3.3 Szintillationsdetektoren:

Beschreibung

Karteikarten am 3.3 Szintillationsdetektoren:, erstellt von Tom Schobert am 26/09/2017.
Tom Schobert
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Tom Schobert
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Lumineszenz - Energie zugeführt - Emission nicht thermischer Strahlung - Anregung in Niveaus - Relaxation unter Abgabe eines Photons
Szintillation - Leuchten durch Einschlag energetischer Teilchen
Fluoreszenz - Lumineszenz mit Abstrahlung unmittelbar nach Anregung (τ<1μs)
Phosphoreszenz - Lumineszenz mit stark verzögerter Abstrahlung (τ>>1μs)
Szintillationszähler - einzelne Photonen von einigen keV bis vielen MeV - Szintillator und Photomultiplier
Szintillationszähler Messprinzip - harte Photonen setzen Elektronen im Szintillator frei - angeregte Zustände im Kristall durch Stöße - Abstrahlung im VIS
Szintillationszähler Materialien NaI dotiert: Bi4Ge3O12: Plastikszintillator:
NaI dotiert Photonen mit kleinerer Energie als Bandlücke werden emittiert Lichtkonversionseffizienz η≈12 % Szintillationszeit ≈ 1 μs
- Bi4Ge3O12 viele MeV, Abstrahlung 480 nm (blau)
Plastikszintillator wesentlich schneller, ineffizienter: τ≥200 ps, η≈1-5 % Intensität grob proportional zur Energie Energieauflösung: ΔE/E=(ΔN_s)/N_s ≈5/3 (E[keV])^(-1/2)
Fluoreszenzschichten - 10 eV-10 keV - auf CCD-Chip oder Lichtfaserbündel - Dicke: 1-10 μm - polykristallines Material mit Korngrößen um 1 μm (räuml. Auflösung)
Fluoreszenzschichten: Beispiele P43 TPB CdS:In CsI
P43 - großer XUV-Spektralbereich - im Grünen bei 545 nm
TPB - organisch, zweiter Stoff als Frequenzschieber - Effizienz Absorption und Emission
Cd:SIn: - ≈525 nm, Abklingzeit <1ns
CsI: - harte Photonen (10-120 keV, medizinischer Bereich) - Dotierung Ti/Na
Images Plates (IPs,Speicherfolien): - Digitale Auslesungsmethode - großflächige Platten: Trägersubstrat mit Emulsionsschicht - Einlagerung BaFBr:Eu2+-Moleküle → Anregung in metastabilen Zustand (>d) - Beleuchtung rotes Licht, weitere Anregung, Abstrahlung im Blauem - hohe räumliche Auflösung (≈25μm) - hervorragender Dynamik (>105) - harte Photonen(10eV-viele MeV)+energetische Teilchen
Thermolumineszenzdetektoren(TLDs) - Anlagerung und Verbleib freier Elektronen in Haftstellen durch harte Strahlung (LiF) - Abruf gespeicherter Information durch Wärme - Ablösen - Abstrahlung VIS ∞ Gesamtdosis - nach Abkühlen ist Information gelöscht - Personendosimetrie, Altersdiagnostik
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