Регистрация радиационного излучения.

[chesas]

Если речь вести о гаммовских БД, то в требованиях есть допустимая чувствительность. Но её проверяют не у нас. А там есть помощнее источники и можно отнести БД подальше, чтобы получить плоско параллельный поток, и расчёт сильно упрощается. На моём уровне — настройки, мне проще строить по эффективности; да ещё и с источниками ограничен. Бетовские и альфовские там чуть по другому. А плато в ФЭУ есть только у немногих.

[realeugene]

chesas в сообщении #1519301 писал(а):

А там есть помощнее источники и можно отнести БД подальше, чтобы получить плоско параллельный поток,

По их методологии проверяют именно на плоско параллельном пучке? При наклоне луча чувствительность снижается? Есть какое-нибудь отражение частиц от наклонённого окна детектора, или в ФЭУ не все вспышки попадают?

[chesas]

Снижается ли чувствительность при наклоне пучка не знаю; думаю что да, ибо пути пробега частиц в сцинтилляторе меняются. Есть ли отражёнки, тоже не знаю. А вот то, что не из каждой частицы получаем вспышку это наверняка; да и, наверное не все они попадают в ФЭУ.

[realeugene]

chesas в сообщении #1519305 писал(а):

Снижается ли чувствительность при наклоне пучка не знаю; думаю что да, ибо пути пробега частиц в сцинтилляторе меняются.

Если заметно изменяется - сложновато будет связать чувствительности между параллельным пучком и расходящимся.

[Theoristos]

realeugene в сообщении #1519300 писал(а):

У ФЭУ плато нет как у счётчиков Гейгера?

До "плато" там стараются дело кардинально не доводить.
Игры с напряжением резко меняют коэффициент умножения.

-- Чт май 20, 2021 19:25:37 --

chesas: чтоб понимать порядок величин.
Какая энергия квантов?
Какая толщина слоя воздуха, об учете поглощения в котором вы писали?
Какая нужна точность?
Считаете импульсы, или меряете усреднённый ток?

[chesas]

Theoristos в сообщении #1519340 писал(а):

realeugene в сообщении #1519300 писал(а):

У ФЭУ плато нет как у счётчиков Гейгера?

До "плато" там стараются дело кардинально не доводить.
Игры с напряжением резко меняют коэффициент умножения.

-- Чт май 20, 2021 19:25:37 --

chesas: чтоб понимать порядок величин.
Какая энергия квантов?
Какая толщина слоя воздуха, об учете поглощения в котором вы писали?
Какая нужна точность?
Считаете импульсы, или меряете усреднённый ток?

Энергии разные: цезий, америций, кобальт, барий, плутоний, стронций...
Толщина слоя воздуха разная — БД то разные, да и геометрия разная, ибо иногда есть необходимость делать несколько блоков сразу.
Меряются импульсы.
Хотелось бы считать с точностью до целых, но не знаю, что дадут рассеяние и образование новых при соударении.

-- 21.05.2021, 09:25 --

Данную задачу оформляю в Маткаде, чтобы для получения результатов с разными исходными данными использовать программирование. Собственно так уже и было сделано, но начал сомневаться в правильности. Да и сделал только простой вариант - в вакууме, с потерями в воздухе(веществе) и с неточечным источником пока ничего не получилось.

-- 21.05.2021, 09:29 --

realeugene в сообщении #1519313 писал(а):

chesas в сообщении #1519305 писал(а):

Снижается ли чувствительность при наклоне пучка не знаю; думаю что да, ибо пути пробега частиц в сцинтилляторе меняются.

Если заметно изменяется - сложновато будет связать чувствительности между параллельным пучком и расходящимся.

В моём случае, почти всегда расходящийся. Но я пока что не хочу считать количество взаимодействий в детекторе, хотя в перспективе хотелось бы, надо лишь количество попавших в БД частиц.

[Theoristos]

chesas в сообщении #1519382 писал(а):

Энергии разные: цезий, америций, кобальт, барий, плутоний, стронций...

Да, список, конечно любопытный.

1. Для альфы и не супер мегагэвной бэты останов частицы и высвечивание проходит в довольно тонком слое. Так что для случая в вакууме тут достаточен телесный угол для точеченого источника и "освещённость", получаемая из его интеграла для не точечного. Правда у альфы, насколько помню, с коэффициентом трасформации энергии частицы в вспышку ощутимо хужее.
С гаммой веселее, гамма от того же кобальта пробурит не особо могучий сцинтиллятор насквозь, и сила световой вспышки может иметь довольно хитрую зависимость.

2. Действительно ли существенно поглощение в воздухе? Для альфы оно довольно ощутимо, но для беты-гаммы заметно слабее. Плюс, там поглощением история не ограничивается, и в зависимости от того меряете вы интенсивность в 5 мм от кюветы, или в 50 км от эпицентра, подходы могут быть разными.

3. Вот про "Хотелось бы считать с точностью до целых" - совсем не понял. Имелось в виду - надежно регистрировать каждую прошедшую через сцинтиллятор частицу?
Меня в первую очередь интересует - какая относительная точность требуется? 50%? 10%? 0.1%?

4. Самое замороченное и печальное. Раз "просто" регистрируются импульсы. Проблема в том, что для такой регистрации бОльшую роль играет не сцинтиллятор, и не ФЭУ, а электронная требуха после.
Импульсы на выходе с ФЭУ какой интенсивности схема регистрирует, а какой - уже нет. В какой степени она сглаживает-интегрирует сам импульс, хватает ли ей скорости реагировать на пиковое значение. Какой у схемы уровень шумов.
В этом смысле фразы о подстройке "чуствительности" подкруткой напряжения на ФЭУ меня не вдохновляют, а однозначно пугают. Ибо может нарегистрироваться такое, что... Особенно для такого разнобоя изотопов.


5. Насчет расчетов - есть один удобный численный метод. Метод Монте-Карло.
Создаете в случайной точке источнике частицу летящую в случайном направлении и проверяете - пересекла она тело сцинтиллятора, или нет. Повторяете много-много раз и получаете нужное значение для данного источника и расположения сцинтиллятора.
Вполне хороший практический метод.
Потом, если требуется, к этому можно докрутить "исчезание" частицы на случ. дистанции от поглощения воздухом, создание других частиц при пролёте через воздух, подсчет энергии вспышки по точке входа и длине трека в сцинтилляторе и ещё хоть чёрта лысого.

[chesas]

Theoristos в сообщении #1519439 писал(а):

1. Для альфы и не супер мегагэвной бэты останов частицы и высвечивание проходит в довольно тонком слое. Так что для случая в вакууме тут достаточен телесный угол для точеченого источника и "освещённость", получаемая из его интеграла для не точечного. Правда у альфы, насколько помню, с коэффициентом трасформации энергии частицы в вспышку ощутимо хужее.
С гаммой веселее, гамма от того же кобальта пробурит не особо могучий сцинтиллятор насквозь, и сила световой вспышки может иметь довольно хитрую зависимость.

Ещё раз хочу написать, что процессы в детекторе - сцинтилляторе пока что меня не интересуют. Тем более работа БД: электроника, ФЭУ и т.д. Нужны методы с помощью которых можно считать количества частиц достигших БД и всё! А вот по поводу "освещённости", получаемой из интеграла неточечного источника хотелось бы узнать получше.

-- 24.05.2021, 11:49 --

Theoristos в сообщении #1519439 писал(а):

2. Действительно ли существенно поглощение в воздухе? Для альфы оно довольно ощутимо, но для беты-гаммы заметно слабее. Плюс, там поглощением история не ограничивается, и в зависимости от того меряете вы интенсивность в 5 мм от кюветы, или в 50 км от эпицентра, подходы могут быть разными.

3. Вот про "Хотелось бы считать с точностью до целых" - совсем не понял. Имелось в виду - надежно регистрировать каждую прошедшую через сцинтиллятор частицу?
Меня в первую очередь интересует - какая относительная точность требуется? 50%? 10%? 0.1%?

Понятно, что для более крупных частиц поглощение в воздухе более существенно. Расстояния между БД и источниками, которые интересны от нуля миллиметров до метра. Ещё раз, речь не о регистрации - только количество дошедших до БД; и поэтому с точностью до целых: 5, 24, 159, 2561...

-- 24.05.2021, 11:52 --

Theoristos в сообщении #1519439 писал(а):

4. Самое замороченное и печальное. Раз "просто" регистрируются импульсы. Проблема в том, что для такой регистрации бОльшую роль играет не сцинтиллятор, и не ФЭУ, а электронная требуха после.
Импульсы на выходе с ФЭУ какой интенсивности схема регистрирует, а какой - уже нет. В какой степени она сглаживает-интегрирует сам импульс, хватает ли ей скорости реагировать на пиковое значение. Какой у схемы уровень шумов.
В этом смысле фразы о подстройке "чуствительности" подкруткой напряжения на ФЭУ меня не вдохновляют, а однозначно пугают. Ибо может нарегистрироваться такое, что... Особенно для такого разнобоя изотопов.

Проблемма получения счёта, не совсем моя; и вообще-то более, менее понятна. Надо посчитать дошедшие до БД.

-- 24.05.2021, 11:59 --

С методом Монте-Карло не знаком, надо бы почитать.

-- 24.05.2021, 12:23 --

Theoristos в сообщении #1519439 писал(а):

Создаете в случайной точке источнике частицу летящую в случайном направлении и проверяете - пересекла она тело сцинтиллятора, или нет.

Как это сделать?

[Theoristos]

chesas в сообщении #1519787 писал(а):

Ещё раз хочу написать, что процессы в детекторе - сцинтилляторе пока что меня не интересуют. Тем более работа БД: электроника, ФЭУ и т.д.

Этим занимается отдельный специалист? Или это сфероконная задача для сдачи зачёта?

chesas в сообщении #1519787 писал(а):

Понятно, что для более крупных частиц поглощение в воздухе более существенно. Расстояния между БД и источниками, которые интересны от нуля миллиметров до метра.

В таком диапазоне существенно только для альфы. Если бета не от какого трития.

chesas в сообщении #1519787 писал(а):

Ещё раз, речь не о регистрации - только количество дошедших до БД; и поэтому с точностью до целых: 5, 24, 159, 2561...

Ещё раз - вы или не понимаете о чём спрашивают, или не так выражаете ответ. "Целые" у вас и так получатся, в любом случае. Но без относительной точности вся эта цифирь - ни о чём. "200! - Что 'двести'? - А что 'приборы'? " (c)

chesas в сообщении #1519787 писал(а):

Как это сделать?

Блин.

Гененерируем случайную точку в объёме источника. Если он сложной формы - генерируем в паралелепипеде и проверяем попали ли внутрь, при не попадании перебрасываем. Если источник точечный - пропускаем.

Генерируем плоскость где-то возле объёма сцинтиллятора и рисуем на нём проекцию оного. Не идеально точно, но сойдёт. Да хоть просто фотографируем сцинтиллятор издаля и переводим в двуцветную чёрно-белую картинку.

Генерируем два случ. числа задающих углы вектора полёта частицы в полуплоскость, где сцинтиллятор. Только не забыть про весовой множитель, чтоб получилась равномерно по телесным углам на полусфере.

Высчитываем координаты точки где созданный луч пересечёт нашу референсную плоскость. Проверяем попали ли в "закрашенный" участок, если попали - +1 попадание.

Всё.

[chesas]

Наконец-то нашёл новую формулу, для расчёта телесного угла, из которого виден наш БД.
Источник находится всегда выше поверхности пластика – хоть над ним, хоть сбоку. Опустим перпендикуляр из источника на плоскость БД. Построим прямоугольник с этой точкой и одним из четырёх углов БД, так, чтобы они были напротив друг друга. Получим четыре таких прямоугольника. Каждый из них входит в формулу расчёта площади поверхности единичной сферы с определённым знаком. Задача сводится к нахождению каждой из этих площадей. При этом сделаем чертёж одной из четырёх частей; и посчитаем телесный угол вырезающий эту часть. Дальше рассчитав габариты для трёх оставшихся, по аналогии посчитаем ещё три угла. Сложив, с определённым знаком, все четыре угла, получим весь телесный угол. Каждый раз проектируем вырезаемую поверхность на плоскость Oxy, где расчёт ведём в полярной системе координат.

$$S=\int\limits_{0}^{\arctg(l_x/l_y)}\left(\int\limits_{0}^{1/{\sqrt{1+{((h/ly)\cdot\cos(\varphi)})^2}}}\frac{r}{\sqrt{1-r^2}}\cdot{dr}\right)\cdot{d\varphi}+\int\limits_{\arctg(l_x/l_y)}^{\pi/2}\left(\int\limits_{0}^{1/{\sqrt{1+{((h/lx)\cdot\\sin (\varphi)})^2}}}\frac{r}{\sqrt{1- r^2}}\cdot{dr}\right)\cdot{d\varphi}$$

Алгебраическая сумма четырёх таких площадей(не всегда одинаковых), делённая на полный телесный угол(четыре пи) и будет равна геометрическому фактору – G. При умножении всех, покинувших источник частиц на неё, получим интересующие нас частицы. Но в вакууме, т.е. без учёта потерь.

[realeugene]

chesas в сообщении #1520767 писал(а):

выше поверхности пластика

Какого паластика?

(Оффтоп)

Попытался продраться через тему - сдался. Непонятно, ни что считается, н зачем считается.

[chesas]

realeugene в сообщении #1520802 писал(а):

chesas в сообщении #1520767 писал(а):

выше поверхности пластика

Какого паластика?

(Оффтоп)

Попытался продраться через тему - сдался. Непонятно, ни что считается, н зачем считается.

Синонимы: пластик, детектор, сцинтиллятор, сцинтиблок, БД...

-- 02.06.2021, 10:08 --

[realeugene]

chesas

(Оффтоп)

chesas в сообщении #1520860 писал(а):

Синонимы: пластик, детектор, сцинтиллятор, сцинтиблок, БД...

"Тихо сам с собою я веду беседу". Тут же люди не в теме вашего профессионального сленга. А вы им облегчить продирание через ваш полёт мысли и не пытаетесь. Ну, удачи, что-ж.

[chesas]

Извиняюсь, если кому-нибудь непонятно. Стараюсь писать доступно, просто тема довольно обширная.
После нахождения телесного угла $\Omega$, определяем геометрический фактор $G=\Omega/4\pi$. Итого, количество частиц направляющихся в сторону БД

$N_\text{наш}=G\cdot N_\text{все}$

Это без учёта потерь в среде(воздухе). Дальше, определяем вероятность прохождения:

$P=\exp^{-\mu\cdot{l}}$

И тогда частицы, достигшие поверхности БД $N_\text{дос}=P\cdot{N_\text{наш}}$
Где $\mu$ – коэффициент ослабления, зависящий от среды распространения и от энергии частицы. А $l$ путь пробега частицы. В нашем случае не частица а поток частиц, поэтому необходим средний путь пробега – $l_\text{sr}$.
Формула, для определения средней длины пробега:

$l_\text{sr}=\frac{1}{S_\text{БД}}\cdot\int\limits_{y_{\min}}^{y_{\max}}\int\limits_{x_{\min}}^{x_{\max}}\sqrt{h^2+x^2+y^2}dxdy$

[chesas]

Не знаю как поступать с не точечным источником. Надо бы как-то разбить его на элементарные площадки – "точки", но как?
И есть ли вообще $\mu$ для альфы и беты?