DEDEKTÖRLERİN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE RADYASYON ÖLÇÜM BİRİMLERİ

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
ATOMUN YAPISI Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler;
Advertisements

Her bir kimyasal element, atom çekirdeği içerisindeki proton sayıları veya atom numarası (Z) ile karakterize edilir. Verilen bir elementin tüm atomlarında.
PARÇACIK KİNEMATİĞİ-I
Doç.Dr.Sema BİLGE OCAK GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Konu: Radyasyonun madde ile etkileşmesi
RADYASYONUN MADDE İLE ETKİLEŞİMİ
Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir
RADYOAKTİVİTE VE RADYOAKTİF BOZUNMA
RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 10
ENERJİ, ENERJİ GEÇİŞİ VE GENEL ENERJİ ANALİZİ
Parçacık yayınlanma hızı
MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ
ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla kendinden.
ATOMUN YAPISI Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler;
ATOM TEORİLERİ.
ALFA-BETA-GAMA Ekleyen: Netlen.weebly.com.
Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir.
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ(İ.Ö)
FEN MADDENİN TEKNOLOJİ MADDENİN YAPI TAŞLARI ATOMLAR TANECİKLİ YAPISI.
ATOM Çevremizde gördüğümüz dokunduğumuz her şey atomdan meydana gelmiştir. Çevremizde gördüğümüz dokunduğumuz her şey atomdan meydana gelmiştir.
MADDENİN YAPISI VE ATOM
KOLLOİDAL SİSTEMLERDE IŞIK SAÇILMASI
Atom ve Yapısı.
ATOMUN YAPISI.
Elektromanyetik Işının (Foton) Madde İle Reaksiyonu
Elektrik-Elektronik Mühendisliği için Malzeme Bilgisi
RADYASYON RADYASYON FİZİĞİ VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
RADYASYON NEDİR? Tehlİkelerİ nelerdİr? FİRMA ADI.
Filtrelemenin X-ışını Spektrumu Üzerindeki Etkileri ve Simülasyonu
X-ışınları 5. Ders Doç. Dr. Faruk DEMİR.
RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 9
Gamma Bozunumu
Elektromanyetik Işının (Foton) Madde İle Reaksiyonu Ders:Gamma-devam
ELEKTRON DİZİLİMİ VE ÖZELLİKLERİ
YÜKLÜ PARÇACIKLARIN MADDE İLE ETKİLEŞİMİ
SİBEL DÜLGER KKEF - KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ
STATİK (DURGUN) ELEKTRİK A. ATOMUN YAPISI VE ELEKTRİK YÜKLERİ
Atomun Yapısı.
Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOMUN YAPISI
Maddenin yapısı ve özellikleri
ATOM.
ATOMUN YAPISI.
ATOMUN YAPISI.
SHMYO TIBBI GÖRÜNTÜLEME Uzm Dr Zehra Pınar Koç
SHMYO TIBBİ GÖRÜNTÜLEME YÖNTEMLERİ Uzm Dr Zehra Pınar Koç
R ADYASYONUN DEDEKSIYONU Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksek Okulu Tıbbı Görüntüleme Yrd Doç Dr Zehra Pınar Koç.
RADYOTERAPİDE KULLANILAN PARTİKÜLER RADYASYONUN ÖZELLİKLERİ
KİMYA -ATOM MODELLERİ-.
GENEL KİMYA DOÇ. DR. AŞKIN KİRAZ
ATOM VE YAPISI. Etrafımızdaki bütün maddeler atomlardan oluşmuştur. Atom sözcüğünün ilk ortaya çıkışı yüzyıllar öncesine uzanmaktadır. Democritus adlı.
Radyasyon biyofiziği:
RADYASYON, RADYASYON FİZİĞİ VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
Atom ve yapısını inceleyelim
Dr. Çiğdem Soydal A.Ü.T.F Nükleer Tıp Anabilim Dalı
Elektrik Alan.
Atom Modelleri ve Atom Modellerinin Tarihsel Gelişimi
ATOMUN YAPISI.
Atom ve Yapısı.
MADDENİN YAPISI VE ATOM
Konu: Radyasyonun madde ile etkileşmesi
RADYASYONUN MADDE İLE ETKİLEŞİMİ RADYASYONUN MADDE İLE ETKİLEŞİMİ İlkay TÜRK ÇAKIR TAEK Sarayköy Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi.
ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla kendinden.
GİRİŞ EDS; Enerji Dispersiv Spektrum , SEM, TEM’e eklenmek suretiyle, elementlerin enerjilerinden faydalanarak kantitatif kimyasal analiz yapmakta kullanılır.
Atom ve Yapısı.
SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-4 PROF.DR. HÜSEYİN TUR.
ATOM VE YAPISI.
ATOMUN YAPISI Nötronlar Atom küre şeklindedir.
Medical Device Tıbbi Cihaz Eğitimi TCESİS R adyasyon Güvenliği Eczane Eğitim Haftası :14 Fahri Yağlı (Medikal Device Expert)
Sunum transkripti:

DEDEKTÖRLERİN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE RADYASYON ÖLÇÜM BİRİMLERİ Doç. Dr. A. Birkan SELÇUK TAEK-SANAEM

DEDEKTÖRLERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ

Dedektörlerin Karakteristik Özellikleri Dedektör Tipleri Sintilasyon sayaçları Orantılı sayaçlar GM tüpleri Cherenkov sayaçları Sürüklenme odaları Kabarcık odaları GEM dedektörleri Yarıiletken dedektörler .... Sintilatörlü Gazlı Yarıiletken Dedektörler uygulama alanına ve radyasyon tipine göre belirlenir. TAEK -SANAEM

Radyasyon Dedektör Etkileşmesi GM dedektörünün çığlanması İyonların hareketleri

Çok telli dedektör GEM dedektörü

Pozisyon algılamalı (strip) dedektörler Yarıiletken dedektör Pozisyon algılamalı (strip) dedektörler

Değişik Tipte GM Tüpleri Pozisyon Algılamalı Si Tabanlı Strip Dedektör

Radyasyon, enerjisinin bir kısmını veya tamamını dedektör malzemesinin üzerine bırakarak etkileşir. Atomlarla doğrudan etkleşimle enerjilerini kaybederler. Yüklü Parçacıklar Dedektörde yüklü parçacıklar oluşturular. Bunlar atomları uyarır ve iyonize ederler. Yüksüz Parçacıklar

Yüklü Parçacıklar Yüksüz Parçacıklar Hızlı elektronlar ve pozitronlar (e-/e+ veya β parçacıkları) Ağır yüklü parçacıklar (A≥1, protonlar, α parçacıkları, fisyon parçacıkları) Elektromanyetik adyasyon (photons/ X rays, γ rays) Nötronlar (yavaş/hızlı) Nötrinolar

Dedektör Sistemlerinin Genel Yapısı

Yüklü Parçacıkların Algılanması Yüklü parçacıklar ortamdaki elektronlar ile Coulomb etkileşimi yaparlar. Sonuçta, iyonizasyon ve elektronik uyarma meydana gelir. Elektronik Uyarılma İyonizasyon: Elektrik alanında sürüklenebilen serbest yüklerin oluşumu Geri uyarılma ve iyonize atomlar: Foton yayılımı İyonizasyon tabanlı dedektörler Serbest yüklerin algılanması (Gazlı dedektörler, yarıiletken dedektörler) Sintilatörlü dedektörler Foton ışımalarının algılanması

Yüksüz Radyasyonların Algılanması İki aşamalı süreç: Etkileşme sonucu bazı enerjik yüklü parçacıkların kalması Bu yüklü parçacıkların algılanması Nötron: Elastik saçılma ile veya çekirdek etkileşmesi ile dedektör ortamında çekirdeklerle etkileşmesiyle yüklü parçacıkların serbest kalması Elektromanyetik radyasyonlar: Fotoelektrik olayı, Compton saçılması veya çift oluşumu yoluyla enerjik elektronların serbest kalması

Basitleştirilmiş Dedektör Modeli radyasyon Basitleştirilmiş algılama tekniğinde, Dedektörde yüklü parçacıklarının oluşumu Elektrik alanında yüklerin toplanarak sinyalin oluşması. Yük toplanma zamanına eşit akımın akması

Dedektörlerin Çalışma Kipleri Etkileşmenin tipine göre zaman ve akım genliği değişiklik gösterir. Dedektörlerin Çalışma Kipleri Akım kipi Atım kipi (Sayaç ve Dozimetrelerde) (Radyasyon Spektroskopisinde)

Akım Kipinde çalışma Ortalama akım Ölçüm cihazının sabit tepki zamanı T ise, Burada T nin dedektörden gelen her bir akım atımlarından çok büyüktür. Ortalama akım r: ortalama etkileşim hızı Q: herbir etkileşim için oluşan yük E: her etkileşme sonucu oluşan ortalama enerji W: bir yük çiftinin oluşması için gerekli ortalama enerji

Atım Kipinde Çalışma Tek bir etkileşme için sinyal atımının yapısı dedektöre bağlı ön yükselteç devresine bağlıdır. Devrenin zaman sabiti, R ölçüm devresinin giriş direnci, C dedektör + dedektör ile önyükselteç kablosu + ön yükselteç devresinin eşlenik kapasitansı

Akım Kipinde çalışma Küçük zaman sabitli devre (RC<<tc ) Sinyal atımları dedektörden gelen atımlara benzerlik gösterir. Alınan sinyallerin enerjiden ziyade zamanı önemli olduğu radyasyon ölçümlerinde tercih edilirler.

Akım Kipinde çalışma Büyük zaman sabitli devre (RC>>tc ) Sinyal atımının genliği dedektörde oluşan yük ile oranlıdır. Atım genliğinin dağılımı gelen radyasyonun enerjisini ifade eder. Ölçüm hızı hakkında bilgi verir.

Hassasiyet Belirli bir tipiteki ve enerjideki radyasyon için kullanılabilir sinyal üretme yeteneğidir. Radyasyon dedektörleri belirli radyasyon tipleri ve enerji aralığına göre tasarlanırlar. Tasarlandıkları sınırların dışında verimlilikleri önemli ölçüde azalır ve kullanılabilir sinyaller üretemezler.

Hassasiyeti Etkileyen Faktörler Dedektör malzemesiyle yaptığı etkileşme kesiti Dedektörün kütlesi. Dedektörün gürültüsü. Dedektör çevresindeki koruma malzemesi

İhtiyaç duyulan dedektör kütlesi Katı Kesit ve Dedektör Kütlesi Gelen radyasyonun enerjisinin bir kısmının veya tamamının sinyale dönüştürme ihtimaline bağlıdır. Yüklü parçacılar Nötr parçacıklar İhtiyaç duyulan dedektör kütlesi çok iyonize daha az iyonize Radyasyon tipi Enerji aralığı dedektör içinde bir kaç iyonizasyon çok daha küçük etkileşme katı kesiti Daha fazla kütle yoğunluğuna ve hacime gereksinim var

Tepki, radyasyonun tipine ve enerjisine bağlıdır. Dedektör Tepkisi Radyasyon enerjisi ile toplam yük veya atım yüksekliği arasındaki ilişkidir. Atımların zamana göre integrali radyasyon-dedektör etkileşmesiyle meydana gelen iyonlaşma miktarına karşılık gelir. Sinyal şekli iyonizasyon miktarına bağlı değilse, sinyalin genliği dedektörde soğurulan enerjiyle oranlıdır. Bu ilişkiye eğer dedektör lineer olarak karşılık veriyorsa, deketörün lineer olduğu söylenir. ! Tepki, radyasyonun tipine ve enerjisine bağlıdır.

saçılma ve Bremsstrahlung Ör: Gama Radyasyonu için Fotoelektrik etki atım yüksekliği spektrumunda keskin pik Compton saçılması Compton elektronlarının sürekli enerji dağılımından dolayı spektrum pikinde genişleme Çift oluşumu sürekli enerji dağılımı (spektrumda genişleme) nedeni saçılma ve Bremsstrahlung Tepki fonksiyonunun düzeltilmesi Dedektörün geometrisinin ve tasarımının değiştirilmesi Küçük Z atom numaralı malzeme kullanılması

Gürültü

S/N=1 S/N=20

Birbirine çok yakın enerjileri ayırt edebilme yeteneğidir Enerji Çözünürlüğü Birbirine çok yakın enerjileri ayırt edebilme yeteneğidir Radyasyonun enerjisini belirlemede en önemli etken. Çözünürlük, tek enerjili radyasyona verdiği tepki ile ölçülür. İdeal durumda keskin delta-fonkisyon pikidir. Gerçekte, iyonizasyondaki dalgalanmalar yüzünden Gaussian şeklindedir.

Dalgalanmaların Nedenleri Dedektör karakteristiklerinin kayması Dedektördeki rasgele gürültülerin olması İstatiksel gürültü aynı enerji soğurulmasına rağmen bir miktar farklı yük taşıyıcıları oluşturduğundan kaynaklanır. Dedektördeki dalgalanmalardan kaçınmak imkansızdır.

FWHM – standard sapma ilişkisi Gaussian fonksiyonu FWHM – standard sapma ilişkisi Çözünürlük

Poission çözünürlük sınırı Lineer bir dedektörde taşıyıcı sayısı ile enerji arasında orantı mevcuttur. O halde, ortalama enerji Orantı sabiti ve standart sapama arasındaki ilişki Poission çözünürlük sınırı

İstatiksel çözünürlük sınırı Fano faktör İstatiksel çözünürlük sınırı İzafi çözünürlük

> Verimlilik Kısaca, tek bir radyasyonun algılanma ihmalidir Verimlilik genellikle radyasyonun etkileşmesine ve dedektörün boyutlarının her ikisine de bağlıdır Yüklü parçacıkların verimliliği Yüksüz parçacıkların verimliliği >

Mutlak verimlilik Dahili verimlilik Dahili verimlilik Radyasyon enerjisine, Dedektör kalınlığına bağlıdır.

Tepki Zamanı Radyasyonun dedektöre varması ile çıkış sinyalinin oluşması arasındaki geçen zaman aralığına dedektörün tepki zamanı denir. Kısa tepki zamanı Sinyal zamanı hakkındaki bilgiler hassaslaşır Zamana göre etiketleme ölçümleri

Ölü ve Toparlanma Zamanları Çözümleme zaman aralığı Ölü zaman aralığı Toparlanma zaman aralığı

Ölü Zaman Toparlanma Zamanı Dedektörün bir sinyal atımı aldıktan sonra ikinci radyasyon geçişine duyarsız olduğu zaman aralığıdır Toparlanma Zamanı Ölü zamanın ardından dedektörün hassasiyetinin arttığı ve hassasiyetin maksimum değere ulaştığı zaman aralığıdır

Paralize olmayan model Ölü zaman Paralize olmayan model Paralize olan model

Sistem üzerine etkisiz Paralize olmayan modelde her bir etkileşimin ardından sabit bir ölü zaman izler. Paralize olmayan model Paralize olan modelde her bir etkileşmenin ardından sabit bir ölü zaman izler. Fakat, bu ölü zaman süresince dedektörde etkileşmeler devam eder. Ancak kaydedilmezler. Bununla birlikte ölü zaman süresi uzar. Paralize olan model Sistem üzerine etkisiz Sistem üzerine etkili

n : gerçek etkileşme hızı m: kaydedien sayım hızı Paralize olmayan durum için Paralize olan durum için

başlangıçtaki çekirdek sayısının yarıya düştüğü zamandır (T1/2 ) RADYASYON BİRİMLERİ τ : radyoizotopun ömrü N0 : başlangıçtaki çekirdek sayısı başlangıçtaki çekirdek sayısının yarıya düştüğü zamandır (T1/2 ) Yarıömür

1 Bq = 1 saniyedeki 1 bozunma Bozunma sabiti Bir kaynağın aktivitesi birim zamandaki bozunumların sayısıdır. Aktivitenin birimi Becquerel (Bq) ve Curie (Ci) dir. 1 Bq = 1 saniyedeki 1 bozunma 1 Bq = 27 pCi

Soğurulan Doz Soğurulan doz için rad veya Gray (Gy) birimleri kullanılır. 1 rad = 100 erg/g 1 Gy = 1 J/kg 1 Gy = 100 rad Fiziksel soğurma

Bağıl Biyolojik Etkinlik (RBE) α, β, γ ve nötron saçılımı aynı enerji soğurmasında farklı biyolojik etki gösterirler. Bu yüzden bağıl biyolojik etkinlik (RBE) tanımlanmıştır. Referans olarak γ ve X-ışını kullanılmıştır. RBE faktörü radyasyon alanına, radyasyon enerjisine ve doz hızına karmaşık bir şekilde bağlıdır. Bu yüzden, kolaylık olması için radyasyon ağırlık faktörü (wr) kullanılır.

Eşdeğer Doz Soğurulan dozun ağırlık faktörüyle çarpımı eşdeğer doz H yi verir. Eşdeğer doz birimi rem veya Sievert (Sv) dir. 1 Sv = 100 rem

Etkin Doz Tüm vücudun hesaplanması, yani etkin dozun bulunması için her bir organın aldığı doz hesaplanarak toplanır.

Dozlama Birimi X veya gama (foton) dozlamaları için kullanılan birim Röntgendir (R) ve havada ürettikleri belirli bir iyonizasyon miktarı üzerine kuruludur. 1 R, 1 kg havada iyonizasyon yaparak 2.58x10-4 C luk pozitif ve negatif yük oluşturan dozdur.

Thin Silikon: 160x96 kanal, 300m, 7x4cm, 3 adet Thick silikon: Si detektörlerin PCB lere kontaklanması Thin Silikon: 160x96 kanal, 300m, 7x4cm, 3 adet Thick silikon: 64x64 kanal, 1.5mm, 4x4cm, 5 adet