فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

برای آشکارسازیِ تابش ایکس کم انرژی آشکارساز¬هایی اعم از شمارنده¬های تناسبی گازی، آشکارساز¬های حالت جامد و آرایه¬های میکروکانال موجود هستند، ولی به دلیل مزیت¬هایی که در زیر ذکر شده¬است آشکارسازهای تناسبی گازی از گذشته تا کنون به طور گسترده مورد استفاده قرار می¬گیرند[1]:
1. بازدهی بالا
2. پهنای باند گسترده
3. امکان ساخت در اندازه¬های بزرگ
4. تابش پس زمینه کم
5. امکان ساخت برای بدست آوردن قدرت تفکیک پذیری مکانی
6. امکان به دست آوردن قدرت تفکیک پذیری انرژی
آشکارسازهای گازی حساس به مکان چند سیمی زیر مجموعه¬ای از شمارنده¬های تناسبی گازی هستند که می¬توان توسط آن¬ها علاوه بر شمارش تعداد برهمکنش¬ها، مکان برهمکنش را نیز به دست آورد، به همین دلیل یکی از کاربرد¬های آن¬ها استفاده در شتابدهنده یا به عبارت دیگر استفاده از آن¬ها در تصویربرداری از نمونه¬ای که در معرض تابش قرار می¬گیرد است، به این صورت که نمونه¬ای در معرض تابش قرار می¬گیرد و تابش پراشیده شده از نمونه توسط آشکارساز آشکار می¬شود و ساختار آن نمونه مشخص می¬شود. آشکارساز¬هایِ دیگری اعم از آشکارساز¬های سوسوزن هم برای این هدف موجود هستند ولی در این آشکارساز¬ها 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 نمی¬توان از انرژی¬های 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 می¬کند. به همین دلیل انرژی¬های پایین مد نظر هستند که تابش X نرم بهترین گزینه است. ‏شکل (1-1) محدوده تابش¬های الکترومغناطیسی را نشان می¬دهد که محدوده تابش X نرم در آن مشخص است:

در این آشکارساز باید تمامی پیکسل¬ها کار کنند تا عملکرد آشکارساز کاملاً درست باشد. آسانترین راهی که می¬توان از درست کار کردن پیکسل¬ها مطمئن شد این است که یک منبع قوی با اکتیویته زیاد به فاصله¬ی تقریباً زیادی از مانع با شکل مشخص (مثلاً K) به عنوان کولیماتور قرار گیرد و طیف حاصل مشاهده شود. در صورت درست بودنِ تمامی پیکسل¬ها طیف حاصل باید به صورت پیوسته باشد و همان شکل را بدون وجود نقطه¬ای نامشخص بدهد.
در این پایان نامه ابتدا آشکارساز¬های گازی و سپس آشکارساز¬های تناسبی که زیر مجموعه¬ای از آشکارساز¬های گازی است به ترتیب در فصل¬های 2 و 3 مورد بررسی قرار گرفته شده¬اند. در فصل 4 به بررسی آشکارساز¬های حساس به مکان دو بعدی و الکترونیک وابسته پرداخته شده است. در فصل 5 نتایج شبیه¬سازی آورده شده است و به دلیل اینکه نرم¬افزار گارفیلد++ نرم¬افزار¬ای بسیار کاربردی برای آشکارساز¬های گازی است و همچنین با استفاده از نرم¬افزار¬های کمکی Gmsh و Elmer می¬توان هندسه¬ی بسیاری از آشکارساز¬ها را تعریف کرد و به دلیل اینکه تا به حال هیچ مرجعی برای نحوه¬ی اجرای این نرم¬افزار¬ها موجود نیست به نحوی اجرای این نرم¬افزار¬ها به همراه شکل پرداخته شده است. در فصل 6 به ابعاد و نحوه ساختِ اجزاء آشکارساز پرداخته و در نهایت در فصل 7 به بررسی نتایج و همچنین پیشنهادهایی برای کار¬های آتی پرداخته شده است.

1-1- آشکارسازی تابش ایکس کم انرژی……………………………………….. 2
1-2- عملکرد پراش و آشکارسازی……………………………………………….. 3
1-3- فرآیند آشکارسازی……………………………………………………………. 4
1-4- عملکرد درست آشکارساز…………………………………………………… 8

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم: آشکارسازهای گازی

تابش با عبور از گاز می¬تواند باعث یونیزه شدن مولکول¬های گاز شود، اگر انرژی تابش، بیشتر از انرژی پتانسیل یونیزاسیون مولکول¬های گاز باشد، می¬توان جفت¬های بار تولید شده توسط تابش را بوسیله میدان الکتریکی خارجی در جهت مخالف وادار به حرکت کرد. نتیجه¬ی این فرآیند تولید پالس الکتریکی است که می¬توان آن را توسط دستگاه های اندازه¬گیری مرتبط اندازه گرفت. این فرآیند مبنای کارکرد آشکارسازهای گازی است.
یک آشکارساز¬گازی نوعی، شامل محفظه گازی و الکترود¬های مثبت و منفی است. الکترود¬ها به پتانسیلی که می¬تواند در محدوده کمتر از صد ولت تا چند هزار ولت تغییر کند متصل می¬شوند. انتخاب ولتاژ به طراحی و نوع عملکرد آشکارساز بستگی دارد. تولید و حرکت جفت¬های بار که ناشی از عبور تابش در گاز بوده است باعث ایجاد آشفتگی در میدان الکتریکی خارجی اعمال شده و تولید پالس در الکترود¬ها می¬شود. بار، جریان یا ولتاژی که در آخر نتیجه می¬شود را میتوان در انتهای یکی از الکترودها اندازه گرفت و در صورت استفاده از کالیبراسیون مناسب میتوان اطلاعاتی را از انرژی و شدت پرتو نیز به دست آورد. واضح است که سیستم در صورتی بازده خوبی دارد که نه تنها تعداد زیادی جفت¬های بار تولید شود بلکه به آسانی قبل از اینکه بازترکیب شوند و مولکول خنثی تولید کنند، جمع شوند.
انتخاب نوع گاز، هندسه آشکارساز و پتانسیل اعمال شده، عواملی هستند که تولید جفت¬های بار و حرکت آنها را کنترل می¬کنند[3].

2-2- تولید جفت¬های الکترون – یون

هنگامی که تابش با ذرات موجود در گاز برهم¬کنش می¬کند ممکن است مولکول¬ها را برانگیخته یا یونیزه کند. مکانیزم¬های متفاوتی وجود دارد که این برهمکنش¬ها می¬توانند اتفاق بیفتند. این مکانیزم¬ها کاملاً توسط کمیت¬های آماری، مانند سطح مقطع و توان توقف قابل پیش¬بینی هستند. کمیّت مهم دیگر ( حداقل برای آشکارساز¬های تابشی ) میانگینِ انرژی لازم برای تولید جفت الکترون – یون در گاز است. این انرژی به عنوان w-value شناخته می¬شود.
بارهایی که توسط تابش ورودی تولید می¬شوند، بار¬های اولیه نامیده می¬شوند، این نامگذاری به این دلیل است که با بارهایی که به صورت غیر مستقیم در حجم فعال تولید می¬شوند اشتباه گرفته نشوند. تولید جفت¬های بار اضافی شبیه تولید بار¬های اولیه است، با این تفاوت که این بار¬ها توسط تابش ورودی تولید نمی¬شوند بلکه به وسیله¬ی یونیزاسیون¬هایی که توسط بار¬های اولیه به وجود می¬آیند تولید می¬شوند.

حرکت یون¬ها

در آشکارساز¬های گازی شکل و دامنه پالس نه تنها به حرکت الکترون¬ها بلکه به حرکت یون¬ها نیز بستگی دارد، یون¬ها بار مثبت دارند و بسیار سنگین¬تر از الکترون¬ها هستند، بنابراین حرکت آن¬ها بسیار آهسته¬تر است. در اکثر آشکارساز¬های گازی مخصوصا اتاقک¬های یونیزاسیون سیگنال خروجی را می¬توان هم از الکترود مثبت هم از الکترود منفی اندازه گرفت، در دو حالت کمّیتی که اندازه گرفته می¬شود، تغییر در میدان الکتریکی موجود در ناحیه فعال است. بنابراین حرکت الکترون¬ها و یون¬ها هر دو در پالس خروجی مشارکت دارند.
در حضور میدان الکتریکی قوی، یون¬ها به سمت الکترود منفی با سرعتی که بسیار کمتر از الکترون¬ها است حرکت می¬کنند. توزیع این یون¬ها را می¬توان به صورت نسبتا دقیق توسط توزیع گاوسی نمایش داد که به صورت زیر است.
dN=N/√4πDt e^((-〖(x-tV_d)〗^2)/4Dt) dx
که 〖 V〗_dسرعت سوق یون¬ها، که در واقع سرعت توده¬ی انبوه از یون¬ها که در امتداد خط میدان الکتریکی حرکت می-کنند، است. این سرعت بسیار کمتر از سرعت لحظه¬ای یون¬ها است. t زمان سوق یون¬ها است. سرعت سوق پارامتر مهمی است زیرا بیانگر مقدار زمانی است که طول می¬کشد تا یون¬ها به کاتد برسند و جمع شوند، همچنین معلوم شده است که تا هنگامی که هیچگونه در هم شکستگی در گاز اتفاق نیافتد این سرعت متناسب با نسبت میدان الکتریکی به فشار گاز باقی می¬ماند. سرعت سوق توسط فرمول زیر تعریف می¬شود:
v_d=μ_+ E/P

E میدان الکتریکی اعمال شده، P فشار گاز، μ_+ روان روی یون¬ها در گاز است که به مسیر آزاد میانگین یون در گاز، انرژی¬ای که در اثر برخورد از دست می¬دهد و توزیع انرژی، بستگی دارد که در یک گاز معلوم برای یک یون خاص، ثابت می-ماند. ‏جدول (2-1) نشان دهنده روان¬روی، ضریب انتشار و مسیر آزاد میانگین چند یون را در گاز¬های خودشان نشان می¬دهد.

2-1- مقدمه………………………………………………………………………. 11
2-2- تولید جفت¬های الکترون – یون…………………………………………. 12
2-3- انتشار و حرکت بارها در گاز………………………………………………. 13
2-3-1- انتشار در عدم حضور میدان الکتریکی………………………………… 13
2-3-2- انتشار در حضور میدان الکتریکی………………………………………. 14
2-4- حرکت یون¬ها……………………………………………………………… 15
2-5- حرکت الکترون¬ها…………………………………………………………. 17
2-6- اثرات ناخالصی بر حرکت بار……………………………………………….. 17
2-7- نواحی عملکرد آشکارسازهای گازی…………………………………….. 18

فصل سوم: شمارنده های تناسبی

در اتاقک¬های یونیزاسیون با صفحات موازی ماکزیمم دامنه پالسی که بدست می¬آید به صورت مستقیم با تعداد جفت¬های باری که توسط تابش ورودی تولید می¬شود، متناسب است. پس هنگامی که انرژی ذره ورودی زیاد نباشد ( یا شار آن کم باشد )، دامنه پالس ممکن است برای بدست آوردن نرخ سیگنال به نویز قابل قبول، به اندازه کافی زیاد نباشد.
هر افزایشی در دامنه پالس، به افزایش تعداد جفت¬های الکترون-یون وابسته است. راحتترین راه برای تولید تعداد زیادی جفت¬های بار این است که اجازه دهیم بار¬های اولیه تولید شده توسط تابش بار¬های اضافی تولید کنند. این پدیده همان پدیده تکثیر بهمنی است، بارهای اولیه به دلیل سرعت زیاد در حین برخورد توانایی این را دارند که بارهای ثانویه¬ای را در اثر یونیزاسیون¬های ثانویه تولید کنند. این فرایند باعث تکثیر بهمنی و در نتیجه پالس خروجی بزرگ می¬شود.
مهم¬ترین شرط برای اتفاق افتادن پدیده بهمنی، وجود پتانسیل الکتریکی قوی بین دو الکترود است، لذا هندسه¬ی صفحات موازی برای این هدف ناکارآمد است زیرا نیروی خطوط الکتریکی نزدیک آند و کاتد دارای چگالی یکسان هستند. حتی اگر محفظه صفحات موازی در ولتاژ در هم شکست استفاده شود، غیر ممکن است که تناسبی قابل قبول بین ولتاژ اعمالی و دامنه پالس خروجی بدست آید، که دلیل آن وابستگی دامنه پالس به محل برهمکنش است. هندسه استوانه¬ای این دو مشکل را حل می¬کند. شمارنده تناسبی استوانه¬ای شبیه اتاقک یونیزاسیون استوانه¬ای است و می¬تواند پتانسیل بیشتری را تحمل کند.
یک شمارنده تناسبی نوعی در ‏شکل (3-1) نشان داده شده است، آندِ این محفظه، سیم باریکی است که در مرکز محفظه کشیده شده است و دیواره استوانه به عنوان کاتد عمل می-کند، این هندسه شدت میدان الکتریکی بالاتری را نزدیک سیم آند در مقایسه با کاتد ایجاد می¬کند. این غیر یکنواختی در میدان الکتریکی باعث جمع شدن بهتر الکترون¬ها در مقایسه با هندسه صفحه موازی می¬شود.

وجود میدان الکتریکی قوی در مجاورت آند، علاوه بر جمع کردن بهتر الکترون¬ها، آن¬ها را وادار به انجام فرآیند تکثیر بهمنی نیز می¬کند. برای هر هندسه¬ای، بازه¬ی خاصی از ولتاژ اعمال شده وجود دارد که تعداد بارهایی که در پدیده بهمنی تولید می¬شوند با تعداد بار¬های اولیه که توسط تابش ورودی تولید می¬شود، متناسب هستند، یعنی:
〖N=MN〗_(0 )

M ضریب تکثیر است و برای یک محفظه نوعی محدوده آن 〖10〗^3-〖10〗^4 است. از آنجا که سیگنال خروجی متناسب با تعداد کل بار¬ها ست، واضح است که محفظه می¬تواند به طور قابل توجهی سیگنال را تقویت کند.
یک اثر مشخصِ افزایش ولتاژ در شمارنده¬های تناسبی، تولید یون¬هایی است که کندتر از الکترون¬ها حرکت می¬کنند و الکترود¬ها را می¬پوشانند و به تبع آن شدت میدان الکتریکی مؤثر در حجم فعال آشکارساز کاهش می¬یابد. هنگامی که این پدیده اتفاق می¬افتد دیگر نمی¬توان تناسب بین انرژی به جا گذاشته شده و ارتفاع پالس را تضمین کرد. شمارنده¬های تناسبی همواره زیر این مقدار آستانه، که ناحیه تناسبی محدود نامیده می¬شود، کار می¬کنند.
ضریب تکثیر

تعیین ضریب تکثیر برای کارکرد شمارنده¬های تناسبی مهم است. برای میدان یکنواخت ضریب تکثیر می¬تواند توسط معادله M=e^αx بدست آید که α اولین ضریب تاون¬زند است. در میدان غیر یکنواخت، ضریب تاون¬زند وابستگی فضایی دارد و باید رابطه M=exp[∫▒〖α(x)dx〗] مورد استفاده قرار بگیرد. برای ارزیابی این انتگرال باید مشخصات فضایی α مشخص باشد ( برای هندسه استوانه¬ای، مشخصات شعاعی ). ابتدا از رابطه¬ی بین α و متوسط انرژی بدست آمده توسط الکترون بین برخورد¬ها ( ζ ) استفاده می¬شود رابطه ‏(2-19):

3-1- مقدمه………………………………………………………………………… 27
3-2- ضریب تکثیر………………………………………………………………….. 30
3-3- انتخاب گاز……………………………………………………………………. 33
3-3-1- آستانه¬ای برای تکثیر بهمنی………………………………………….. 33
3-3-2- خاموش کننده……………………………………………………………. 35
3-3-3- ضریب تکثیر گاز…………………………………………………………. 37
3-4- نوع¬های خاص از شمارنده¬های تناسبی……………………………. 37
3-4-1- شمارنده تناسبی BF3 ا…………………………………………………37
3-4-2- شمارنده¬های هلیومی………………………………………………. 38
3-4-3- شمارنده¬های تناسبی چند سیمی……………………………….. 38

فصل چهارم: آشکارساز های حساس به مکان

حساس به مکان بودن آشکارساز به این معناست که آشکارساز علاوه بر شمارش فوتون¬هایی که با گاز بر همکنش می¬کنند، توانایی این را دارد که مکان برهمکنش را در یک یا دو بعد تعیین کند.
در انرژی¬های1-100 keV پدیده فوتوالکتریک غالب¬ترین برهمکنشی است که می¬تواند بین فوتون و ماده اتفاق بیافتد و فوتوالکترونی که طی این پدیده تولید می¬شود منشأ تولید پالس است. انرژی این الکترون توسط یونیزه کردن اتم¬های ماده و تولید الکترون¬هایی با انرژی کمتر از بین می¬رود. بنابراین از جذب تابش x، مقداری بار الکتریکی تولید می¬شود که در الکترود¬ها جمع می¬شوند، در نتیجه آشکارساز باید شامل الکترود¬هایی باشد تا با تولید میدان الکتریکی، الکترون¬ها را جمع کند، این آشکارساز یک محفظه گازی است که شامل سیم¬های آند که به پتانسیل الکتریکی بالایی (در حدود 2KV ) متصل می¬باشد، است. در هندسه استوانه¬ای هر چه فاصله از سیم¬ها بیشتر شود میدان الکتریکی به شدت کم می¬شود، پس در نزدیکی سیم-ها که میدان الکتریکی قوی است الکترون¬ها به سمت سیم¬ها شتاب می¬گیرند. این الکترون¬ها سایر الکترون¬ها و مولکول¬های گاز را هم در شوک قرار می¬دهد به این ترتیب که الکترون به مولکول¬ها برخورد و آن¬ها را یونیزه می¬کند و یک الکترون با انرژی کمتر تولید می¬شود، دوباره این الکترون همین روند را انجام می¬دهد و این اتفاق چندین بار اتفاق می¬افتد و الکترون¬های زیادی در حجم کم که نزدیک سیم¬های آند است تولید می¬شوند. این رویداد پدیده بهمنی نام دارد. چون هدف، بدست آوردن اطلاعات جایگزیده فضایی است به همین دلیل در اندازه-گیری مکان از این پدیده استفاده می¬شود. در حالتی که بزرگی میدان الکتریکی به اندازه¬ای است که تعداد بار¬های بهمنی به صورت خطی با انرژی فوتون¬های ورودی متناسب است، آشکارساز در حالت تناسبی کار می¬کند.
الکترون¬ها یا بار¬هایی که توسط پدیده بهمنی تولید می¬شوند، توزیع باری روی صفحه کاتد تولید می¬کنند، کاتد یک الکترود است که به نوار¬های کوچک تقسیم شده است، یک پنجره هم وجود دارد که نقش کاتد دوم را ایفا می¬کند، سیم¬های آند توسط این دو صفحه محدود شده¬اند. دلیل وجود پنجره برقراری هندسه استوانه¬ای است.
نوار¬های کاتد به خطوط تأخیر متصل¬اند، سیگنال القائی روی نوار¬های کاتد که توسط پدیده بهمنی روی سیم¬های آند بوجود آمدند از خط تأخیر می¬گذرد و مکان برهمکنش فوتون اولیه توسط مدت زمانی که طول می¬کشد تا سیگنال به انتهای خط تأخیر برسد محاسبه می¬شود[6]، ‏شکل (4-1) آشکارساز و خط تأخیر را نشان می¬دهد.

شکل (4-12)  طراحی در روش چند لایه ای

شکل (4-12) طراحی در روش چند لایه ای

4-1- مقدمه…………………………………………………………………….. 40
4-2- خط تأخیر …………………………………………………………………..41
4-3- الکترونیک وابسته…………………………………………………………. 43
4-4- پیش¬تقویت کننده………………………………………………………. 45
4-5- تقویت کننده و تبعیضگر………………………………………………….. 46
4-6- تبدیل¬گر زمان به دامنه TAC ا…………………………………………..48
4-6-1- خط تأخیر خارجی………………………………………………………. 48
4-7- تبدیلگر آنالوگ به دیجیتال ADCا…………………………………………. 49
4-8- آشکارساز حساس به مکان یک بعدی با استفاده از خط تأخیر……… 49
4-9- آشکارساز حساس به مکان دو بعدی………………………………….. 49
4-9-1- روش خط تأخیر…………………………………………………………. 50
4-9-2- روش چند لایه ای……………………………………………………… 50
4-9-3- استفاده از دو کاتد ……………………………………………………..51
4-9-4- استفاده از نوارهای میکرو…………………………………………….. 52
4-9-5- استفاده از روش تقسیم بار…………………………………………… 52

فصل پنجم: مقدمه ای بر نرم افزارهای بکار گرفته شده در این پایان نامه و نتایج شبیه سازی

با توجه به کمبود وقت و همچنین صرفه¬جویی در مصرف مواد اولیه برای ساخت دستگاه¬ها با توجه به پیشرفت علم و نرم¬افزارهای کامپیوتری، بهتر است قبل از ساخت ابتدا از نرم¬افزار¬های شبیه ساز، بسته به نوع کاربرد استفاده کرد.
در این پایان نامه از نرم¬افزار شبیه ساز گارفیلد++ استفاده شده است، البته به دلیل دو بعدی بودن هندسه آشکارساز از این نرم¬افزار به تنهایی نمی¬توان استفاده کرد و باید از نرم-افزار¬های دیگر نیز کمک گرفته شود . نرم¬افزار¬های کمکی، Elmer و Gmsh هستند، که سعی شده است به تفصیل، همراه با شکل در این فصل توضیح داده شوند.
این نرم¬افزار¬ها رایگان بوده و در محیط Linux قابل اجرا هستند (البته نرم¬افزار Gmsh و Elmer در ویندوز هم قابل اجرا هستند ولی فایل¬های ورودی و خروجی تنها در Linuxقابل باز شدن هستند) .
• ++ [13] Garfield: نرم¬افزار Garfield++ نرم¬افزاری برای شبیه¬سازی دقیقِ آشکارساز-هایی است که ماده حساس آنها مخلوطی از گاز¬ها یا مواد نارسانا است. این نرم¬افزار شامل تعدادی نرم¬افزار جامع است و به همین دلیل می¬توان آن را ارتقا بخشید.
• [14] Elmer: نرم¬افزار¬ای برای آنالیز جزء محدود است که میتوان برای محاسبه پتانسیل الکتروستاتیکی در کل هندسه¬ی آشکارساز از آن استفاده و نتایجش را به نرم¬افزار ++Garfield وارد کرد.
• [15] Gmsh: از این نرم¬افزار برای تعریف هندسه آشکارساز و تقسیم کردن کل هندسه به جزء¬های کوچک استفاده می¬شود، تا روش جزء محدود برای محاسبه میدان¬های الکتروستاتیکی بتواند به کار گرفته شود.
پس به طور کلی ابتدا باید هندسه¬ی آشکارساز توسط نرم¬افزار Gmsh تعریف و سپس تقسیم‌بندی یا به اصطلاح دیگر مِش بندی شود، سپس باید فایل مِش را به فرمتی که برای Elmer قابل خواندن باشد تبدیل و محاسبات جزء محدود توسط Elmer انجام شود، در نتیجه پتانسیل الکتروستاتیکی در هر جزء محدود محاسبه می¬شود و این نتایج که قابل خواندن توسط نرم¬افزار گارفیلد هستند در این نرم¬افزار فراخوانی و میدان کلی به دست می¬آید.

5-2- استفاده از نرم¬افزار Gmsh

برای باز کردن این نرم¬افزار در محیط Linux باید از طریق کلیک راست ابتدا OpenTerminal را انتخاب و سپس در ترمینال دستور Gmsh را نوشت، به این صورت نرم¬افزار Gmsh باز
می¬شود، در محیط Wimdows هم با انتخاب آیکون نرم¬افزار Gmsh این نرم¬افزار باز می¬شود.
نرم¬افزار Gmsh دو حالت دیداری ( GUI ) و نوشتاری دارد[16]، در حالت GUI به صورت دیداری هندسه تعریف می¬شود، به این ترتیب که ابتدا نقطه، خط، حلقه¬ی خط، سطح، سطحِ فیزیکی، حجم، حجمِ فیزیکی و غیره تعریف می¬شوند. به این صورت که در نرم¬افزار Gmsh ابتدا حالت Geometry سپس گزینه Add و بعد از آن Elemntry entires و برای اضافه کردن نقطه، point انتخاب می¬شود که صفحه¬ی جدیدی باز می¬شود که باید مختصه نقطه یا به عبارت دیگر x,y,z)) نقطه وارد شود، نقطه¬های دیگر هم به همین ترتیب اضافه می¬شوند. بنابراین تعدادی نقطه وجود دارد که برای تشکیل سطح یا حجم باید ابتدا این نقاط به یکدیگر وصل شوند، برای اینکار Add و سپسStraight line انتخاب می¬شود سپس نقاط ابتدا و انتها برای تشکیل خط انتخاب می¬شوند، برای سایر نقاط هم به همین ترتیب عمل می¬شود. بعد از آن باید شکلی را که توسط اضافه کردن خطوط ایجاد شد به عنوان حلقه¬ی خط تعریف کرد، برای این کار Add و Line Loop انتخاب می¬شود و خطوطی را که می-خواهند حلقه تشکیل دهند مشخص کرده، حال باید سطح مشخص شود پس Add و سپس Surface انتخاب می¬شود و مرزهایی که سطح را مشخص می¬کنند باید انتخاب شوند و در نهایت هم برای تعیین سطح فیزیکی Add و Physical Surface انتخاب می¬شوند و سطح مورد نظر باید انتخاب شود، اگر سطح مورد نظر علاوه بر طول و عرض، ارتفاع هم داشت باید حجم تعریف شود، برای اینکار همانند سطح، ابتدا حجم و سپس حجمِ فیزیکی تعیین می-شود. با این تفاوت که اینجا از Volume استفاده می¬شود

5-1- مقدمه………………………………………………………………………. 54
5-2- استفاده از نرم¬افزار Gmsh ا………………………………………………56
5-3- استفاده از نرم¬افزار Elmerا…………………………………………….. 62
5-3-1- نرم¬افزار ElmerGridا…………………………………………………… 62
5-3-2-نرم¬افزار Elmer Solver ا………………………………………………….63
5-4- تولید فایل با پسوند sif.ا…………………………………………………… 64
5-5- استفاده از نرم¬افزار ++Garfield ا………………………………………..66
5-6- وارد کردن Field Maps به نرم¬افزار ++Garfield:ا……………………… 67
5-7- پتانسیل¬های وزنی و بازخوانی سیگنال……………………………….. 68
5-8- نتایج شبیه¬سازی…………………………………………………………. 70

فصل ششم: ابعاد و نحوه ساخت

6-1- اجزاء آشکارساز………………………………………………………… 73
6-1-1- کاتد و خط تأخیر……………………………………………………… 73
6-1-2- صفحه¬ی آند………………………………………………………… 75
6-1-3- فاصله دهنده………………………………………………………….. 77
6-2- محفظه ……………………………………………………………………78
6-2-2- پنجره ورودی………………………………………………………….. 79
6-3- گاز و چگونگی ترکیب آن………………………………………………. 79
6-3-1- نوع گاز…………………………………………………………………. 80
6-3-2- تعیین درصد گازها و چگونگی ترکیب آنها…………………………. 82
6-3-3- فشار گاز……………………………………………………………… 83
6-4- چشمه………………………………………………………………….. 84

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل هفتم: نتیجه گیری و پیشنهادات

مراجع……………………………………………………………………………. 95

پیوست¬ها………………………………………………………………………. 97

Abstract

In the gas position sensitive detectors “Position Sensitive” stands for the fact that, besides counting single photons interacting with the gas atoms, these detectors are able to measure the position of incident photons with some accuracy in one or two dimensions, which makes them suitable for X-ray imaging.
The Gas Filled Proportional Counters have a long history for low energy X-rays detection (Soft X-ray). They retain distinct advantages as high efficiency, large area and low background. In this thesis simulation of two dimension gas detector by Garfield++, Gmsh and Elmer softwares has been performed; a prototype has been designed and constructed. The built detector has been tested using characteristic X-ray emitted by a 〖65〗_Zn source. The position sensitivity has been investigated for two dimensions. The test results of position sensivity for two dimensions has been reported in this thesis



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان

.