بخشی از مقاله
مقدمه
در دستگاه های صنعتی داشتن دقت مناسب برای اندازه گیری بسیار مهم است. داشتن ثبات در اندازه گیری با تغییر چرخش آشکارساز حول محور خود از پارامترهای مهم در سیستم های چاه پیمایی و تداخل سنج و اسکن برج های تقطیر است.
به عنوان مثال در یک سیستم تداخل سنج محلول های انحلال ناپذیر که سیستم آشکارسازی به صورت متحرک از کف مخازن عملیات اسکن و تعیین مرز لایه مختلف مواد را مشخص میکند اثر چرخش آشکارساز در طول مسیر اسکن و در نتیجه اثر تغییرات میدان مغناطیسی برروی یک PMT فاقد حفاظ مغناطیسی موجب تغییر حدودی 10-20 درصد در شمارش 10000 پالس بر ثانیه میشود و به طور کلی لایه های مواد که از لحاظ تئوری اختلاف شمارش کمتری نسبت به این مقدار دارند تعیین نمیشوند.
459
عاملی که بر روی آشکارسازهای سوسوزن اثر میگذارد اثر میدان مغناطیسی زمین بر روی PMT است.
در PMT نور تولید شده توسط آشکارساز سوسوزن به فوتوکاتد برخورد کرده و الکترون تولید میشود و این الکترون ها با اعمال ولتاژ بین داینودها تکثیر میشوند تا درنهایت در آند جمع میشوند. [1] چون این الکترون ها دارای انرژی پایینی هستند و در خلا حرکت میکنند، به شدت تحت تاثیر میدان مغناطیسی هستند.به ویژه در فواصل صفحه کاتد تا داینود اول و دوم که جمعیت الکترونی نیز بسیار پایین میباشد.[2 ] این تغییر جهت لکترون ها باعث تغییرات اندک در گین PMT نیز میشود.[3] بزرگی میدان مغناطیسی در سطح زمین بین 25 تا 65 میکروتسلا 0,25) تا 0,65 گاوس) است[4] و این میدان مغناطیسی طبق قانون لورنتز بر روی الکترون هایی که داخل PMT در حرکت هستند میتواند اثر بگذارد.
روش کار
یرای مشاهده تغییرات میدان مغناطیسی از دو PMT که یکی دارای حفاظ مغناطیسی و دیگری فاقد حفاظ مغناطیسی استفاده میشود.
PMT استفاده شده در این مقاله که فاقد حفاظ مغناطیسی است، مدل CR-169 ساخت شرکت BEIJING Hamamatsu, China میباشد که یک کریستال یدور سدیم 2×2 اینچ به آن کوپل شده است و مشخصات آن در جدول 1 آمده است.
PMT دارای حفاظ مغناطیسی که در این آزمایش استفاده شد، ساخت شرکت Hamamatsu, Japan مدل R1307 است.
460
جدول1 مشخصات PMT های استفاده شده
R1307 CR-169 model
650nm 300 ~ 300 ~ 650nm (S-4) Spectral response range
30nm 420 420nm Wavelength of Maximum Response
Borosilicate glass Borosilicate glass Side of the tube and window materials
Box and grid Box-gate (10) Doubling system architecture
8ns 7 0ns Anode pulse rise time
64ns 70ns Electron transit time
E678-14A E678-15B/CR105 Applicable tube socket
روش کار
برای اندازه گیری در ابتدا باید توجه داشته باشیم موقعیت چشمه نسبت به آشکارساز در تمام جهت های مورد تست ثابت باشد بدین منظور در ابتدا چشمه توسط یک پایه نگهدارنده به بدنه آشکارساز ثابت میشود. با توجه به اشباع شدن آشکارساز در شمارش های بالا فاصله چشمه از آشکارساز و اکتیویته چشمه طوری انتخاب میشود که آشکارساز به حالت اشباع نرود. در تمام موارد از یک چشمه سزیم 137 با اکتیویته حدود 10 میکروکوری در فاصله 5 سانتی متری از آشکارساز استفاده شده است. مدار الکترونیک به کار رفته پس از PMT به ترتیب شامل یک پیش تقویت کننده با قابلیت تقویت، دو مقایسه گر LL وUL، یک مولد پالس مربعی، یک شمارنده و یک ارسال کننده آرایه داده ها در قالب یک رشته ده بایتی با پروتکل RS-232 به کامپیوتر میباشد. میزان تقویت برای فوتون های 662 keV چشمه سزیم 137، 4 ولت و حد پایین و بالای مقایسه گر به ترتیب 1,5 و 5 ولت برای تمام موارد میباشد.
