3-1- مقدمه. 27
3-2- ضریب تکثیر. 30
3-3- انتخاب گاز. 33
3-3-1- آستانهای برای تکثیر بهمنی… 33
3-3-2- خاموش کننده. 35
3-3-3- ضریب تکثیر گاز. 37
3-4- نوعهای خاص از شمارندههای تناسبی… 37
3-4-1- شمارنده تناسبی B .. 37
3-4-2- شمارندههای هلیومی… 38
3-4-3- شمارندههای تناسبی چند سیمی… 38
فصل چهارم: آشکارساز های حساس به مکان
4-1- مقدمه. 40
4-2- خط تأخیر. 42
4-3- الکترونیک وابسته. 43
4-4- پیشتقویت کننده. 46
4-5- تقویت کننده و تبعیضگر. 46
4-6- تبدیلگر زمان به دامنه TAC 48
4-6-1- خط تأخیر خارجی… 49
4-7- تبدیلگر آنالوگ به دیجیتال ADC.. 49
4-8- آشکارساز حساس به مکان یک بعدی با استفاده از خط تأخیر 49
4-9- آشکارساز حساس به مکان دو بعدی… 50
4-9-1- روش خط تأخیر. 50
4-9-2- روش چند لایه ای… 50
4-9-3- استفاده از دو کاتد.. 51
عنوان صفحه
4-9-4- استفاده از نوارهای میکرو. 52
4-9-5- استفاده از روش تقسیم بار. 53
فصل پنجم: مقدمه ای بر نرم افزارهای بکار گرفته شده در این پایان نامه و نتایج شبیه سازی
5-1- مقدمه. 55
5-2- استفاده از نرمافزار Gmsh. 56
5-3- استفاده از نرمافزار Elmer. 62
5-3-1- نرمافزار ElmerGrid. 63
5-3-2-نرمافزار Elmer Solver. 64
5-4- تولید فایل با پسوند sif. 64
5-5- استفاده از نرمافزار ++Garfield. 66
5-6- وارد کردن Field Maps به نرمافزار ++Garfield: 67
5-7- پتانسیلهای وزنی و بازخوانی سیگنال.. 69
5-8- نتایج شبیهسازی… 71
فصل ششم: ابعاد و نحوه ساخت
6-1- اجزاء آشکارساز. 74
6-1-1- کاتد و خط تأخیر. 74
6-1-2- صفحهی آند.. 76
6-1-3- فاصله دهنده. 78
6-2- محفظه. 79
6-2-2- پنجره ورودی… 80
6-3- گاز و چگونگی ترکیب آن.. 80
6-3-1- نوع گاز. 81
عنوان صفحه
6-3-2- تعیین درصد گازها و چگونگی ترکیب آنها 83
6-3-3- فشار گاز. 84
6-4- چشمه. 85
یک مطلب دیگر :
فصل هفتم: نتیجه گیری و پیشنهادات… 86
مراجع.. 96
پیوستها 98
چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی
- آشکارسازی تابش ایکس کم انرژی
برای آشکارسازیِ تابش ایکس کم انرژی آشکارسازهایی اعم از شمارندههای تناسبی گازی، آشکارسازهای حالت جامد[1] و آرایههای میکروکانال[2] موجود هستند، ولی به دلیل مزیتهایی که در زیر ذکر شدهاست آشکارسازهای تناسبی گازی از گذشته تا کنون به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند[1]:
- بازدهی بالا
- پهنای باند گسترده
- امکان ساخت در اندازههای بزرگ
- تابش پس زمینه کم
- امکان ساخت برای بدست آوردن قدرت تفکیک پذیری مکانی
- امکان به دست آوردن قدرت تفکیک پذیری انرژی
آشکارسازهای گازی حساس به مکان چند سیمی زیر مجموعهای از شمارندههای تناسبی گازی هستند که میتوان توسط آنها علاوه بر شمارش تعداد برهمکنشها، مکان برهمکنش را نیز به دست آورد، به همین دلیل یکی از کاربردهای آنها استفاده در شتابدهنده یا به عبارت دیگر استفاده از آنها در تصویربرداری از نمونهای که در معرض تابش قرار میگیرد است، به این صورت که نمونهای در معرض تابش قرار میگیرد و تابش پراشیده شده از نمونه توسط آشکارساز آشکار میشود و ساختار آن نمونه مشخص میشود. آشکارسازهایِ دیگری اعم از آشکارسازهای سوسوزن هم برای این هدف موجود هستند ولی در این آشکارسازها باید برای بدست آوردن نرخ سیگنال به نویز قابل قبول، انرژی ذره ورودی زیاد باشد. از طرفی هم در تصویربرداری اگر ماده هدف نازک باشد دیگر نمیتوان از انرژیهای زیاد استفاده کرد زیرا برای اینکه بتوان ساختار ماده را مشخص کرد، تابش ابتدا باید توسط نمونه جذب شود و پراکندگی یا پراش اتفاق بیافتد و سپس توسط پراش به وجود آمده به ساختار نمونه پی برده شود در حالی که اگر انرژی تابش زیاد باشد، تابش کاملاً از هدف عبور میکند. به همین دلیل انرژیهای پایین مد نظر هستند که تابش X نرم بهترین گزینه است. شکل (1-1) محدوده تابشهای الکترومغناطیسی را نشان میدهد که محدوده تابش X نرم در آن مشخص است:
- طیف انرژی تابش الکترومغناطیسی به همراه طول موج و فرکانس مربوطه
آشکارسازهای گازی حساس به مکان چند سیمی به دلیل عملکرد خوبی که در محدودهی انرژیهای پایین دارند مورد توجه قرار گرفته اند. عملکرد پراش و آشکارسازی به صورت خلاصه در شکل (1-2) مشخص است :
- شمایی از پراش و آشکارسازی به صورت خلاصه
همانطور که از شکل (1-2) مشخص است آشکارساز برای اینکه بتواند تمامی تابشهایی که پراشیده میشوند را آشکار کند باید زاویه فضایی زیادی را بپوشاند.
آشکارسازی در یک و دو بعد انجام میشود، برای اینکه بتوان فرآیند آشکارسازی را درک کرد میتوان آن را مانند فرآیند یک اسکنر در نظر گرفت که در آشکارسازی یک بعدی نمونه در یک جهت مثلاً x اسکن میشود در حالی که در آشکارسازی دو بعدی نمونه یکبار در جهت x و یکبار در جهت y اسکن میشود و به همین دلیل سریعتر است.
آشکارساز یک بعدی در مرجع [2]مورد بررسی قرار گرفته است. در این پایاننامه آشکارساز حساس به مکان دو بعدی مورد بررسی قرار میگیرد. روشهای متعددی برای آشکارسازی حساس به مکان دو بعدی موجود است که عبارتاند از:
- روش خط تأخیر
- روش چند لایه ای
- استفاده از دو کاتد
- استفاده از نوارهای میکرو
- استفاده از روش تقسیم بار
که در این پایان نامه روش خط تأخیر با هندسهای به شکل (1-3) انتخاب شده است:
به دلیل اینکه سیگنال نهایتا از کاتد گرفته میشود هر کدام از کاتدها اعم از x و y به خطوط تأخیر متصلاند که این خطوط تأخیر هر یک شامل یک خازن 82pF و یک خود القاء 20µH است. برای درک استفاده از روش خط تأخیر، در یکی از بعدها، دو مکان انجام برهمکنش در نظر گرفته میشود. 0و Error! Reference source not found.اگر پیکسل ستاره دار مکان انجام برهمکنش باشد و هر کدام از مولفههای خازن و خودالقا تأخیر 1 ایجاد کنند در ازای تشکیل دو پالس A و B داریم:
