкой температуре,
• сосуда Дьюара для жидкого азота,
• электронной системы, состоящей из малошумящего зарядочувствительного предусилителя и высоковольтного фильтра.

Полупроводниковый детектор представляет собой одиночный кристалл германия, который работает в качестве диода при подаче высокого обратного напряжения при низких температурах. При этих условиях пары электрон-дырка, производимые при поглощении рентгеновского и гамма-излучения, разводятся к противоположным контактам электрическим полем. Получающийся токовый импульс интегрируется зарядочувствительным предусилителем, который создает выходной импульс напряжения с амплитудой, пропорциональной энергии поглощенного кванта.

Новая технология Pop-Top является одним из важнейших достоинств детекторов ORTEC. Герметичный само-откачивающийся криогенный корпус содержит элемент детектора и входную часть предусилителя, состоящую из охлажденного входного транзистора и резистора (резистивная обратная связь) или плоскостного транзистора (активная обратная связь). Остальная часть предусилителя и высоковольтный фильтр, электрически соединенные посредством вакуумных вводов, также является частью капсулы.

Имеются два основных типа геометрии детекторов - плоские (планарные) и коаксиальные (цилиндрические):

• Планарная геометрия используется для создания детекторов малого диаметра и низкой емкости, что является важнейшим фактором для получения высокого разрешения при низких энергиях.
• Планарные детекторы большого диаметра для получения большой чувствительной площади входного окна. Это наиболее эффективный способ регистрации фотонов низких энергий, которые сильно поглощаются в относительно малых глубинах.
• Коаксиальные детекторы обладают большими объемами, что особенно важно для регистрации гамма-квантов высоких энергий, сечение поглощения которых мало. Благодаря своей низкой емкости такие детекторы обладают низким шумом и отличными характеристиками по разрешению. Коаксиальные детекторы имеют заглубленный центральный контакт. Детекторы такой геометрии вместе с другими улучшениями обладают отличными характеристиками по сбору заряда и временному разрешению, сохраняя в то же время энергетическое разрешение такое же, как у детекторов традиционной конструкции.

Преимущество полупроводникового детектора из особо чистого германия это:

· высокое энергетическое разрешение;

· высокая эффективность регистрации.

Охлаждение детектора обеспечивает почти полное отсутствие свободных зарядов в основном объёме детектора и соответственно крайне малыйтемновой ток. При прохождениигамма-квантасквозь материал детектора происходит конверсия его энергии на образование свободных зарядов в полупроводнике. Образовавшийся заряд создает импульс тока между электродами, пропорциональный энергии переданной гамма-квантом. При полном поглощении гамма-кванта материалом детектора энергетическое разрешение определяется из статистических соображений, и пропорционально квадратному корнюиз количества образовавшихся зарядов. Этому процессу на полученном гамма-спектре соответствует пик полного поглощения, и в качестве основной характеристики детектора(разрешения) приводится ширина данного пика на половине его высоты. Кроме пика полного поглощения с выхода детектора могут быть получены импульсы, соответствующие частичному поглощению. Для достаточно высоких энергий гамма-кванта возможно рождениеэлектрон-позитроннойпары, при этомкинетическая энергияэлектрона и позитрона также расходуется на создание свободных зарядов, после остановкипозитронапроисходит егоаннигиляцияс рождением вторичной пары гамма-квантов и один или оба могут покинуть детектор без взаимодействия, унеся таким образом по 511 keV каждый.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В период прохождения преддипломной практики было ознакомление с основами радиационной безопасности. Изучение НРБ-99. Ознакомление с программой SpectralineGP фирмы LSRM. На практике измеряли содержание К-40 в теле человека, результаты анализировали на спектрометре. Из проделанной работы было изучено, каким бывает прохождение гамма-квантов через вещество, а так же подробное ознакомление работы на приборе «ORTECGEM-40».

ДНЕВНИК

Студента Грязнухина Александра Степановича, 4 курсапроходящего преддипломную практику в Северо-Восточном федеральном университете ФТИ Кафедра Электроснабжения в 2018 учебном году.

Руководительпрактики: Наумова Кристина Алексеевна

Рабочее место и должность практиканта: практикант

Отметка предприятия:

Согласно приказа №___________направляется для прохождения преддипломной практики на период с 2 мая 2018 по 31мая 2018 г.

Директор ФТИ Н. А. Савинова

Календарно – тематический план производственной практики

ХАРАКТЕРИСТИКА

(отзыв руководителя практики от КаФЕДРЫ)

За время прохождении преддипломной практики в лаборатории радиационной экологии кафедры Электроснабжения ФТИ, студент Грязнухин Александр Степанович проявил себя дисциплинированным, стремящимся к получению знаний, навыков и умений, необходимых в данной области управления.

В ходе практики Грязнухин А. С. ознакомился с уставом, положением, с должностными инструкциями другими документами. Измерял содержание К-40в организме человека прибором «ORTECGEM-40». И приобрел навыки работы с программными обеспечениями.

Производственная практика Грязнухин А. С. оценен на «хорошо».

Предлагаемая оценка – «хорошо»

Заведующий кафедры основ ядерной физики:_____________ ___________

Дата