آشکارساز 2335P50 از نوع سوسوزن پلاستیک بوده که به نوترون سریع و پرتوهای گاما حساس است. آشکارسازی تابش یونیزاسیون با نور سوسوزن تولید شده در مواد یکی از قدیمیترین تکنیکها است. تصاویر را می توان جمع آوری کرد یا اندازه گیری های شدت را انجام داد. خروجی نور به پالس های ولتاژ تبدیل می شود که همانند پالس هایی از آشکارسازهای تناسبی، آشکارسازهای نیمه هادی و غیره پردازش می شوند. با توجه به سرعت پاسخدهی بالا از این آشکارساز در موارد زیادی مانند شمارش چشمه های پالسی و پیوسته نوترونی، برخی از دروازههای حفاظتی و سیستمهای زمانگیری و همچنین اندازه گیریهای فیزیک ذرات استفاده می شود.
سوسوزن های پلاستیکی به شکل محلول های جامد از سوسوزن های آلی هستند که در اندازه های استاندارد میله ای، استوانه ای و صفحه تخت در بازار موجود هستند. در مواردی که به سوسوزن های جامد در حجم بالا نیاز است بهترین گزینه سوسوزن های پلاستیکی می باشند. با این حال، در این مواد خود جذبی نور سوسوزن را نمی توان نادیده گرفت و خواص تضعیف این مواد باید مورد توجه قرار گیرد. این سوسوزن ها در مقابل آب، هوا و بسیاری از مواد شیمیایی بی اثر هستند. بنابراین، از آنها در تماس مستقیم با نمونه های پرتوزا می توان استفاده کرد. از معایب این سوسوزن ها این است که مقدار نوری که در آنها تولید می شود بسیار کم است. بنابراین، برای تقویت این نور باید از لامپ تکثیرکننده فوتونی استفاده کرد.
عملکرد این سوسوزن ها به دو مرحله زیر تقسیم می شوند:
۱- جذب انرژی تابش فرودی به وسیله سوسوزن و تولید فوتون ها در گستره دیدگانی طیف الکترومغناطیسی
۲- تقویت نور به وسیله تکثیرکننده فوتون و تولید پالس خروجی
این آشکارساز از قسمت های زیر تشکیل شده است:
- سلول آشکارساز
- لامپ تکثیر کننده فوتونی (PMT)
- پوسته نگهدارنده آلومینیومی
-
الف: مشخصات فنی آشکارساز سوسوزن 2335P50
- ماده سوسوزن: سوسوزن (EJ-301) ساخت شرکت Eljen (معادل NE-301)
- ابعاد سوسوزن: : ۲ در ۲ اینچ
- محدوده پاسخ انرژی نوترون: ۲۰۰ کیلو الکترون ولت تا ۱۵ مگا الکترون ولت
- لامپ تکثیر کننده فوتونی: مدل XP4512B از شرکتPHOTONIS
- پوسته نگهدارنده آشکارساز: آلومینیوم همراه با رنگ کورهای
- وزن آشکارساز: ۵/۳ کیلوگرم
- ابعاد آشکارساز: ۴۴/۵ × ۱۶ سانتی متر
- مقسم ولتاژ: IAP- 2051Ap یا IAP 2051aZ
- ولتاژ کار نوعی:
- حداکثر ولتاژ کار:
- زمان خیزش پالس آند: تقریباً ۴ نانو ثانیه
- پهنا در نیم بیشینه پالس آند: تقریبا ۱۰ نانو ثانیه
- کانکتور تغذیه: SHV
- کانکتور خروجی سیگنال آند و داینود: BNC
ب: مشخصات آشکارساز سوسوزن 2335P50
- خروجی نور: %۷۸
- تعداد فوتون ها بر انرژی الکترون ها (مگا الکترون ولت): ۱۲۰۰۰
- طول موج گسیل ماکزیمم: ۴۲۵ نانومتر
- گرانش خاص: ۰/۸۷۴
- نسبت اتمی هیدروژن به کربن: ۱/۲۱۲
- ضریب شکست: ۱/۵۰۵
- زمان افت: ۲/۳ نانو ثانیه
- ضریب انبساط خطی: ۵-۱۰× ۷/۸
مشخصات لامپ تکثیر کننده فوتونی
لامپ تکثیرکننده فوتونی، یک لامپ خلاء بدون گرمایونی است، معمولا از شیشه ساخته شده است که سیگنال های نور کم را به یک جریان الکتریکی قابل اندازه گیری تبدیل می کند و برای آشکارسازی فوتون های کم انرژی در گستره نور UV تا نور مرئی، فوتون های انرژی بالا (پرتوهای گاما و ایکس) و ذرات یونیزه با استفاده از سوسوزن کاریرد دارد. لامپ تکثیر کننده فوتونی در همه آشکارسازهایی که بر پایه ماده سوسوزن هستند، استفاده می شود. این لامپ از سه قسمت اصلی فوتوکاتد برای تبدیل فوتون ها به الکترون ها با استفاده از اثر فوتوالکتریک، زنجیره تکثیرکننده با یک سری داینودها برای تکثیر تعداد الکترون ها و یک آنود که جریان تولیدی را جمع آوری می کند، تشکیل شده است. در تکثیر کننده های فوتونی خطی، ساختار داینودها به گونهای است که قادر به کمینه کردن زمان عبور و زمان صعود پالس می باشند. لامپ مورد استفاده در این آشکارساز مدل XP4512B از شرکت PHOTONIS است. XP4512B یک PMT سریع از نوعEnd Window با فتوکاتد حساس به آبی- سبز و ۱۰ داینود با طراحی خط می باشد. این PMT در شمارش سوسوزنی نمونه های شیمیایی و فیزیک انرژی بالا کاربرد دارد. از مشخصه های آن بهره زیاد و خطی بودن عالی را می توان نام برد.
در یک لامپ تکثیرکننده فوتون متوسط انرژی الکترون ها هنگام حرکت بین مراحل تکثیر پایین است. لذا، این لامپ به وجود میدان های مغناطیسی ضعیف حتی میدان مغناطیسی زمین بسیار حساس است. در مواردی که لامپ در مجاورت تجهیزاتی با میدان مغناطیسی ضعیف قرار می گیرد، حفاظ مفناطیسی برای جلوگیری از تغییر بهره لامپ نیاز است. از این رو، تاثیر میدان مغناطیسی با پوشاندن لامپ تکثیر کننده فوتونی با یک ورقه استوانه ای فلزی (µ) را میتوان حداقل کرد. ورقه استوانه فلزی در شکل ها و اندازه های مختلف از بازار تهیه می شود
- شمارش چشمه های نوترونی پالسی و پیوسته
- گیت های مانیتورینگ پرتال
- سیستم های زمان بندی
- رادیوتراپی
- اندازه گیری های فیزیک ذرات
