Portativ radiasiya detektoru: 10 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu, radioaktiv mənbələrdən gələn aşağı enerjili qamma şüalarını dəqiq ölçmək üçün 5keV-10MeV aşkarlama diapazonuna uyğun öz portativ Silikon foto-diodlu Radiasiya Detektorunuzun dizaynı, qurulması və sınanması üçün bir dərslikdir! Radioaktiv zombi olmaq istəmirsinizsə diqqət yetirin: yüksək radiasiya mənbələrinin ətrafında olmaq təhlükəsiz deyil və bu cihaz potensial zərərli radiasiyanı aşkar etmək üçün etibarlı bir yol olaraq istifadə edilməməlidir.

Detektorun qurulmasına getməzdən əvvəl kiçik bir elmlə başlayaq. Yuxarıda Veritasium -dan radiasiyanın nə olduğunu və haradan gəldiyini izah edən gözəl bir video var.

Addım 1: Birincisi, Çox Fizika

(Şəkil əfsanəsi: İonlaşdırıcı şüalanma, daxili bölgədə yük nəbzi ilə nəticələnən elektron-deşik cütləri əmələ gətirir.)

Qığılcım kameraları, Geiger və Foto çarpan boru detektorları … bütün bu tip detektorlar ya çətin, bahalıdır və ya yüksək gərginlikdən istifadə edir. Https://www.sparkfun.com/products/retired/11345 & https://www.adafruit.com/product/483 kimi bir neçə istehsalçı dostu Geiger boru növü var. Radiasiyanı aşkar etmək üçün digər üsullar bərk hal detektorlarıdır (məsələn, Germanium detektorları). Bununla birlikdə, bunların istehsalı bahadır və xüsusi avadanlıq tələb edir (maye azotlu soyutma düşünün!). Əksinə, bərk cisim detektorları çox qənaətlidir. Yüksək enerjili hissəcik fizikası, tibbi fizika və astrofizikada geniş istifadə olunur və mühüm rol oynayır.

Burada, radioaktiv mənbələrdən gələn aşağı enerjili qamma şüalarını dəqiq ölçmək və aşkar etmək qabiliyyətinə malik portativ bərk hal radiasiya detektoru qururuq. Cihaz, yüklənmə əvvəli gücləndiriciyə, fərqləndirici gücləndiriciyə, ayrı-seçkiliyə və müqayisəyə verən bir sıra əks səthli böyük səth sahəsi silikon PiN diodlarından ibarətdir. Ardıcıl bütün mərhələlərin çıxışı analiz üçün rəqəmsal siqnallara çevrilir. Silikon hissəcik detektorları, PiN diodları, tərs əyilmə və digər əlaqəli parametrlərin prinsiplərini təsvir etməklə başlayacağıq. Daha sonra aparılan müxtəlif araşdırmaları və edilən seçimləri izah edəcəyik. Sonda, son prototipi və sınağı təqdim edəcəyik.

SolidState Detektorları

Bir çox radiasiya aşkarlama tətbiqində bərk aşkarlama vasitəsinin istifadəsi əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir (alternativ olaraq yarımkeçirici diod detektorları və ya bərk hal detektorları adlanır). Silikon diodlar, xüsusən də ağır yüklü hissəciklər iştirak edərkən, çox sayda tətbiq üçün ən çox seçilən detektorlardır. Enerjinin ölçülməsinə ehtiyac yoxdursa, silikon diod detektorlarının əla vaxt xüsusiyyətləri yüklənmiş hissəciklərin dəqiq sayılmasına və izlənilməsinə imkan verir.

Yüksək enerjili elektronların və ya qamma şüalarının ölçülməsi üçün detektor ölçüləri alternativlərdən daha kiçik ölçüdə saxlanıla bilər. Yarımkeçirici materialların radiasiya detektoru kimi istifadəsi də müəyyən bir insident radiasiya hadisəsi üçün daha çox sayda daşıyıcıya səbəb olur və buna görə də enerjinin həlli üçün digər detektor növləri ilə mümkün olduğundan daha aşağı statistik hədd qoyur. Nəticədə, bu gün əldə edilə bilən ən yaxşı enerji həlli bu cür detektorların istifadəsi ilə həyata keçirilir.

Əsas məlumat daşıyıcıları, yüklənmiş hissəciyin detektordan keçdiyi yol boyunca yaradılan elektron çuxur cütləridir (yuxarıdakı şəklə bax). Sensorun elektrodlarında yük olaraq ölçülən bu elektron çuxur cütlərini toplayaraq aşkarlama siqnalı əmələ gəlir və gücləndirmə və ayrı-seçkilik mərhələlərinə keçir. Qatı hal detektorlarının əlavə arzu olunan xüsusiyyətləri kompakt ölçülər, nisbətən sürətli işləmə xüsusiyyətləri və effektiv qalınlıqdır (*). Hər hansı bir detektorda olduğu kimi, kiçik ölçülərin məhdudlaşdırılması və bu cihazların radiasiya səbəbli zədələnmədən performansın pisləşməsi ehtimalı da daxil olmaqla çatışmazlıqlar var.

(*: İncə sensorlar birdən çox səpilməni minimuma endirir, daha qalın sensorlar isə hissəcik substratdan keçəndə daha çox yük yaradır.)

P -i -N diodları:

Hər növ radiasiya detektoru radiasiya ilə qarşılıqlı təsirdən sonra xarakterik bir çıxış verir. Hissəciklərin maddə ilə qarşılıqlı təsiri üç təsir ilə fərqlənir:

1. foto-elektrik effekti
2. Compton səpələnməsi
3. Cüt istehsalı.

Düz bir silikon detektorunun əsas prinsipi, hissəciklərin bu üç fenomen vasitəsilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu bir PN qovşağının istifadəsidir. Ən sadə düzbucaqlı silikon sensoru, P qatlanmış bir substrat və bir tərəfdə N-implantdan ibarətdir. Elektron çuxur cütləri bir hissəcik trayektoriyası boyunca yaradılır. PN qovşağının ərazisində, tükənmə zonası adlanan pulsuz daşıyıcılar olan bir bölgə var. Bu bölgədə yaradılan elektron çuxur cütləri ətrafdakı bir elektrik sahəsi ilə ayrılır. Buna görə yük daşıyıcıları silikon materialın N və ya P tərəfində ölçülə bilər. PN qovşağının dioduna tərs-qərəzli bir gərginlik tətbiq edərək, tükənmiş zona böyüyür və sensorun bütün substratını əhatə edə bilər. Bu barədə daha çox oxuya bilərsiniz: Pin Junction Wikipedia Məqaləsi.

Bir PiN diodunun, P və N qovşaqları arasında, P və N bölgələrindən yük daşıyıcıları ilə dolu bir daxili bölgəsi var. Bu geniş daxili bölgə, əks tərəfli olduqda, diodun aşağı bir tutuma sahib olduğunu bildirir. Bir PiN diodunda tükənmə bölgəsi demək olar ki, tamamilə daxili bölgədə mövcuddur. Bu tükənmə bölgəsi adi bir PN diodundan daha böyükdür. Bu, bir elektron fotoşəkil ilə elektron çuxur cütlərinin yaradıla biləcəyi həcmi artırır. Yarımkeçirici materiala bir elektrik sahəsi tətbiq edilərsə, həm elektronlar, həm də deliklər köç edir. PiN diodunun əks tərəfi var, beləliklə bütün i-təbəqəsi sərbəst daşıyıcılardan tükənir. Bu tərs qərəz, i-təbəqədə bir elektrik sahəsi yaradır ki, elektronlar P-təbəqəsinə və çuxurlara, N-qatına (*4) keçsin.

Radiasiya impulsuna cavab olaraq daşıyıcıların axını ölçülmüş cərəyan nəbzini təşkil edir. Bu cərəyanı maksimuma çatdırmaq üçün i bölgəsi mümkün qədər böyük olmalıdır. Qovşağın xüsusiyyətləri elədir ki, əks istiqamətdə qərəzli olduqda çox az cərəyan keçirir. Qovşağın P tərəfi N tərəfinə görə mənfi olur və qovşağın bir tərəfindən digər tərəfinə təbii potensial fərqi artır. Bu şəraitdə, qovşaq boyunca cazibədar olan azlıq daşıyıcılarıdır və konsentrasiyası nisbətən aşağı olduğu üçün dioddakı tərs cərəyan olduqca kiçikdir. Qovşağa tərs əyilmə tətbiq edildikdə, demək olar ki, bütün tətbiq olunan gərginlik tükənmə bölgəsində görünür, çünki onun müqaviməti normal N və ya P tipli materialdan xeyli yüksəkdir. Həqiqətən də, tərs yanaşma, qovşaq arasındakı potensial fərqi vurğulayır. Tükənmə bölgəsinin qalınlığı da radiasiya istehsal edən yük daşıyıcılarının toplandığı həcmi artıraraq artır. Elektrik sahəsi kifayət qədər yüksək olduqda, yük yığımı tamamlanır və nəbz hündürlüyü, detektor bias gərginliyinin daha da artması ilə dəyişmir.

(*1: Atomun bağlı vəziyyətindəki elektronlar, düşən hissəciklərin enerjisi bağlama enerjisindən yüksək olduqda fotonlar tərəfindən vurulur. və enerjinin bir hissəsinin elektrona ötürülməsi. Elektrik sahəsi olaraq istiqamət.)

Addım 2: Kəşfiyyat

Bu, qurduğumuz, ayıkladığımız və sınadığımız "detektor" un prototip versiyasıdır. "CCD" üslublu radiasiya sensoruna sahib olmaq üçün birdən çox sensordan ibarət bir matrisdir. Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, bütün silikon yarımkeçiricilər radiasiyaya həssasdır. Nə qədər dəqiq olmasından və istifadə olunan sensorlardan asılı olaraq zərbəyə səbəb olan hissəciyin enerji səviyyəsi haqqında da kobud bir fikir əldə edə bilərsiniz.

Algılama üçün artıq nəzərdə tutulmuş ekransız diodlardan istifadə etmişik, əks istiqamətdə (və onu görünən işıqdan qoruduqda), kiçik siqnalları gücləndirərək və mikrokontrolörlə çıxış məlumatlarını oxuyaraq Beta və Qamma şüalanmasının vuruşlarını qeyd edə bilərik. Alfa şüalanması nadir hallarda təsbit edilə bilər, çünki hətta nazik parçalara və ya polimer ekranlara nüfuz edə bilməz. Müxtəlif şüalanma növlərini (Alfa, Beta və Qamma) izah edən Veritasium -dan möhtəşəm bir video əlavə olunur.

İlkin dizayn iterasiyalarında fərqli bir sensor istifadə olunurdu (BPW-34 fotodiodu; ətrafa baxsanız məşhur bir sensor). Hətta bu əla radiasiya aşkar etmək üçün istifadə edən bir neçə əlaqəli Təlimat belə var: https://www.instructables.com/id/Pocket-Photodiode-Geiger-Counter/. Bununla birlikdə, bəzi səhvləri olduğu və optimal işləmədiyi üçün, istehsalçıların qüsurlarla dolu bir detektor qurmaması üçün bu Təlimatlardan bu prototipin detallarını buraxmağa qərar verdik. Bununla birlikdə, kiminsə maraqlı olması halında dizayn sənədlərini və sxemini əlavə etdik.

Addım 3: Dizayn

(Şəkil əfsanələri: (1) Detektorun blok diaqramı: siqnalın yaradılmasından məlumatların alınmasına qədər., (2) X100-7 fotodiodunun spesifikasiyası: 100mm^2 aktiv sahə, 0.9mm tükənmiş zona, işıq maneə törədən örtük, aşağı qaranlıq cərəyan… Absorbsiya ehtimal planında göstərildiyi kimi, PiN diodları qamma-şüa enerjisini asanlıqla udur, (3) Dizayn konsepsiyasını təsdiqləyən və ilkin komponent dəyərlərini seçməyə kömək edən istehsalçının tətbiq qeydi.

Daha böyük bir sahə sensoru, yəni İlk Sensordan X100−7 üçün qərar verdik. Test məqsədləri və modulluq üçün bir -birinin üstünə yığılmış üç fərqli hissə hazırladıq: Sensorlar və gücləndirici (aşağı səs -küylü yükləmə gücləndiricisi + nəbz formalaşdıran gücləndirici), Diskriminatorlar və müqayisəedici, DC/DC tənzimlənməsi və DAQ (Məlumat əldə etmək üçün Arduino). Növbəti addımda gördüyünüz kimi hər mərhələ ayrı -ayrılıqda toplandı, təsdiq edildi və sınaqdan keçirildi.

Yarımkeçirici detektorların əsas üstünlüyü, həm enerjidən, həm də şüalanma radiasiyasından asılı olmayan kiçik ionlaşma enerjisidir (E). Bu sadələşdirmə, hissəciyin detektorun aktiv həcmi içərisində tamamilə dayandırılması şərtilə, meydana gələn radiasiya enerjisi baxımından bir sıra elektron çuxur cütlərini hesablamağa imkan verir. 23C (*) temperaturda silikon üçün E ~ 3.6eV var. Bütün enerjinin toplandığını və ionlaşma enerjisindən istifadə edərək müəyyən bir qaynaq tərəfindən istehsal olunan elektronların sayını hesablaya bilərik. Məsələn, Americium-241 mənbəyindən alınan 60keVqamma şüası, 0.045 fC/keV yüklənmə ilə nəticələnəcək. Diod xüsusiyyətlərinin spesifikasiyalarında göstərildiyi kimi, təxminən ~ 15V -lik bir əyilmə gərginliyi üzərində tükənmə bölgəsi sabit olaraq yaxınlaşdırıla bilər. Bu, əyilmə gərginliyimiz üçün hədəf aralığını 12−15V olaraq təyin edir. (*: E temperaturun azalması ilə artır.)

Detektorun müxtəlif modullarının, onların tərkib hissələrinin və əlaqəli hesablamaların funksionallığı. Detektoru qiymətləndirərkən həssaslıq (*1) çox vacib idi. Çox həssas bir yükləmə gücləndiricisi tələb olunur, çünki bir qəza şüası yarıkeçirici tükənmə bölgəsində yalnız bir neçə min elektron yarada bilər. Kiçik bir cərəyan nəbzini gücləndirdiyimiz üçün komponent seçiminə, diqqətli ekranlaşdırmaya və dövrə lövhəsinin düzülüşünə xüsusi diqqət yetirilməlidir.

(*1: Fərqli bir siqnal çıxarmaq üçün detektora yığılacaq minimum enerji və siqnal-səs-küy nisbəti.)

Komponent dəyərlərini düzgün seçmək üçün əvvəlcə tələbləri, istədiyiniz xüsusiyyətləri və məhdudiyyətləri ümumiləşdirirəm:

Sensorlar:

• Mümkün böyük aşkarlama diapazonu, 1keV-1MeV
• Səs-küyü minimuma endirmək üçün aşağı tutum, 20pF-50pF
• Tərs qərəz altında cüzi sızma cərəyanı.

Gücləndirmə və ayrı -seçkilik:

• Həssas pre-gücləndiriciləri doldurun
• Nəbzin formalaşması üçün fərqləndirici
• Siqnal nəbzini təyin olunan həddən yuxarı olduqda müqayisə edin
• Eşik aralığında olduqda səs çıxışı üçün müqayisə cihazı
• Kanal təsadüfləri üçün müqayisəçi
• Hadisə süzgəcinin ümumi həddi.

Rəqəmsal və mikro nəzarətçi:

• Sürətli analoq-rəqəmsal çeviricilər
• İstifadəçi interfeysi və emal üçün məlumat.

Güc və filtrasiya:

• Bütün mərhələlər üçün gərginlik tənzimləyiciləri
• Qeyri-adi güc yaratmaq üçün yüksək gərginlikli təchizat
• Bütün güc paylanmasının düzgün filtrasiyası.

Aşağıdakı komponentləri seçdim:

• DC Boost çeviricisi: LM 2733
• Şarj Gücləndiriciləri: AD743
• Digər Op-Amperlər: LM393 & LM741
• DAQ/Oxu: Arduino Nano.

Əlavə tətbiq olunan xüsusiyyətlərə aşağıdakılar daxildir:

• İşləmə sürəti:> 250 kHz (84 kanal), 50 kHz (təsadüf)
• Çözünürlük: 10 bit ADC
• Nümunə sürəti: 5 kHz (8 kanal)
• Gərginlik: 5V Arduino, 9V op-amper, ~ 12V Biasing.

Yuxarıda göstərilən komponentlərin ümumi tənzimlənməsi və sırası blok diaqram şəklində göstərilmişdir. Test mərhələsində istifadə olunan komponent dəyərləri ilə hesablamalar apardıq (üçüncü şəklə baxın). (*: Bəzi komponent dəyərləri nə əvvəlcədən planlaşdırılır, nə də indiki yerdədir; buna baxmayaraq bu hesablamalar bir rəhbər çərçivə təmin edir.)

Addım 4: Dövrlər

(Şəkil əfsanələri: (1) Hər bir mərhələyə, Dövrə alt hissələrinə istinadlar verən diod əsaslama və gərginlik bölücülər daxil olmaqla, tək kanalın 1-3 mərhələlərinin ümumi sxematikası.)

İndi dörd kanaldan birinin aşkarlanma siqnalının yaradılmasından rəqəmsal əldə edilməsinə qədər olan "axını" izah edək.

Mərhələ 1

Yalnız maraq siqnalı fotodiodlardan qaynaqlanır. Bu sensorlar əks tərəflidir. Qərəzli təchizat, 1 Hz -dən böyük olan istənməyən səsləri aradan qaldırmaq üçün aşağı keçid filtrindən keçən sabit bir 12V -dir. Tükənmə bölgəsinin ionlaşması nəticəsində, diodun pinlərində bir yük nəbzi yaranır. Bu siqnal ilk gücləndirmə mərhələmiz tərəfindən alınır: şarj gücləndiricisi. Bir şarj gücləndiricisi istənilən əməliyyat gücləndiricisi ilə edilə bilər, lakin aşağı səs -küy spesifikasiyası çox vacibdir.

Mərhələ 2

Bu mərhələnin məqsədi, ters çevrilən girişdə aşkar edilən yük pulsunu, op-ampin çıxışında DC gərginliyinə çevirməkdir. Ters çevrilməyən giriş süzülür və məlum və seçilmiş səviyyədə bir gərginlik bölücüsünə qoyulur. Bu ilk mərhələni tənzimləmək çətindir, lakin çoxsaylı sınaqlardan sonra 2 [pF] geribildirim kondansatörü və 2 [pF] × 44 [MOhm] nəbzi ilə nəticələnən 44 [MOhm] geri qaytarma müqavimətçisinə qərar verdik. = 88 [μs]. Fərqləndirici kimi fəaliyyət göstərən ters çevrilmiş aktiv bir bant filtr gücləndiricisi yük gücləndiricisini izləyir. Bu mərhələ əvvəlki mərhələdən çıxan DC səviyyəsini süzgəcdən keçirir və 100 qazanc əldə edən bir nəbzə çevirir. Xam detektor siqnalı bu mərhələnin çıxışında araşdırılır.

Mərhələ 3

Növbəti yerdə siqnal və səs -küy kanalları var. Bu iki çıxış birbaşa DAQ -a, həm də ikinci analoq PCB -yə gedir. Hər ikisi də op-amper müqayisəedici funksiyasını yerinə yetirir. İkisi arasındakı yeganə fərq, səs-küy kanalının ters çevrilməyən girişində siqnal kanalından daha aşağı bir gərginliyə sahib olmasıdır və siqnal kanalı ikinci gücləndirici mərhələdən gözlənilən çıxış nəbzinin üstündəki tezlikləri çıxarmaq üçün də süzülür. Bir LM741 op-amp, siqnal kanalını fərqləndirmək üçün dəyişən bir eşiklə müqayisə aparır və detektorun yalnız seçilmiş hadisələri ADC/MCU-ya göndərməsini təmin edir. Ters çevrilməyən girişdəki dəyişən bir rezistor tətik səviyyəsini təyin edir. Bu mərhələdə (təsadüf sayğacı), hər bir kanaldan gələn siqnallar, toplama dövrəsi kimi fəaliyyət göstərən bir op-ampə verilir. Sabit bir hədd iki aktiv kanal ilə üst -üstə düşür. İki və ya daha çox fotodiod eyni anda bir hit qeyd edərsə, op-amp yüksək nəticə verir.

Qeyd: Dəyişdirmə gücünün DC/DC yüksəldici çeviricisini yükləmə həssas op-amperlərin yanına gücləndirici PCB-yə qoyaraq çox böyük bir səhv etdik. Bəlkə də bunu sonrakı bir versiyada düzəldəcəyik.

Addım 5: Məclis

Lehimləmə, çoxlu lehimləmə … Son detektor üçün seçilmiş sensor yalnız SMT ayaq izi komponenti olaraq mövcud olduğundan PCB (2 qat) dizayn etməli olduq. Buna görə də, bütün əlaqəli sxemlər də çörək taxtasına deyil, PCB lövhələrinə köçürüldü. Bütün analoq komponentlər iki ayrı PCB -yə, rəqəmsal komponentlər isə səs -küyə müdaxilə etməmək üçün digərinə yerləşdirilib. Bunlar indiyə qədər hazırladığımız ilk PCB -lər idi, buna görə də Eagle -in düzülüşü üçün bir az kömək almalı olduq. Ən vacib PCB sensorlar və gücləndiricidir. Test nöqtələrində çıxışları izləyən bir osiloskopla detektor yalnız bu lövhə ilə işləyə bilər (DAQ bypass). Səhvlərimi tapdım və düzəltdim; bunlara aşağı səs-küylü amperlərin tellə vurulması ilə nəticələnən səhv komponent izləri və alternativlərlə dəyişdirilən ömrü sona çatan komponentlər daxildir. Zəngli salınımları basdırmaq üçün dizayna iki filtr əlavə edildi.

Addım 6: Kassa

3D çaplı korpusun, qurğuşun təbəqənin və köpükün məqsədi: montaj məqsədləri, istilik izolyasiyası, səs -küy qalxanı təmin etmək və ətrafdakı işığı maneə törətmək və elektronikanı qorumaqdır. 3D çap STL faylları əlavə olunur.

Addım 7: Arduino oxu

Detektorun oxunan hissəsi (ADC/DAQ) bir Arduino Mini-dən (kod əlavə olunur) ibarətdir. Bu mikro nəzarətçi, dörd detektorun çıxışını və sonrakı tədarük gücünü izləyir (güc keyfiyyətini izləyir), daha sonra təhlil və ya qeyd etmək üçün serial çıxışı (USB) üzərindəki bütün məlumatları çıxarır.

Daxil olan bütün məlumatları düzəltmək üçün İşləmə masa üstü tətbiqi hazırlanmışdır (əlavə olunur).

Addım 8: Test

(Şəkil əfsanələri: (1) 60Co mənbəyinin (t ~ 760ms) siqnal-səs-küy nisbətinin ~ 3: 1 ilə nəticələnən nəbzi, (2) ~ 2 MeV enerji mənbəyi tərəfindən yığılmış yükə bərabər enjeksiyon. 3) 60Co mənbəyi (~ 1.2 MeV) tərəfindən qoyulan yükə ekvivalent enjeksiyon).

Şarj enjeksiyonu, sensor padindəki bir kondansatöre (1pF) qoşulmuş və 50 Ohm müqavimət vasitəsi ilə yerə bağlanan bir nəbz generatoru ilə edildi. Bu prosedurlar, dövrələrimi sınaqdan keçirməyimə, komponent dəyərlərini dəqiq tənzimləməyimə və aktiv bir mənbəyə məruz qaldıqda fotodiodların cavablarını simulyasiya etməyimə imkan verdi. İki aktiv fotodiodun qarşısına həm Americium-241 (60 KeV), həm də Dəmir-55 (5.9 KeV) mənbəyi qoyduq və heç bir kanal fərqli bir siqnal görmədi. Pulse enjeksiyonları ilə yoxladıq və bu mənbələrdən gələn pulsların səs -küy səviyyəsinə görə müşahidə edilə bilən həddən aşağı olduğu qənaətinə gəldik. Ancaq yenə də 60Co (1.33 MeV) mənbədən gələn hitləri görə bildik. Testlər zamanı əsas məhdudlaşdırıcı amil əhəmiyyətli səs -küy idi. Səs -küy mənbələri çox idi və bunların nədən yarandığına dair az izahat var idi. Ən əhəmiyyətli və zərərli mənbələrdən birinin birinci gücləndirmə mərhələsindən əvvəl səs -küyün olması olduğunu gördük. Böyük qazanc sayəsində bu səs-küy demək olar ki, yüz qat artdı! Yəqin ki, gücləndiricinin mərhələlərinin geribildirim döngələrinə düzgün olmayan güc süzgəci və Johnson səs-küyünün yenidən vurulması da kömək etdi (bu, aşağı siqnalın səs-küy nisbətini izah edərdi). Səs -küyün önyargı ilə asılılığını araşdırmadıq, amma gələcəkdə bunu daha da araşdıra bilərik.

Addım 9: Daha Böyük Şəkil

Veritasium -dan dünyanın ən radioaktiv yerləri haqqında videoya baxın!

Bu günə qədər getmisinizsə və addımları izləmisinizsə, təbrik edirəm! LHC kimi real tətbiqlər üçün bir cihaz qurdunuz! Bəlkə də bir karyera dəyişikliyi düşünüb nüvə fizikası sahəsinə girməlisiniz:) Daha texniki baxımdan, hadisələri lokallaşdırmaq və fərqləndirmək üçün fotodiodlar matrisindən və əlaqəli sxemdən ibarət bir qatı hal radiasiya detektoru qurdunuz. Detektor, kiçik yük pulslarını müşahidə edilə bilən gərginliklərə çevirən, sonra fərqləndirən və müqayisə edən çoxlu gücləndirmə mərhələlərindən ibarətdir. Kanallar arasındakı bir müqayisə cihazı, aşkar edilmiş hadisələrin məkan bölgüsü ilə bağlı da məlumat verir. Məlumat toplamaq və təhlil etmək üçün bir Arduino mikro nəzarətçisinin və əsas proqramın istifadəsini də daxil etdiniz.

Addım 10: İstinadlar

Əlavə edilmiş möhtəşəm PDF -lərə əlavə olaraq burada bəzi əlaqəli məlumat mənbələri var:

- F. A. Smith, Tətbiqi Radiasiya Fizikasında Başlanğıc, Dünya Elmi, River Edge, NJ, 2000.

- İlk Sensor, İlk Sensor PIN PD Məlumat Vərəqi Parça Təsviri X100-7 SMD, Veb. mouser.com/catalog/specsheets/x100-7-smd-501401-prelim.pdf

- Horowitz, Paul and Hill, Winfield, Elektronika Sənəti. Cambridge University Press, 1989.

- C. Thiel, Yarımkeçirici Radiasiya Detektorlarına Giriş, Veb. fizika.montana.edu/students/thiel/docs/detector.pdf

- Lyndon Evans, Böyük Hadron Çarpanı: Texnologiya Möcüzəsi, Ed. EPFL Press, 2009.