Atomphysik, Kernphysik RadioaktivitÃ¤t - VCDforStudy

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8.2.3 Nachweisgeräte für Kernstrahlungen 8.2.3.5 Kernstrahlungsmessung mit Szintillationsdetektoren Bei der Kernstrahlungsmessung mit Szintillationsdetektoren wird das elektrische Meßsignal durch die Anregung eines Kristalls (im ELWE-Gerätesystem ein NaJ-Kristall) und die anschließende Wandlung und Verstärkung des Fotosignals in einem Photomultiplier erzeugt. Durch die erforderliche Einkapselung des Kristalls kann mit Szintillatoren nur der γ-Anteil gemessen werden. Bei dem von ELWE entwickelten Gerätesystem wird der Szintillationsdetektor mit Verstärker 84 84 580 an das Betriebsgerät zur Kernstrahlungsmessung 84 83 571 angeschlossen, wobei die erforderliche stabilisierte Spannung für den Photomultiplier von einem externen Hochspannungsgerät (z.B. 85 21 621) zugeführt werden muß. Das Betriebsgerät verarbeitet die ankommenden Spannungsimpulse weiter. Als Meß- oder Beobachtungsgerät kann ein Universalzähler, Oszilloskop oder Schreiber an das Betriebsgerät angeschlossen werden (siehe Kap. 8.2.3.2). Empfohlene Gerätezusammenstellung: Szintillationsdetektor mit Verstärker 84 84 580 Halterung für Detektoren und Verstärker 84 84 620 Hochspannungsgerät 1,2 kV 85 21 621 Betriebsgerät zur Kernstrahlungsmessung 84 83 571 siehe Kap. 8.2.3.2 Universalzähler siehe Kap. 8.2.3.2 Oszilloskope siehe Kap. 8.2.3.2 Schreiber siehe Kap. 8.2.3.2 Szintillationsdetektoren 84 84 520 84 84 530 84 84 540 84 84 550 84 84 560 84 84 570 Kristall Durchmesser 25,4 mm (1") 38,1 mm (1,5") 38,1 mm (1,5") 50,8 mm (2") 50,8 mm (2") 76,2 mm (3") Höhe 25,4 mm (1") 38,1 mm (1,5") 38,1 mm (1,5") 50,8 mm (2") 50,8 mm (2") 76,2 mm (3") Abdeckung 0,4 mm Al 0,4 mm Al 0,4 mm Al 0,4 mm Al 0,4 mm Al 0,4 mm Al Außendurchmesser 31,8 mm 44,5 mm 44,5 mm 58,7 mm 58,7 mm 82 mm Energieauflösung 8,5 % | 660 keV 8 % | 660 keV 7,5 % | 660 keV 8 % | 660 keV 7,5 % | 660 keV 7 % | 660 keV Photomultiplier Durchmesser 62 mm 62 mm 62 mm 62 mm 62 mm 62 mm Sockel B 14 A (14polig) B 14 A (14polig) B 14 A (14polig) B 14 A (14polig) B 14 A (14polig) B 14 A (14polig) Hochspannungspolarität positiv positiv positiv positiv positiv positiv typ. Betriebsspannung 800 ± 200 V 800 ± 200 V 800 ± 200 V 800 ± 200 V 800 ± 200 V 800 ± 200 V Temperaturbereich 7 ... 40 °C 7 ... 40 °C 7 ... 40 °C 7 ... 40 °C 7 ... 40 °C 7 ... 40 °C Gesamtlänge 159 mm 172 mm 172 mm 172 mm 172 mm 172 mm Datenblätter mit weiteren Daten der Detektoren können kostenlos bei uns angefordert werden. Szintillationsdetektoren Die Szintillationsdetektoren enthalten einen licht- und luftdicht eingekapselten NaJ(Tl)-Kristall, der fest mit einem Photomultiplier verbunden ist. Wenn die von der γ-Strahlung im Kristall ausgelösten Photonen auf die Kathode des Photomultipliers treffen, wird eine zur Photonenmenge proportionale Anzahl von Photoelektronen ausgelöst. Dieser Ladungsimpuls wird im Photomultiplier verstärkt und dem Verstärker 84 84 600 zugeführt. Alle Detektoren sind mit einem 14poligen Stecksockel ausgerüstet und auf den Verstärker 84 84 600 aufsteckbar. 8 - 34 Verstärker mit Detektorsockel B 14 A 84 84 600 zur Signalformung der Ladungsimpulse des Photomultipliers und zur Betriebsspannungsversorgung der Detektoren 84 84 520ff über einen hochohmigen Spannungsteiler des Verstärkers 84 84 600. Die Ausgangssignale können ohne weitere Zwischenverstärker direkt einem Oszilloskop oder über das Betriebsgerät zur Kernstrahlungsmessung 84 83 571 den entsprechenden Meß- und Beobachtungsgeräten zugeführt werden. Das Hochspannungsgerät 85 21 621 liefert die notwendige Hochspannung für den Szintillationsdetektor und die Betriebsspannung für den Verstärker. Detektorsockel: B 14 A Gesamtwiderstand des Spannungsteilers: 6500 kΩ Arbeitswiderstand: 330 kΩ Ausgangssignale: positiv Signaldaten: Anstiegszeit: 10 µs Signaldauer: 30 µs Signalhöhe typ.: 0,1 ... 5 V Versorgungsspannungen: Spannungsteiler: max. +1500 V Verstärker: ± 15 V Signalausgangskabel (50 Ω): UHF-Stecker Kleinspannungszuführung: 5poliger Stecker Masse: ca. 500 g Empfohlenes Zubehör: Hochspannungsgerät, 1,2 kV 85 21 621 Betriebsgerät zur Kernstrahlungsmessung 84 83 571
8.2.3 Nachweisgeräte für Kernstrahlungen Szintillationsdetektor mit Verstärker 84 84 580 Der betriebsfertig aufgebaute Szintillationsdetektor 84 84 520 mit dem Verstärker 84 84 600 und der Halterung 84 84 590 kann am Stativmaterial oder auf einer optischen Bank (z.B. 84 72 120) befestigt werden. Der Szintillationsdetektor enthält einen licht- und luftdicht eingekapselten NaJ(Tl)-Kristall, der fest mit einem Photomultiplier verbunden ist. Wenn die von der γ-Strahlung ausgelösten Photonen auf die Kathode des Photomultipliers treffen, wird eine zur Photonenmenge proportionale Anzahl von Photoelektronen ausgelöst. Dieser Ladungsimpuls wird im Photomultiplier verstärkt und dem Verstärker zugeführt. Die Ausgangssignale dieses Verstärkers können ohne weitere Zwischenverstärkung einem Oszilloskop oder dem Betriebsgerät zur Kernstrahlungsmessung 84 83 571 über das abgeschirmte Kabel mit UHF-Stecker zugeführt werden. Der Photomultiplier erhält seine Betriebsspannung über einen hochohmigen Spannungsteiler des Verstärkers 84 84 600. Das Hochspannungsgerät 85 21 621 liefert außer dieser Spannung (abgeschirmtes Kabel mit BNC-HT-Stecker) die Betriebsspannung für den Verstärker über ein mehradriges Kabel mit 5poligem Stecker. Abmessungen des Stiels in mm: d = 10, l = 63 Abmessungen in mm: d = 65, l = 250 Masse: ca. 1 kg Halterung für Detektoren und Verstärker 84 84 620 aus schwarz lackiertem Aluminiumprofil. Die fest verschließbaren Schellen können mit einem Schraubendreher angezogen und geöffnet werden. Mit dieser Halterung können runde, schwere Gegenstände, wie z.B. Detektoren und Verstärker, am Stativmaterial oder mit Reitern (84 72 160 / 84 72 170) auf der optischen Bank (84 72 120 / 84 721 30) befestigt werden. Länge: Schellen: Stiel: Masse: l = 135 mm dmax = 70 mm, dmin = 55 mm d = 10 mm, l = 63 mm ca. 150 g Hochspannungsgerät 1,2 kV 85 21 621 Die hochstabilisierte Hochspannung ist von 200 ... 1200 V mittels Grobund Feinsteller einstellbar. Wegen der guten Spannungsstabilität ist dieses Gerät zum Betrieb der Szintillationsdetektoren 84 84 520ff besonders geeignet. An einer 5poligen Buchse steht auch die zum Betrieb des Verstärkers für den Szintillationsdetektor notwendige Spannung von ±15 V zur Verfügung. Durch die Feineinstellmöglichkeit der Ausgangsspannung ist auch der Betrieb von Zählrohren im Proportionalbereich möglich. Der Ausgangsstrom ist auf einen max. Wert von ca. 1,8 mA begrenzt, so daß das Gerät nach den VDE-Vorschriften berührungssicher ist. Durch die Strombegrenzung ist das Gerät kurzschlußsicher. Der negative Pol ist geerdet. Ausgangsspannung U1: 200 ...1200 V DC max. Ausgangsstrom: ca. 1,8 mA relative Spannungsstabilität: (0 ... 1 mA): ≤10 -4 Restwelligkeit: 100 mVss bei 1 mA und 1000 V Hochspannungsausgang: BNC-HT und 4-mm-Sicherheitsbuchsen Ausgangsspannung U2: ± 15 V, 50 mA Spannungsversorgung: 230 V AC, 50(60) Hz Abmessungen in mm: 220 x 170 x 150 Masse: ca 2,4 kg 8 - 35
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