DSBJ Egzamin 0 (13.06.2007/17.01.2008)
Zad 1(3pkt)
Detektor promieniowania jonizującego umieszczony jest w pewnej odległości od źródła. W ciągu jednosekundowego pomiaru zarejestrował on 107 impulsów. Dla zwiększenia dokładności pomiar powtórzono 4 razy uzyskując 92,97,112,123 zliczenia. Z danych obliczono średnią. Obliczyć dokładność (odchylenie standardowe) tak obliczonej średniej.
Zad 2(3pkt)
Detektor półprzewodnikowy typu Si(Li) absorbuje foton miękkiego promieniowania gamma średnio co 50us. Spektrometryczny tor pomiarowy ma czas martwy przedłużający się o długości 100us. Z jaką częstością będą rejestrowane fotony w tym torze pomiarowym.
Zad 3(5pkt)
W impulsowej komorze jonizacyjnej z siatką odległość między anodą a siatką wynosi 2cm, a między katodą a siatką 8cm. Na siatkę i anodę podano takie napięcie że prąd dryfu elektronów w obszarze katoda-siatka wynosi 2cm/us, a w obszarze anoda siatka 5cm/us. Na środku katody we wnętrzu komory umieszczono źródło promieniowania alfa o energii 5MeV i średnim zasięgu w gazie wypełniającym komorę równym 5cm. Narysować impuls prądowy na wyjściu (anodzie) komory – określić czasy i amplitudę – jeżeli praca jonizacji gazu wynosi 25eV.
Zad 4(3pkt)
Na licznik proporcjonalny pada promieniowanie gamma o energii 14,4keV. Praca jonizacji gazu wynosi 25eV. Współczynnik Fano wynosi F=0,2 a współczynniki fluktuacji w procesie powielania f=0,7. Wyznaczyć zdolność rozdzielczą tego detektora.
Zad 5(3pkt)
Porównać zdolność rozdzielczą scyntylatorów NaI(Tl) i BGO jeżeli wiadomo że w wyniku oddziaływania promieniowania o energii 1MeV: scyntylator NaI(Tl) emituję 38000 fotonów, a scyntylator BGO 8200 fotonów. Wydajność fotokatody w obu przypadkach wynosi 25%, a wpływ szumów elektroniki jest pomijalnie mały.
Zad 6(3pkt)
Do płaskiego detektora półprzewodnikowego typu Si(Li) o grubości 5mm, przyłożono napięcie 1kV. Na detektor pada promieniowanie gamma o energii 22keV. Ruchliwość dziur w półprzewodniku wynosi 1,1*10^4 cm^2/Vs, a ruchliwość elektronów wynosi 2,1*10^4 cm^2/Vs. Wyznaczyć maksymalny i minimalny czas trwania impulsu na wyjściu detektora.
DSBJ egzamin 0 (11.06.2008)
1. Detektor łapie jeden impuls co 3,5 sek. Ile czasu musi detekować, by R=5%.
Mi wyszło N=2209, czas T=2h 8min 51,5sek
2. Detektor ma czas martwy tau=100us. Obserwowana częstość zliczeń=4000 1/s. Ile zliczeń na sekundę gubi licznik?
Mi wyszło na egzamie że gubi 2666 1/s.
3.W=30eV, komora jonizacyjna z siatką. Mamy źródło alfa. W obwodzie anody obserwujemy prostokątny impuls prądu o czasie trwania 1us i amplitudzie 24nA. Jaka była energia cząstki i kąt między jej torem a powierzchnią siatki?
Mi wyszła energia równa 2,25Mev (ale z tego co wiem miałem błąd obliczeniowy i powinno wyjść 4,5MeV), kąt obstawiałem 90st - prostopadły tor do siatki)
4. W=25eV. E=6keV. Licznik proporcjonalny. Oszacować R[%]. Fano F=0,15, f=0,65. Jaki powinien być poziom wzmocnienia gazowego M, aby można było zaniedbać szum elektroniki wynoszący ENC=500e na zdolność rodzielczą.
Mi wyszło R=13,5%. Szum elektroniki przyjąłem jako zaniedbywalny, gdy stanowi 1% całości (ENC/NoM)=1%, dla tego wyszło mi M~200.
5. Scyntylatorek BGO - 8200 fotonów/MeV. Sprawność świetlna katody = 60%, sprawność katody - 20%. Obliczyć zdolność rodzielczą.
Mi wyszło R=7,48%.
6. Mamy energię E=5Mev,W=3,62eV, współczynnik Fano F=0,12, ENC=250. Obliczyć rodzielczość absolutną.
Mi wyszło 1,912*10^-4.
DSBJ egzamin 0 (28.01.2009)
1. Detektor rejestruje promieniowanie ze źródła izotopowego o niskiej aktywności. Wykonano serię bardzo wielu pomiarów 10sekundowych. W 82% pomiarów nie zarejestrowanego żadnego zliczenia. Jaka jest średnia częstość rejestracji [1/s] promieniowania w detektorze?
2. O czasie martwym spektrometrycznego toru pomiarowego decyduje czas konwersji w przetworniku A/C wielokanałowego analizatora amplitudy. Manipulując odległością detektor źródło izotopu możemy wpływać na częstość zliczeń w detektorze. Jaki możemy osiągnąć minimalny czas pomiaru zapewniający rejestrację widma spektrometrycznego zawierającego (pole pod histogramem) 10^7 zliczeń?
3. Na wyjściu komory impulsowej z siatką zaobserwowano impuls prądowy o kształcie trójkątnym. Odległość między siatką a anodą wynosi 2cm, a natężenie pól w komorze dobrano tak, że prędkość dryfu między siatką a anodą jest dwa razy większa od prędkości dryfu między katodą a siatką. Pod jakim kątem do powierzchni katody została wyemitowana cząstka alfa, której zasięg w gazie wypełniającym komorę wynosi 5cm?
4. Licznik proporcjonalny wypełniony mieszanką gazów o pracy jonizacji 30eV pracuje przy wzmocnieniu gazowym 10000. Sygnał jest odbierany przez przedwzmacniacz ładunkowy o równoważnym ładunku szumów 300e. W tych warunkach względna zdolność rozdzielcza dla energii 6keV wynosi 15%. Jaka będzie zdolność rozdzielcza dla 24 keV?
5. Obliczyć teoretyczną zdolność rozdzielczą R[%] sondy scyntylacyjnej ze scyntylatorem NAI(Tl) o wydajności 38000fotonów/MeV dla 511keV. Wydajność zbierania światła w fotopowielaczu wynosi 70%, a wydajność fotokatody 25%. Zaniedbać wpływy cośtam cośtam.
6 [NIE DO POLICZENIA, BŁĄD W TREŚCI] Krzemowy detektor z barierą powierzchniową współpracujący z przedwzmacniaczem ładunkowym o ENC = 300e rejestruje promieniowanie alfa o E = 5MeV. Zdolność rozdzielcza FWHM = 1.83keV (przy założeniu, że wpływa na nie tylko st(?) procesu generowania ładunku i szumy elektroniki). Zakładając pracę generacji pary nośników 3.62eV obliczyć współczynnik Fano F.
DSBJ egzamin 0 (10.06.2009)
1. Detektor mierzący impulsy pochodzące od tła promieniowania jonizującego wykonuje serię pomiarów jednosekundowych. W 20% pomiarów detektor nie zarejestrował żadnego zliczenia. Jakiej liczby zliczeń można oczekiwać w jednogodzinnym pomiarze. Podać wartość oczekiwaną i odchylenie standardowe.
Odp.: Rozkład Poissona
2. Na katodzie komory jonizacyjnej (bez siatki) o geometrii planarnej, wypełnionej gazem pod ciśnieniem atmosferycznym, nałożono izotop alfa-promieniotwórczy. Odległość katoda - anoda wynosi 1cm . Zasięg cząstek alfa o energii 5MeV w gazie - 5cm . Praca jonizacji w=25eV, ruchliwość jonów dodatnich μ=1*10^-4m^2*s^-1*V^-1 , prędkość dryfu elektronów 0,5*10^5m*s^-1 , napięcie między anodą, a katodą Uak=200V . Naszkicować impuls prądowy, określić czasy oraz amplitudę prądu dla przypadku, gdy tor cząstki jest odchylony o kąt pi/4 od powierzchni katody.
3. Dla czasu martwego (nieprzedłużającego się) przetwornika T1=100 μs otrzymujemy 5000 zliczeń na sekundę. Ile wynosiłaby liczba zliczeń, jeśli wymienilibyśmy przetwornik na lepszy o czasie martwym T2=50μs?
4. Dla systemu pomiarowego z detektorem półprzewodnikowym szumy elektroniki wynoszą ENC=20e . Praca jonizacji tego materiału wynosi w=3,76eV . Podaj zakresy energii promieniowania jonizacyjnego dla których przeważają szumy elektroniki, a dla których - promieniowanie jonizacyjne.
5. Porównać zdolność rozdzielczą scyntylatorów BGO i LaBr3(Ce) dla energii promieniowania 662keV, jeżeli wiadomo że w wyniku oddziaływania promieniowania o energii 1MeV : scyntylator LaBr3(Ce) emituje 47000 fotonów, a scyntylator BGO 8200 fotonów. Wydajność fotokatody w obu przypadkach wynosi 30% , a wpływ szumów elektroniki jest pomijalnie mały.
6. Na licznik proporcjonalny pada promieniowanie gamma o energii 14,4keV . Praca jonizacji gazu wynosi w=30eV . Współczynnik Fano wynosi F=0,2 , a współczynniki fluktuacji w procesie powielania f=0,65 . Wyznaczyć zdolność rozdzielczą tego detektora.
DSBJ egzamin 0 (20.01.2010)
1. Detektor o czasie martwym 100us, ze źródła A rejestruje 5000 impulsów, z B 2000. Ile zarejestruje z obu na raz?
2. Wykonano 1000 1s pomiarów, przy 20% nie uzyskano żadnego odczytu. Jaka jest średnia częstość zliczeń i jej błąd?
3. W scyntylatorze zaobserwowano sygnał prostokątny o danej amplitudzie I i czasie trwania t. Pod jakim kątem do siatki emitowana była cząstka i jaką miała energię.
4. Do płaskiego detektora półprzewodnikowego typu Si(Li) o grubości 5mm, przyłożono napięcie 1kV. Na detektor pada promieniowanie gamma o energii 22keV. Ruchliwość dziur w półprzewodniku wynosi 1,1*10^4 cm^2/Vs, a ruchliwość elektronów wynosi 2,1*10^4 cm^2/Vs. Wyznaczyć maksymalny i minimalny czas trwania impulsu na wyjściu detektora.
5. Dla detektora o danej pracy generacji W, wsp fano F i szumach ENC wyliczyć dla jakiej energii w rozdzielczości zaczną wpływy szumów być wiekszę od wpływu sygnału mierzonego.
6. Porównać zdolność rozdzielczą scyntylatorów BGO i LaBr3(Ce) dla energii promieniowania 662keV, jeżeli wiadomo że w wyniku oddziaływania promieniowania o energii 1MeV: scyntylator LaBr3(Ce) emituje 47000 fotonów, a scyntylator BGO 8200 fotonów. Wydajność fotokatody w obu przypadkach wynosi 25%, a scyntylatora 70%.
biomedycyna