مقدمه

در دستگاه های صنعتی داشتن دقت مناسب برای اندازه گیری بسیار مهم است. داشتن ثبات در اندازه گیری با تغییر چرخش آشکارساز حول محور خود از پارامترهای مهم در سیستم های چاه پیمایی و تداخل سنج و اسکن برج های تقطیر است.
به عنوان مثال در یک سیستم تداخل سنج محلول های انحلال ناپذیر که سیستم آشکارسازی به صورت متحرک از کف مخازن عملیات اسکن و تعیین مرز لایه مختلف مواد را مشخص میکند اثر چرخش آشکارساز در طول مسیر اسکن و در نتیجه اثر تغییرات میدان مغناطیسی برروی یک PMT فاقد حفاظ مغناطیسی موجب تغییر حدودی ۱۰-۲۰ درصد در شمارش ۱۰۰۰۰ پالس بر ثانیه میشود و به طور کلی لایه های مواد که از لحاظ تئوری اختلاف شمارش کمتری نسبت به این مقدار دارند تعیین نمیشوند.

۴۵۹

عاملی که بر روی آشکارسازهای سوسوزن اثر میگذارد اثر میدان مغناطیسی زمین بر روی PMT است.

در PMT نور تولید شده توسط آشکارساز سوسوزن به فوتوکاتد برخورد کرده و الکترون تولید میشود و این الکترون ها با اعمال ولتاژ بین داینودها تکثیر میشوند تا درنهایت در آند جمع میشوند. [۱] چون این الکترون ها دارای انرژی پایینی هستند و در خلا حرکت میکنند، به شدت تحت تاثیر میدان مغناطیسی هستند.به ویژه در فواصل صفحه کاتد تا داینود اول و دوم که جمعیت الکترونی نیز بسیار پایین میباشد.[۲ ] این تغییر جهت لکترون ها باعث تغییرات اندک در گین PMT نیز میشود.[۳] بزرگی میدان مغناطیسی در سطح زمین بین ۲۵ تا ۶۵ میکروتسلا ۰,۲۵) تا ۰,۶۵ گاوس) است[۴] و این میدان مغناطیسی طبق قانون لورنتز بر روی الکترون هایی که داخل PMT در حرکت هستند میتواند اثر بگذارد.

روش کار

یرای مشاهده تغییرات میدان مغناطیسی از دو PMT که یکی دارای حفاظ مغناطیسی و دیگری فاقد حفاظ مغناطیسی استفاده میشود.

PMT استفاده شده در این مقاله که فاقد حفاظ مغناطیسی است، مدل CR-169 ساخت شرکت BEIJING Hamamatsu, China میباشد که یک کریستال یدور سدیم ۲×۲ اینچ به آن کوپل شده است و مشخصات آن در جدول ۱ آمده است.

PMT دارای حفاظ مغناطیسی که در این آزمایش استفاده شد، ساخت شرکت Hamamatsu, Japan مدل R1307 است.

۴۶۰

جدول۱ مشخصات PMT های استفاده شده

R1307 CR-169 model

۶۵۰nm 300 ~ 300 ~ 650nm (S-4) Spectral response range

۳۰nm 420 420nm Wavelength of Maximum Response

Borosilicate glass Borosilicate glass Side of the tube and window materials

Box and grid Box-gate (10) Doubling system architecture

۸ns 7 0ns Anode pulse rise time

۶۴ns 70ns Electron transit time

E678-14A E678-15B/CR105 Applicable tube socket

روش کار

برای اندازه گیری در ابتدا باید توجه داشته باشیم موقعیت چشمه نسبت به آشکارساز در تمام جهت های مورد تست ثابت باشد بدین منظور در ابتدا چشمه توسط یک پایه نگهدارنده به بدنه آشکارساز ثابت میشود. با توجه به اشباع شدن آشکارساز در شمارش های بالا فاصله چشمه از آشکارساز و اکتیویته چشمه طوری انتخاب میشود که آشکارساز به حالت اشباع نرود. در تمام موارد از یک چشمه سزیم ۱۳۷ با اکتیویته حدود ۱۰ میکروکوری در فاصله ۵ سانتی متری از آشکارساز استفاده شده است. مدار الکترونیک به کار رفته پس از PMT به ترتیب شامل یک پیش تقویت کننده با قابلیت تقویت، دو مقایسه گر LL وUL، یک مولد پالس مربعی، یک شمارنده و یک ارسال کننده آرایه داده ها در قالب یک رشته ده بایتی با پروتکل RS-232 به کامپیوتر میباشد. میزان تقویت برای فوتون های ۶۶۲ keV چشمه سزیم ۱۳۷، ۴ ولت و حد پایین و بالای مقایسه گر به ترتیب ۱,۵ و ۵ ولت برای تمام موارد میباشد.