Кристаллы и “Dos Dildos deepest penetration”

Пару постов назад, я высказал смелое, но подкрепленное расчетом предположение, что кристалл 15*15 LaBr3(Ce) по параметрам детектирования Цезия-137, эквивалентен кристаллу NaI(Tl) 22.7*22.7. Вот тому подтверждение:

Наложение графиков NaI(Tl) 25*25 7.1-7.3% на LaBr3(Ce) 15*15 2.9-3.1%

Площадь пика на NaI(Tl): 260 тыс. отсчетов.

Площадь пика на LaBr3(Ce): 150 тыс. отсчетов.

Цезиевый пик на лантане чуточку выше, чем на натрии, тоесть немного более заметен на общем графике, но по отсчетам чуйка натрия значительно выше, а это значит, что большого чуда не произошло  crazy

В целом, расчет не очень-то и далек от истины. Делаю вывод что 15*15 по лантану немногим лучше 25*25 по натрию для целей спектрометрии, но для поиска натрий 25*25 почти двукратно превосходит лантан 15*15.

 


 

Я как-то обещал вам показать, чем убитый кристалл отличается от нормального. По этому по случаю взял у Nusik1975 один из его древних кристаллов, и сравнил.

Сам кристалл идеально прозрачен, стенки белые, но есть следы отслоения кристалла от стекла.

Характерным признаком отслоения является искаженная форма цезиевого пика, с завалом в области “2”, что говорит о том, что некоторые вспышки сцинтилятора доходят до фотокатода с увеличенной силой, через зону без отслоения.

На самой хорошей лампочке что у меня есть, он показал допустимые 10%. То-есть получить разрешение с него еще лучше, невозможно в принципе. На среднестатистических лампочках он покажет на 1.5-3% больше. Характерное отличие этого кристалла, малый световыход, из за чего напряжение на лампочке пришлось поднять на 70 вольт.

 

Th-228:

 


 

Добрались руки до упаковки кристаллов СДН.17.16.40, которые покупались в Усолье-Сибирском, по повышенному ценнику с предъявлением требования “разрешение менее 8%”. Хотел из них сделать пару спектрометров на продажу, но дело немного встало… пока наверное не буду делать. Протестировал. Да заводик однозначно держит марку, и способен делать высококачественные кристаллы, несмотря на всеобщую разруху и уничтоженное в стране высокотехнологическое производство. Вот паспортные данные по разрешению и результат фактического обмера на моей установке:

  1. Паспортное разрешение 7.3% – фактически обмер 6.5%
  2. Паспортное разрешение 7.7% – фактически обмер 7.2%
  3. Паспортное разрешение 7.5% – фактически обмер 7.0%
  4. Паспортное разрешение 7.4% – фактически обмер 7.1%
  5. Паспортное разрешение 7.8% – фактически обмер 7.4%

То-ли они перестраховщики, то-ли у них для замера менее точный стенд чем у меня. В паспортах стабильно занижают разрешение на 0.3-0.7%. Ну вообщем это кончено плюс. В целом я удивлен, и не ожидал что у нас умеют производить настолько качественные кристаллы. Да конечно они получают столь высокое разрешение только отбором из партии, и продают с наценкой. Но в целом да, я однозначно остался удивлен!

Посмотрим какой приедет 40*80… к нему я предъявил требование 7% или менее, и выплатил им за него абсолютно баснословную сумму. Он в начале прошлой недели уже выехал с сортировки в Иркутске…. жду…

 


 

Решил попробовать сделать дилдочку на Хамаматце.

Т.к. лампочки R1166 с лантаном работают очень посредственно, поставил на нее самый хороший кристалл NaI(Tl) 6.5%, но так-как кристалл больше на 1 мм чем фотокатод, в результате получилось 7.2-7.4%. Вообще с целью получения хорошего разрешения, принято применять лампочки у которых фотокатод значительно превосходит диаметр кристалла, чтобы все фотоны гарантированно попадали на фотокатод, и заодно чтобы избежать нелинейности чувствительности фототатода.

Вообщем, модуль стал значительно длиннее. Но тем не менее, такой вариант вполне “рабочий” как показывает практика. И разрешение соответственно лучше чем 7.8-8.0% как было на этом-же кристалле, на ФЭУ-31. Так-что как прямую замену ФЭУ-31 можно использовать R1166, но с удлинением модуля…. так сказать для “глубокого проникновения”. crazy 208 миллиметров с кнопкой! Это самый большой анти-рекорд для Модуля-АС.

Тестирование жидкостей 2

Удалось раздобыть два вида “фирменного” силиконового масла от Solins. Не супер-бренд кончено, но химию для пайки делают уже относительно давно, и в нашем небольшом городишке зарекомендовали себя как нормальный бренд.

Протестировал. Как и всегда, лампочка прогревалась до полной стабилизации, а сам замер длился 30 минут.

NaI(Tl) на ПМС-200 Solins

Яркость, канал: 411

Разрешение: 7.28%

 

NaI(Tl) на ПМС-100 Solins

Яркость, канал: 412

Разрешение: 7.22%

 

NaI(Tl) на ПМС-5 Solins

Яркость, канал: 408

Разрешение: 7.2%

 

NaI(Tl) на Вазелиновом масле

Яркость, канал: 412

Разрешение: 7.17%

 

Немаловажным свойством является смачиваемость/вязкость. Вазелиновое масло имеет весьма высокую смачиваемость, и как результат, заполняет все пространство ФЭУ-термоусадка и кристалл-термоусадка. По сему, существует очень высокая вероятность, что из стыка ФЭУ-кристалл оно просто напросто вытечет со временем. Поэтому я провел тест смачивания кусочка бумаги в каждой из тестируемых жидкостей.

По характеристикам смачиваемости был получен следующий результат(в порядке увеличения коэфицента смачиваемости)

  • ПМС-200
  • ПМС-100
  • Вазелиновое масло
  • ПМС-5

То-есть вязкость вазелинового масла, нашего лидера по спектрометрическим характеристикам, находится где-то между 5 и 100 сантистоксов.

Небольшим гуглением, мои эксперементальные данные подтвердились, было найдено, что оно имеет вязкость 15-20 сантистоксов.

В итоге, было решено немного пожертвовать спектрометрическими характеристиками, но получить лучшую вязкость, в итоге мой выбор пал на масло ПМС-100 от Solins(ООО “Пайка и монтаж”). К тому-же ПМС-100 намного лучше удаляется с поверхностей, чем вазелиновое масло. Еще большой плюс, это гарантируемый производителем диапазон рабочих температур -50….+200 гр.С. То-есть можно спокойно усаживать термоусадку, и быть уверенным, что ПМС-ка не потеряет своих свойств.

На Лантане я естественно тоже его проверил, значимой разницы по разрешению с вазелиновым маслом не нашел. Но ослабление светового потока с 424 до 408 канала есть, хотя в принципе это не критично.

 

PS. Да результаты практически на уровне погрешности измерений, спорить не буду, это факт, но кем-бы я был, если-бы не проверил, правда? crazy

 


 

PS. Договорился с китайцом…. тот уточнил цену Лантана 30*30…. говорит мол 2500$, и мы тебе его сварим, протрем шелковой тряпочкой, и вышлем.

Эм… пошел искать бабло…. 1800$ у меня от продажи хостинга будет, осталось найти еще 700$… надо подумать….ГДЕ?!… плюс наверно баксов 150-200 потребуется для перевода бабла и доставки. Короче нужен еще касарь баксов….

так…. надо подумать… за квартиру долги заплатил, значит можно пару месяцев не платить… кошкам еда на месяц есть… ботинки пока нормальные, несмотря на то что они уже больше года используются и летом и зимой… кушать мне не обязательно… вообщем можно сэкономить на всем этом…

crazy

Пластиковый сцинтилятор от ДРГ3-01 и Лантан

Так-же в закромах родины был пластиковый сцинтиллятор от зонда радиометра ДРГ3-01.

Габарит 39*19.5мм.

У него так-же как и на BGO очень тусклая вспышка.

Понятие энегитического разрешения у него вовсе отсутствует. От точечного источника Cs-137 8.9кБк он выдает 610 CPS. В то-же время, при ЕРФ он дает 10 CPS. Вообщем… имеем то что имеем…

Так-же ему свойственна легкая собственная люминисценция. И перед измерением ему надо дать отстоятся в полной темноте 1-2 часа.

Примечательно то, что сам пластик матово-белого цвета, и полностью не прозрачен, увидеть дальнюю стенку в принципе невозможно.

 


 

Кстати сказать, Лантан на “пепелаце” вышел на свое паспортное разрешение 

2.9% !

Обеспечение оптического контакта, сага о FWHM и сдохших черепахах.

Протестировал силикон в качестве средства для обеспечения оптического контакта кристалла и ФЭУ.

Но прежде процитирую аппнот Хамаматцу, который гласит:

A scintillator is attached to a photomultiplier tube with coupling material as shown in Figure 7-3. The
coupling material is used in place of an air layer in order to minimize optical loss between the scintillator and
the photocathode faceplate. Silicone oil having an index of refraction close to that of the glass faceplate is
most widely used as a coupling material. However, selecting the proper material which provides good transmittance
over the emission spectrum of the scintillator is necessary.

Что переводится как “силиконовое масло – наше все, однако выбирайте хороший светопроводящий материал с правильными индексами преломления”.

Доверяй, но проверяй!!! …. хм… проверим!

В то-же время в другом источнике, была найдена табличка коэффициентов преломления типового спектрометрического фотокатода Bialkali 400К.

Как видно, все далеко не так просто, как этого-бы хотелось. Приминительно к моей задаче с лантаном, длинна волны излучаемого света, очень серьезно отличается от типовых для NaI(Tl) 420nm. А именно, состовляет 380nm. На этой длинне волны коэфицент приломления фотокатода составляет не 1.5, а уже 1.7, а значит оптическая смазка может потребоваться уже принципиально другая, т.к. у нее тоже разные коэфиценты приломления на разных длиннах волн.

 

Критериев оценки для смазки я ввел классически, два:

1 – Светопроводимость, который будет просматриваться на графиках по смещению центра пика. (чем лучше проводимость, тем ярче вспышка, тем выше номер канала)

2 – Разрешение. (сферические кони в глубоком вакууме)

Каждый замер проводился с применением лампочки R1166 и “горячего” кристалла LaBr3 15*15. Перед замером проводился прогрев 2-3 часа.

 

Виновники сегодняшнего торжества:

Масло силиконовое ПМС-5 Производитель Solins

Теоретический коэффициент преломления, на неизвестной длине волны 1.397

Яркость, канал: 430

Разрешение: 4.09%

 

Масло силиконовое ПМС-200 Производитель Полный-нонейм

Теоретический коэффициент преломления, на неизвестной длине волны 1.403

Яркость, канал: 415

Разрешение: 4.06%

 

Вазелиновое масло аптечное

Теоретический коэффициент преломления, на неизвестной длине волны 1.503

Яркость, канал: 432

Разрешение: 3.96%

 

Вывод:

У Япошек неправильная камасутра, дилде нужен вазелин!  crazy  Видимо у них там все или на сухую, или с силиконовой смазкой  crazy   crazy

На вазелиновом масле получаются самые адекватные результаты. Ранее я уже забраковал глицерин, а сейчас еще раз убедился, что вазелиновое масло самое-то для спектрометрии, в особенности по яркости вспышки. По разрешению оценить нельзя, т.к. кристалл “горячий”, тоесть с со света. Лантанчик помимо прочих его минусов, еще и очень чувствителен к свету и обладает собственной люминисценцией, поэтому ему “по хорошему”, надо дать пару суток постоять в спектрометре, в условиях полностью закрытых от света, чтоб тот “остыл” и вышел на свои заводские параметры.

Но я не исключаю, что ПМС-200 – поделка, надо будет поискать это-же масло, но от нормального производителя.

 


Ваш покорный слуга, уже задолбался объяснять вам в личках, что такое FWHM(по простому разрешение).

Смысл сей няшки вообщем-то несколько отвязан от реальности, но тем не менее, именно в данных единицах, его измеряют, а не в моих любимых попугаях, и даже не в СВК(сферически-вакуумных-конях), что в принципе было-бы равнозначно физическому смыслу который вкладывают в это понятие.

Показываю на пальцах его расчет. Берут высоту пика, делят пополам, получают “полу-высоту” пика. В этой точке измеряют ширину пика, получают “полную-ширину”. Потом расстояние от нуля графика делят на значение, получившееся значение выражают в процентах.

 

То есть:

FWHM – Полная-Ширина на Полу-Высоте

Ra – отношение полной-ширины на полу-высоте к расстоянию от нуля координат в процентах. (это и есть то-самое разрешение)

Но в общественном сознании понятия Ra и FWHM неизбежно перепутаны. Вероятно из за китайца, который написал беккерель-монитор.

Причем надо понимать, что сцинтилятор и ФЭУ вещи нихрена не линейные, поэтому все тупо приняли за правило, считать полноширинунаполувысоте  crazy только для энергитического пика 661.65 кэВ. Тоесть, если у вас нет мощного источника с цезием, свое реальное разрешение вы никогда не узнаете, т.к. для других энергий оно будет принципиально другое.

Дяди Япошки сей процесс проиллюстрировали в камасутре:

Помимо этого, разрешение еще зависит от:

  1. Напряжения лампочки.
  2. Стабильности питающего напряжения.
  3. Тока Анода.
  4. Качества лампочки.
  5. Качества оцифровки.
  6. Материала и качества сцинтилятора.
  7. Оптического контакта сцинтилятора с лампочкой.
  8. Кратковременной и долговременной стабильности сборки.
  9. Температурной стабильности.
  10. Коэффициентов калибровки в Беккерель-Мониторе.

Короче, оно не зависит пожалуй только от погоды на Марсе. Хотя я бы поспорил с этим утверждением.  crazy

 

Если еще кто-то спросит у меня что это такое, я точно в него запущу тапком. diablo

 


 

Выяснил тут, что в Сибири сдохли все черепахи…. очень обидно… раньше Почта России возила посылки исключительно на черепахах, но после того как они сдохли, с отправкой посылок начались ужастные проблемы….

Вот сегодняшняя переписка с заводом:

Здравствуйте.

Видимо у нас опять на почте какие-то сложности с посылками, прошу Вас
cообщить номер посылки с кристаллом по счету 135.


Быканов Андрей

 

Добрый день!
Посылки стоят на почте в Усолье с 23.06.17.
Сегодня начальник отделения обещала, что до вторника исправят положение с
отгрузкой.
С уважением, Данюшкин Л.С.

 

Здравствуйте.

Весьма печально, тем не менее, прошу дать номер отправления, чтобы я
мог наблюдать за процессом доставки и забрать его с почты сразу по
приходу, т.к. этот кристалл очень ждем.


Быканов Андрей

 

Надеемся, что во вторник номер будет.
Л.С.

LaBr3(Ce) – бюджетный вариант

Пока ожидаю кристалл, решил изучить техническую возможность посадки Лантана на Модуль-АС, без основательной переделки… прям так… на горячую.

Прошлый эксперемент показал, что на ФЭУ-31 Лантан работает весьмА посредственно, с трудом выходит на 5% даже на самой отборной лампочке.

По сему, был испробован вариант посадки лантана на более качественную лампочку. Под руку подвернулась Hamamatsu R1166. Но у нее есть несколько моментов, которые не позволяют ее посадить напрямую на модуль:

  • Неравномерный делитель.
  • 10-ти динодная структура вместо нужной нам 8-ти динодной.

Любой нормальный разработчик бы тут остановился и начал бы все переделывать, но я к ним не отношусь  crazy Посему, лампочка была присажена на горстку МГТФ-а, причем я ее убедил что 9-тый динод у нее теперь будет выполнять роль анода, и так-же убедил ее что у нее равномерный делитель. Спросите “КАК?”, отвечу “легко, взял и припаял crazy ” . Она посмотрела на такую наглость, и подчинилась моему паяльнику…. а что ей еще оставалось делать? паяльник то у меня горячий! crazy Ну и выдала мне с лантана 3.8% по цезию, правда после подбора делителя и емкости по анодной цепи (1М+390К+1пФ).

Мораль сей саги такова, что если очень надо, то можно сменить лампочку и кристалл, на R1166+LaBr3, но гарантий тут я не даю конечно. Шаманство-же…

PS. Думается, сделай я все правильно, там было-бы все 3.5% или может даже ниже. А значит будем проверять!

На фоне плюсов, есть и минусы… это пик от деления Лантана-138, который улетает куда-то в стратосферу, даже без домика.

Вообще, лантану характерны пики 4, 31-36, 788, 1435 кэВ. Они начинают проявлятся после длительного набора спектра.

Минут за 5, уже виден пик 31-36 кэВ, пробивающий все разумные приделы и господствующий на графике….

Как-бы намекает… это те не натрий…. это величественный Лантан  crazy

Это надо было додуматься, чтоб сделать делящейся детектор делящихся материалов…. брррр…  wacko

LaBr3(Ce) – а что будет если….

[error]Уважаемый читатель, будь осторожен! Данный пост может спровоцировать сердечный приступ.[/error]

Возник абсолютно сумашедший вопрос….. А что будет, если Лантан за 400 баксов, посадить на ФЭУ за 3 бакса…  crazy  crazy  crazy  crazy

К счастью у меня есть техническая возможность проверить это  mosking

Дано:

  • Лампочка ФЭУ-31, которая на NaI(Tl) показывала 8.26%
  • Кристалл LaBr3(Ce) 15*15мм
  • Модуль-АС

Результат:

  • Ra = 4.81%
  • CPS = 596

focus

Получился эдакий Модуль-АС Black Edition

 

В равных условиях тестирования, самый лучший экземпляр Модуля-АС на NaI(Tl) 16*40, дает Ra = 8%. CPS = 479

Вот сравнение графиков с NaI(Tl)

Спросите почему больше CPS… отвечу… У LaBr3 плотность выше NaI(Tl) и более тонкая стенка.

  • Плотность LaBr3(Ce), 5.08 г/см3
  • Плотность NaI(Tl) 3.67 г/см3

По этому Лантан 15мм*15мм (2651мм^3) эквивалентен NaI(Tl)  16мм*18.3мм. А в совокупности факторов(разрешение, стенка, разница в плотности), видим то что видим…

  • Низкие энергии на лантане выше.
  • Комптон слегка подзагублен, в связи и меньшей эффиктивной массой.
  • Основной пик выше в связи с разрешением, даже не смотря на меньшую эффиктивную массу.

[error]Читатель, знай!

Лантан – радиоактивен![/error]

Итог:

Вот это я понимаю… PROFIT!!! кристалл меньше, а способности к регистрации изотопов серьезно лучше. А то прям смех разбирает когда народ сравнивает кристаллы 7% и 9%… разница есть, но оооочень маленькая. А на лантане, пусть и с 4.8% на старой лампочке, думаю сложные спектры типа Eu-152 должны существенно преобразится. Когда немного с настройками модуля поиграюсь, надо будет попробовать. Ну а потом, в будущем, пересажу лантан на мелкие Хамаматцу, которые должны раскрыть весь его потенциал.

 

Пост-скриптум:

Надо народ с RHBZ попугать спектрами какого-нибудь тория на лантане… но не говорить что это лантан… вот удивлений то будет  crazy А то они там чо-то я смотрю совсем заскучали…

LaBr3(Ce) + Pb

Нескончаемым потоком едут различные няшки  crazy

Получил кристалл LaBr3(Ce) и еще 48 кило свинца.

Пора браться за паяльник и киянку. popcorm

LaBr3(Ce)

Заказал у китайцев кристалльчик LaBr3(Ce), габаритом: диаметр 15мм, высота 15мм.

Все удовольствие обошлось в 404$ (23 000р.), но это обещает того стоить. Наши узкоглазые братья обещают разрешение не более 3.5%.

Очень хочется на это посмотреть, что-же это такое… этот “Церрированный” Бромид-Лантана-3.

 

Как кстати оказалось, это еще ОЧЕНЬ умеренный ценник, Saint-Gobain Crystals за такие кристальчики хотят по 5000 евро за штучку.

Сейчас китайцы написали, мол, через месяц ждите!

 

 

Ну что-ж, запасаемся!!!!  popcorm  popcorm

Даешь высокоточный, портативный спектромер-радиометр с цветным дисплейчиком!

Если Exploranium вдруг нервно закурят в сторонке, я не виноват  laugh

 

 

 

 

 

 

Лампочки под него уже лежат в шкафу: