Индикатор радиации на PIN-фотодиоде

[Ivani]

С ибея.
Открою страшную тайну - также плющит все счетные сцинтилляторы в связи с тем что они лучше считают импульсы низких энергий.
Гейгеры считают чем выше энергия тем выше % посчитанных частиц пролетевших через объём счетчика.
Для сцинтилляторов существует зависимость % счета от энергии частиц и она обратная.

[ArtDen]

Ivani, не совсем понял твою мысль. Можешь пояснить?

[Ivani]

Грубо говоря сцинтиллятор поймает 100% частиц с энергией 100 КэВ и лишь 50% частиц с энергией 5 МэВ пролетающих через его объём.
+ все частицы считаются одинаково, а ионизирующее действие отличается в сотни раз.
На практике все на 2 порядка сложнее.

[ArtDen]

Это и так понятно, хотя цифры взяты с потолка. Но что значит "плющит все счетные сцинтилляторы"?

[Ivani]

Они по определению не могут показать правильно мкР/ч и мкЗв/ч в условиях спектра отличного от натурального фона.
У Гейгера чем выше энергия частицы тем выше вероятность регистрации, с исключением на низких энергиях, для поправки применяют фильтр.
мкР/ч - ионизирующее действие ИИ в газе(воздухе), мкЗв/ч - ионизирующее действие ИИ в плоти.
Есть 2 класса сцинтилляторов свободных от этой болезни - спектрометры и токовые с воздухо-эквивалентным пластиком (ДРГ3-02).

[suslogon]

так что получается: на сцинти эффекте годного дозика не сделаешь?

[Ivani]

так что получается: на сцинти эффекте годного дозика не сделаешь?

Годного для чего?
Полно дозиметров сцинтилляционных, только надо помнить что меряют они верно только с оговорками.

[suslogon]

годного для того же,для чего используют обычные дозики - для дозиметрии в бытовых условиях.

а вообще глобальный вопрос такой: из ваши слов я понимаю, что по сути для обычной дозиметрии сцинти детекторы смысла использовать нету никакого, а реально они раскрываются во всей красе в ядерной спектрометрии?

[Ivani]

И в поиске и в микро-дозиметрах.
На современной элементной базе можно сделать карманный спектрометр.

[suslogon]

не понимаю я вас тогда...сначала вы пишите, что гейгеры лучше для простой дозиметрии "Открою страшную тайну - также плющит все счетные сцинтилляторы в связи с тем что они лучше считают импульсы низких энергий.", "Грубо говоря сцинтиллятор поймает 100% частиц с энергией 100 КэВ и лишь 50% частиц с энергией 5 МэВ пролетающих через его объём.+ все частицы считаются одинаково, а ионизирующее действие отличается в сотни раз.", "У Гейгера чем выше энергия частицы тем выше вероятность регистрации, с исключением на низких энергиях, для поправки применяют фильтр." и тд, а сейчас пишите, что "И в поиске и в микро-дозиметрах.".
как вас понимать?

[Ivani]

При одинаковом объёме сцинтиллятор считает в разы быстрее, а ошибка в 2-5 раз при больших уровнях не критична(фон он считает верно).
Будучи мелким я с помощью СРП-2 нашел маленький кусочек радиоактивного шлака(активность много ниже эталона) на площади более 200 м^2

[ArtDen]

Ivani, а есть какие-то реальные подтверждения, что современные сцинтилляционные дозиметры дают большую погрешность в измерении чего-го, отличного от фона? Можешь привести ссылки ? Или это только твои домыслы?

[Ivani]

Я видел и не смог найти в инете процент регистрируемых частиц от их энергии, притом там участвуют форма и размеры кристалла, возможно это были 2 разных документа.
И сцинтиллятор считает все частицы одинаково, не зависимо от их энергии.
Аналоговый (не счетный) радиометр на воздухо-эквивалентном сцинтилляторе у меня есть, я читал о принципе его работы и отличия от счетных приборов.
Точнее форма влияет на спектрометрическое разрешение.

[suslogon]

если сцинциллятор считает все одинаково, то как тогда возможна спектрометрия с помощью сцинциллятора и банального фэу?
http://radiokot.ru/circuit/analog/measure/24/

[Ivani]

Импульсы можно просто посчитать, а можно анализировать их амплитуду, амплитуды импульсов отличаются на 3 порядка в зависимости от энергии частицы, после сбора статистики вычислитель делает различные поправки.
Для моего ФЭУ по памяти уровни импульсов составляют 1 мВ - 1 В на нагрузке порядка 200 Ом.
Вот пример карманного спектрометра http://www.polimaster.ru/products/hand- ... ts/pm1403/ (Встроенный спектрометрический детектор CsI(Tl))

[sgrb]

Меня эта тема заинтересовала в плане применимости подобной фотодиодной конструкции в качестве сверхдешёвого "домашнего" спекторометра (например, для проверки всяких ягод-грибов с рынка, не из Чернобыля ли они). Даже с матрицей из нескольких десятков ФД оно будет стоить в разы (если не на порядки) дешевле варианта ФЭУ + сцинтиллятор, даже при использования компонентов б/у или с хранения (про новые я вообще молчу). Низкая скорость счёта? да пофиг, утром поставил измеряться - вечером посмотрел спектр, мы никуда не торопимся Т. е. цена компенсирует медленность

Меня в этом всём смущают два момента.
1. Шумы. Какой примерно уровень шумов получается в пересчёте в энергию регистрируемых частиц. Это будет, по сути, нижней границей чувствительности устройства.
2. Разброс энергетической чувствительности (т. е. отношения амплитуды импульса к энергии частицы) между диодами. Не оценивался ли он как-то? Если он будет велик - то пики на спектре будут размазываться (из-за того, что частица одной энергии в разных диодах будет давать импульсы разной амплитуды). Впрочем, судя по внешнему виду спекторов (пики видны всё-таки) с этим не так всё плохо.

Вообще, как мне кажется, характеристики можно несколько улучшить если к каждому фотодиоду приделать свой предусилитель хотя бы на одном транзисторе (кардинально это конструкцию не удорожит), а потом уже сливать сигналы с них в общую кучу - так не будет влиять ёмкость других диодов на сигнал от одного. В идеале нужно вообще сигналы с каждого диода обрабатывать независимо (чтобы шумы не складывались), но так слишком сложно получится если диодов много. Но можно, опять же, не доходить до предела, а поделить их на несколько групп с независимой обработкой сигнала.

[ArtDen]

sgrb, 1) если верить интернету, то чувствительность детекторов на одиночных фотодиодах составляет 60 кэВ и возможно даже меньше. Ниже уже мешает шум. Хотя, есть подозрение, что граница намного меньше 60 кэВ, но проверить этого не могу из-за отсутствия радиоактивного источника.
2) Разброс от каждого фотодиода скорее всего есть, но незначительный.

Думаю, что вполне можно запараллелить 100 фотодиодов сразу. Это обойдётся в 15 руб x 100 = 1500 рублей, что не так уж и много. Смысла ставить к каждому диоду усилитель не вижу. В ближайшее время хочу проверить как будут вести себя 100 фотодиодов, включенные в параллель без сцинтиллятора.

[Ivani]

Air Counter S на ФД Хаматсу фиксирует 60 КэВ от америция.
Мои нелепые поделки с трудом фиксировали 60 КэВ, если правильно сделать усилитель то будет фиксироваться без проблем.
ФД имеют все минусы сцинтилляторов + малую толщину, результатом кустарной технологии прямого детектирования полупроводником ИИ я вижу индикатор-сигнализатор карманный постоянно включенный.
Свежепринесенная клубника сжирается до вечера, до утра что-то остается если принести несколько килограмм + количество зарегистрированных частиц в секунду одним ФД в 1000 - 5000 раз меньше чем у счетного сцинтиллятора.
Для генерации мягких ИИ купил В1-0,15/55 но еще не делал бп для него.
Для небольших "лабораторных" детекторов купил пластик BC 408, ФЭУ-31 и резисторов в делители , трансформаторы из подсветки жк мониторов, единственная проблема - малая длительность импульса - усиливать проблематично, амплитуда большая, проще сразу считать.

[ArtDen]

Наконец-то пришли фотодиоды на эксперименты:

Купил 100 штук, но сейчас понял, что надо было брать больше, т.к. часть отсеется как сильношумящие.

Думаю, как их включить. Либо все сразу, либо с отдельным усилителем на каждые 20 штук.

[suslogon]

попробуй для начала все сразу