یکشنبه, ۲۳ اردیبهشت, ۱۴۰۳ / 12 May, 2024
آشکار سازهای ذرات
آشکارسازی ذرات عبارتست از فرآیندی که در آن خصوصیاتی مانند جرم ، انرژی ، بار الکتریکی ، مسیر حرکت و ... و در مجموع نوع یک ذره حامل انرژی که در واکنشهای هستهای بوجود میآید، توسط دستگاهی (اغلب آشکارساز) تعیین میشود.
دید کلی
فرآیند آشکارسازی متشکل از یک دستگاه آشکارساز است که بسته به نوع ذره تابشی و آشکارسازی خصیصهای از ذره ، نوع دستگاه فرق میکند. سهم عمده در آشکارسازی ذره توسط مادهای متناسب با ذره تابشی در دستگاه آشکارساز انجام میشود که عبارت است از برهمکنش ذره باردار حامل انرژی با الکترونهای مداری ماده آشکارسازی که این برهمکنش توسط مدارهای الکترونیکی آشکارساز ، به یک پالس الکتریکی تبدیل میشود. عوامل موثر بر آشکارسازی ذرات در این مقوله مورد بررسی قرار میگیرد.
ذرات تابشی
واپاشی هستهای یک فرآیند خودبخودی است، یعنی سیستم بطور خودبهخودی ، از حالتی به حالتی دیگر تغییر میکند. پایستگی انرژی ایجاب میکند که انرژی حالت نهایی پایینتر از حالت اولیه باشد. این اختلاف انرژی به طریقی به خارج سیستم فرستاده میشود. در تمام این موارد ، این امر با گسیل ذرات حامل انرژی بدست میآید که این ذرات یک یا ترکیبی از گسیل الکترومغناطیسی ، گسیل بتا و گسیل نوکلئون است که کلا میتوان ذرات تابشی را به دو بخش ، ذرات تابشی باردار حامل انرژی و ذرات بیبار حامل انرژی ، تقسیمبندی کرد.
ذرات تابشی باردار حامل انرژی
بار الکتریکی ذرات باردار حامل انرژی سهم مهمی در آشکارسازی ذره دارد. وقتی ذره تابشی از کنار اتمها عبور میکند، به علت باردار بودن ، بر الکترونهای مداری نیروی الکتریکی وارد میکند. در این برهمکنش انرژی مبادله میشود که باعث کند شدن حرکت ذره تابشی و کنده شدن الکترونها از مدارشان میشود. این الکترونهای جدا شده از مدار اساس بسیاری از روشهای آشکارسازی ذرات تابشی و اندازه گیری جرم ، بار ، انرژی و ... آنها است.
روشهای کلی آشکار کردن ذرات باردار حامل انرژی
سه روش اساسی برای آشکار کردن ذرات باردار تابشی با استفاده از یونش وجود دارد :یونش را میتوان قابل روئیت کرد، بطوری که رد ذرات را بتوان دید و یا عکسبرداری کرد.وقتی که زوج الکترون _ یون دوباره ترکیب میشوند، نور گسیل شده را با یک دستگاه حساس به نور میتوان آشکارسازی کرد.با استفاده از یک میدان الکتریکی میتوان الکترونها و یونها را جمعآوری کرد و از این طریق یک علامت الکتریکی تولید کرد.
ذرات تابشی بیبار حامل انرژی
در آشکارسازی ذرات باردار حامل انرژی ، بار ذره عامل مهمی در آشکارسازی ذره بود ولی نوترونها و فوتونها (در ناحیه پرتوهای ایکس و گاما) فاقد بار هستند، لذا روشهایی که برای آشکارسازی آنها بکار رفته، کمتر از ذرات باردار است. احتمال برهمکنش نوترونها یا پرتوهای ایکس و گاما با اتم یا هسته آن بهصورت سطح مقطع کل بیان میشود.
فوتونها -در ناحیه پرتوهای ایکس و گاما
پرتوهای ایکس و گاما با الکترونهای مداری ماده از طریق سه برهمکنش شناخته شده ، یعنی اثر فوتوالکتریک ، پراکندگی کامپتون و تولید زوج الکترون _ پوزیترون برهمکنش میکنند. برای پرتوهای ایکس و گاما سطح مقطع کل با مجموع سطح مقطعهای سه برهمکنش اساسی یاد شده در بالا برابر است.
نوترونها
نوترونها میتوانند پراکنده شوند و یا واکنشهای هستهای ایجاد کنند که بسیاری از این واکنشها منجر به گسیل ذرات باردار حامل انرژی میشود. تمام روشهای آشکارسازی نوترونها در نهایت به آشکارسازی ذرات باردار منجر میشود که بعد از تابش نوترون به یک ماده خاص ذره باردار تابش میشود. برای نوترون سطح مقطع کل با مجموع سطح مقطعهای واکنش و پراکندگی برابر میباشد.
اصول کار دستگاههای آشکارساز
اصول کار اغلب دستگاههای آشکارساز مشابه است. تابش وارد آشکارساز میشود، با اتمهای ماده آشکارساز برهمکنش میکند (اثر تابش بر ماده) و ذره ورودی بخشی از انرژی خود را صرف جداسازی الکترونهای کمانرژی ماده آشکارساز از مدارهای اتمی خود میکند. این الکترونها و یونش ایجاد شده جمعآوری میشود و توسط یک مدار الکترونیکی برای تحلیل به صورت یک تپ ولتاژ یا جریان در میآید.
خصوصیات مواد آشکارساز بکار رفته در آشکارسازها
ماده مناسب برای آشکارسازی هر ذره بستگی به نوع ذره تابشی دارد.برای تعیین انرژی تابشی بایستی تعداد الکترونهای آزاد شده از ماده زیاد باشد.برای تعیین زمان گسیل تابش باید مادهای را انتخاب کنیم که در آن الکترونها به سرعت تبدیل به تپ شوند.برای تعیین نوع ذره باید مادهای انتخاب شود که جرم و بار ذره اثر مشخصی بر روی ماده داشته باشد.اگر بخواهیم مسیر ذره تابشی را دنبال کنیم، باید ماده آشکارساز نسبت به محل ورود ذره تابشی حساس باشد.
انواع آشکارسازها
اتاقک ابر
اتاقک ابر متشکل از محفظهای از هوا و بخار آب به حالت اشباع است. در اطراف یونهای تشکیل شده از تابش ذرات باردار حامل انرژی ، قطرههای آب تشکیل میشود که با نوردهی مناسب میتوان مسیر حرکت ذره را دید یا عکسبردای کرد.
نمایندگی زیمنس ایران فروش PLC S71200/300/400/1500 | درایو …
دریافت خدمات پرستاری در منزل
pameranian.com
پیچ و مهره پارس سهند
تعمیر جک پارکینگ
خرید بلیط هواپیما
انتخابات مجلس دوازدهم مجلس شورای اسلامی انتخابات مجلس مجلس انتخابات مجلس دوازدهم انتخابات مجلس شورای اسلامی ستاد انتخابات کشور وزارت کشور رئیس جمهور رئیسی رهبر انقلاب
زلزله سلامت مرگ تهران هواشناسی سیل فضای مجازی شهرداری تهران سازمان هواشناسی پلیس بارش باران قتل
خودرو نفت یارانه گاز قیمت طلا قیمت خودرو قیمت دلار ایران خودرو بانک مرکزی پالایش و پتروشیمی نمایشگاه نفت بازار خودرو
نمایشگاه کتاب رضا عطاران کیانوش عیاری نمایشگاه کتاب تهران تلویزیون کتاب سینمای ایران نمایشگاه بینالمللی کتاب تهران دفاع مقدس سریال مهران مدیری کتابخوانی
فناوری اینترنت
رژیم صهیونیستی جنگ غزه اسرائیل فلسطین غزه آمریکا روسیه حماس سازمان ملل رفح اوکراین افغانستان
پرسپولیس فوتبال هوادار استقلال لیگ برتر لیگ برتر فوتبال ایران لیگ برتر ایران رئال مادرید سپاهان باشگاه پرسپولیس لیگ قهرمانان اروپا بازی
ایلان ماسک شفق قطبی اپل ناسا طوفان خورشیدی گوگل هوش مصنوعی فیبرنوری ماهواره
استرس فشار خون بارداری افسردگی شیر زایمان