آشکارسازهای تابش هسته ای
مقدمه
سابقه ی توسعه ی آشکارسازهای تابش هسته ای به موازات رشد دانش ما در زمینه فیزیک اتمی و ذرات هسته ای قرار دارد.یک مثال برای این موضوع کشف اشعه ایکس توسط رونتگن در سال 1895 می باشد
که با استفاده از لایه های حساس عکاسی انجام پذیرفت تا آن زمان این لایه های حساس به مقدار زیاد به عنوان آشکار ساز پر توها مورد استفاده قرار می گرفت.سال بعد بکرل رادیو اکتیویته را به کمک صفحات عکاسی کشف نمود رادفورد از یک صفحه ی حاوی ماده فلورسان و یک تلسکوپ استفاده کرد تاجرقه های نور ایجاد شده به وسیله ی ذرات آلفا در روی صفحه را ،در آزمایش های مشهورپراکندگی آلفا ،ببیند .در سال 1902 آشکار ساز مشابهی مرسوم به ((دستگاه سنتیلاسیون چشمی )9 بوسیله ی کروکس توسعه یافت که آغازی برای آشکار ساز های سنتیلاسیون امروزی بودند.
همچنین مشخص شده بود که پرتوها در هوا یونیزاسیون ایجاد می کنند .یونیزاسیون به وجود آمده را با به کار بردن الکترسکوپ ها و الکترومتر ها آشکار می ساختند، سختی فوق العاده زیاد شمارش جرقه های فلورسانس ،رادفورد و گایگررا وادار نمود تا برای یک آشکار ساز بهتر جستجو کنند .این حقیقت که :
1- پرتوها یون ها را بوجود می آورند.
2- یون ها در میدان الکتریکی با شدت بقدر کافی زیاد ،تکثیر پیدامی کنند،در طرح آشکارساز های آن ها مورد استفاده قرار گرفت .آن ها در سال 1908 قابلیت یک آشکار ساز برای همگان اطلاع دادند. از آن زمان پیشرفت های زیاد و مهمی در روش آشکار ساز پرتوها بوجود آمده است.
آشکارسازی پرتوهای ایکس
عملکرد آشکارساز پرتو ایکس عبارت ست از تبدیل انرژی فوتونهای پرتوایکس به تپهای ولتاژ که می توانند شمرده شوند و معیاری از جریان پرتوایکس کل را بدست دهند.آشکارسازهایی که در طیف سنجهای پرتوایکس پیشرفته استفاده می شوند تقریباً همواره آشکارسازهای (تناسبی)اند و خاصیت آنها عبارت ست از این که انرژی فوتون پرتوایکس ورودی به آشکارساز،ابعاد تپهای ولتاژ خروجی را تعیین می کند.این جنبه اجازه می دهد که شکلی از تشخیص ولتاژ،به نام انتخاب ارتفاع تپ به کار گرفته شود که این امکان را فراهم می آوردکه یک نوار باریک قابل گزینش از تپهای ولتاژ به مدار مقیاس گذاری وارد شوند و عملاً فوتونهای ناخواسته را تشخیص دهند و از بین ببرند.
معمولاً سه نوع آشکارساز به کار می رود که عبارت ست آشکارساز تناسبی جریان گازی،آشکارساز جرقه زن و آشکارساز تابش نیمه رسانا دو نوع اول به ویژه در طیف سنجهای بلوری،که طیف سنج خودش وسیله ی اصلی پاشندگی شعاع چند فام تابیده از نمونه به حساب می آیدمورد استفاده قرار می گیردامتیاز آشکارسازهای با مشخصه ی تناسبی این است که با بهره گیری از انتخاب ارتفاع تپ ،تابش ناخواسته را،که عمدتاً به صورت بازتابهای هماهنگ اندکنار می زنند.آشکارساز تابش نیمرسانا ذاتاً دارای انرژی تفکیک بسیار بالای ست و از این مشخصه معمولاً در طیف سنجهای پاشندگی انرژی ،یعنی جایی که تنها پاشندگی خودشکارسازاست به کار گرفته می شوند.از هر دوآشکارساز لیتیم-سیلیسیم و لیتیم-ژرمانیم به این منظور استفاده می کنند.
شمارنده تناسبی جریان گازی و جرقه زن نیزگاهی در طیف سنجهای پاشندگی انرژی به کار می روند اما قدرت تفکیک انرژی آنها نسبتاً ضعیف و این سیستم ها به برخی ترکیبات عنصری یا سیستم های پاشندگی جذبی محدودند که از یک یا چندصافی به منظور کمک انتخاب یک ناحیه ی طول موجی خاص بهره می برند.
آشکارساز تناسبی جریان گازی
وقتی یک فوتون پرتوایکس با اتم یک گاز بی اثر برهم کنش برقرار می کنند،ممکن است یکی از الکترونهای خارجی کنده شود و یک یون مثبت به جای گذارد.مثلاً در مورد ارگون
ترکیب حاصل از الکترون به علاوه یون مثبت را یک زوج یون می نامند.انرژی لازم برای کندن یک الکترون خارجی از یک گاز بی اثر نسبتاً کم است و حتی بعد از اینکه عوامل آماری برفرایند برخورد حاکم شوند باز هم میانگین انرژی()لازم برای تولید یک زوج یون هنوز بسیار کمتر از ست مقدار واقعی به عدد اتمی بستگی داردو مقادیر نوعی که معمولاً وجود دارند در جدول درج شده اند
مقادیر انرژی پونش گازهای بی اثر
میانگین انرژی 40 برای تولید یک طبت یون (ev)
انرژی اولین یونش ev
عدد اتمی
چگالی
))(d (
عنصر
27/8
24/6
2
0/179
He
27/4
21/6
10
0/900
Ne
26/4
15/8
18
1/874
Ar
22/8
14/0
36
3/708
Kr
20/8
12/1
54
5/841
Xe
تعداد n یونهایی که در اثر یونش با پرتو ایکس تولید می شود،با انرژی تابش،متناسب است با فرمول زیر بدست می آید.
آشکار ساز تناسبی جریان گازی در ساده ترین شکل خود ،شامل یک استوانه ی فلزی توخالی به قطر حدود3 سانتی متر است که درون آن یک سیم بسیار باریک (25تا100 کیلومتر) در طول محور شعاعی قرار داده شده است این سیم آند شمارگر را تشکیل می دهد و حاصل پتانسیلی حدود 5/1 هزار ولت است.قالب استوانه ای به زمین متصل شده است و در فشار جو ما مخلوط گازی مناسبی حاوی گاز یون شدنی و گاز سرد کننده معمولاً مخلوطی از آرگون و متان پرشده است.آنچه اهمیت دارد عاری بودن این گاز از نا خالصیهای الکترونگاتیو مثل اکسیژن و کربن مونواکسید است،یک دریچه پلاستیکی باریک (1تا6 میکرومتر)که قدرت جذب کمتر کم دارد در دیوار قالب کار گذاشته می شود و در برابر خلاء خارجی طیف سنج با وسایل ساده ای مثل موازی ساز وتوری با قدرت عبور بالا محافظت می شود.
آشکار ساز های متداول و ضمائم آنها
وسائل اندازه گیری پرتوهای بر حسب نحوه ی کار به دو دسته تقسیم می شوند:
الف) وسایل از نوع پالس که خروجی در آن ها پالس های ولتاژ می باشد و به ازاء ورودهرذره یک پالس ایجاد می شود.
ب) وسایل ازنوع جریان که خروجی ،جریان متوسطی است که در نتیجه ی ورود چندین ذره ایجاده می گردد سیستم های اندازه گیری بر اساس پالس شامل وسایلی هستند که در شکل نشان داده شده طرز کار هر کدام از این وسایل را در این قسمت به اختصار شرح می دهیم .وسایل اندازه گیری از نوع جریان ،که معمولاً از یک الکترومتر و یا شدت سنج تشکیل می شوند ، ساده تر از وسایل از نوع پالس هستند.
آشکار ساز
وظیفه ی اساسی آشکار ساز تولید یک علامت الکتریکی (پالس) به ازاء ورود یک ذره به داخل آن می باشد .هر آشکار ساز بر اساس نوعی از تاثیر متقابل ذرات و ماده کار می کند .در زیر فهرستی از نوع آشکار سازهای متداول آورده شده است.
دستگاه اندازه گیری از نوع پالس
1)آشکار سازهای (یونیزاسیون -تناسبی-گایگر- مولر)
2) آشکار سازهای سنتیلاسیون
3)آشکار سازهای نیمه هادی
4)آشکار سازه های جرقه ای
5)محفظه های حباب برای ذرات پرانرژی به کار می روند
6) امولسیون های عکاسی
7)دزیمترهای ترمولومینسانTLDS))
8)آشکار سازهای چرنکف برای ذرات پر انرژی به کار می روند.
9)آشکار سازهای خود قدرت نوتوون یا گاما
علامت الکتریکی آشکار سازنمونه ای
یک آشکار ساز کامل فرضی از نوع پالس باید دارای شرایط زیر باشد .
الف) هر ذره ای که وارد آشکار ساز می شود باید یک پالس در خروجی شمارنده ایجاد کند که بلند تر از نوفه ( نوفه الکترنیکی معمولاً در نتیجه حرکت حرارتی بار اجراء تشکیل دهنده وسیله اندازه گیری (کابلها،مقاومت ها، خودآشکارساز و…) بوجود می آید و باعث ایجاد تعداد زیادی پالس با ارتفاع کوچک می شود.نوفه ی الکترونیکی از پالسهای زمینه ای که در نتیجه چشمه های تابشی دائمی (تابش یکسانی و…)بوجود می آید باید متمایز در نظر گرفته شوند.
وسیله ای است که پالس را دریافت می نماید (معمولاً این وسیله تقویت کننده مرحله اول است) در این صورت هر ذره ای که وارد شود،آشکار شده و راندمان شمارش صدرصد خواهد بود.
ب)طول زمان مربوط به هر پالس باید کوتاه باشد،به طوری که ذرات ورودی با تواتر زیاد بتوانند پالس های مجزای قابل تشخیص بوجود آورند طول زمانی هرپالس تابع زمان مرگ(Dead time)آشکارساز است.
پ)در صورتی که اندازه گیری انرژی ذره مطرح باشد،ارتفاع پالس باید رابطه ی مشخصی با انرژی ذره داشته باشد برای رسیدن به این هدف لازم است اندازه آشکارساز به گونه ای انتخاب شود که تمام یا قسمت معینی از انرژی ذره در داخل آن قرار داده شود.
ج)اگر دو یا چند ذره انرژی برابر آشکارساز قرار دهند،پالس های مربوط باید ارتفاع برابر داشته باشند.این نیاز اندازه گیری به صورت قدرت تفکیک انرژی آشکارساز بیان می شود.قدرت تفکیک انرژی (خوب) در مواردی که میدان تابش از ذرات با انرژی های مختلف تشکیل می شود اهمیت زیادی دارد.
قدرت تفکیک انرژی(خوب) و(بد)
محیط آشکار ساز
گاز
برخورد متقابل اولیه
یونیز اسیون
نوع علامت
علامت الکتریکی
نام آشکار ساز
شمارنده یونیزاسیون
شمارنده تناسبی
گاز،مایع وجامد
تحریک در ترازهای الکترونی وایجاد فوتون های مربوط به آن
علامت الکتریکی
شمارنده:سنتیلاسیون
جامد
ایجاد الکترونها و حفرهها
علامت الکتریکی
شمارنده نیمه هادی
گاز،مایع وجامد
ایجاد فوتون ها بوسیله ی پدیده چر نکف
علامت الکتریکی
شمارنده چرنکف
یونیزاسیون
رد
امولسیون عکاسی
گاز
یونیزاسیون
رد
اطاقک ابری
(انتشاروانسباط)
مایع ، گاز وجامد
یونیزاسیون
رد
اطاقک حباب
گاز وجامد
یونیزاسیون
رد
اطاقک جرقه
رد ، ردها با روشی شبیه حکاکی روی سطح ظاهر می شوند.
آشکار سازی دی الکتریک برای ذرات
جامد
تغییر در اکسیداسیون های fe
رد
آشکار سازی فوتوکرامیک
انواع آشکار سازی تابش های هسته ای
هیچ آشکارسازی وجود ندارد که تمام خواص را داشته باشد تعداد کمی از آشکارسازها دارای راندمان شمارش 100 درصد می باشند بواسطه اثرات آماری ،هیچ آشکارسازی با قدرت تفکیک انرژی کامل وجود ندارد.
دستگاه های تهیه کننده ولتاژ بالا
دستگاه تهیه کننده ولتاژ بالا،ولتاژ مثبت یا منفی لازم را برای کار آشکار ساز در اختیار می گذارد. ولتاژ کار اغلب آشکار سازها مثبت می باشد .وسیله ی تهیه کننده ولتاژ در این گونه مواد به گونه ای ساخته می شود که با وجود تغییرات ولتاژ ورودی ،خروجی آن تغییرات ناچیزی داشته باشد.
تقویت کننده مرحله اول
اولین نقش تقویت کننده مرحله اول بوجود آوردن یک اتصال مناسب بین آشکار ساز وبقیه سیستم شمارش است. وجود تقویت کننده مرحله اول در کاهش اثر نوع چشمه نوفه ،که ممکن است باعث ایجاد تغییرات در علامت الکتریکی خروجی شوند، ضروری می باشد.
علامت خروجی در اغلب آشکار سازها ضعیف بوده ودر حدود میلی ولت می باشد .بنابراین قبل از ثبت شدن مربوط به سیستم شمارش یعنی تقویت کننده منتقل شود.انتقال هر علامت الکتریکی از طریق کابل تا حدودی منجر به تضعیف آن خواهد شد. با توجه به اینکه علامت خروجی آشکار ساز ضعیف است انتقال آن بوسیله ی کابل باعث محو آن در نوفه ی الکترونیکی می شود.
برای جلوگیری از این وضعیت ،تقویت کننده مرحله اول را تا حد امکان نزدیک آشکار ساز قرار می دهند تقویت کننده مرحله اول به علت الکتریکی شکل مورد نظر را داده و با تطبیق دادن امپدانس آشکار ساز با تقویت کننده ،تا حدودی از کاهش علامت الکتریکی جلوگیری می کند.
تقویت کننده:
قسمت اصلی تقویت پالس در سیستم اندازه گیری ، تقویت کننده می باشد .این وسیله ارتفاع علامت الکتریکی را با ضریبی مساوی 1000 یا بیشتر افزایش می دهد.
اسیلوسکوپ
اسیلوسکوپ وسیله ای است که به کمک آن می توان پدیده متغییر ،نظیر ولتاژ سینوسی و یا پالس آشکار ساز را مورد مطالعه قرار داد. در اندازه گیری های مربوط به پرتوها اسیلوسکوپ برای کنترل کیفیت و بزرگی علامت الکتریکی و همچنین بزرگی نوفه در هر لحظه مورد استفاده قرار می گیرد. قبل از اجرای
اندازه گیری بهتر است و ضعیت علامت الکتریکی در خروجی تقویت کننده را بوسیله ی اسیلوسکوپ مورد آزمایش قرار داد. نمونه هایی از علائم الکتریکی ((خوب)) و((بد)) نشان داده شده.
نمونه هایی از پالسها ((خوب)) (a,b)و ((بد)) (a,c) که در صفحه اسیلوسکوپ مشاهده می شود . در شکل b,aمعرف پالسهای خوب و پالسهای d,c به دلیل قرار گرفتن علائم الکتریکی با فرکانس بالا در روی پالس تقویت کننده ، مناسب برای شمارش نیستند .اگر در خروجی تقویت کننده ((خوب))نباشد ، آزمایش کننده باید اندازه گیری را تا شناسایی وحذف چشمه پارازیت ،متوقف نماید.
شمارنده گازی
در سال 1908 شمارنده های گازی برای آشکار سازی اشعه ودر آزمایشگاه راد فورد بوسیله گایگر برای بهره برداری آماده شوند.اگر چه شمارنده های سنتیلاسیون برای آشکار سازی اشعه از مدت ها قبل به کار می رفتند شمارنده اصلی گایگر از لحاظ ساختمان شبیه شمارنده در شکل بوده.
1- اشعه تابشی
2- الکترود مرکزی
3- الکترود خارجی
شمارنده گایگر از یک الکترود سیلندری خارجی ویک الکترود سیمی داخلی تشکیل می شود که بین آنها اختلاف پتانسیل الکتریکی قرار داده می شود .گایگر متوجه شد که وقتی یک اشعه در شمارنده متوقف می شود جریان الکتریکی در بین دو الکترودجاری می گرددکه بوسیله یک الکترومتر با ((حساسیت متوسط)) قابل اندازه گیری است.
خواص عمومی شمارنده های گازی
برای آگاهی از طرز کار یک شمارنده ،باید رفتار یون ایجاد شده در شمارنده بوسیله ی اشعه را درک کنیم فرض می کنیم که تابشی با انرژی1mev در یک شمارنده متوقف شده است اشعه تابشی برای ایجاد یک جفت یون، یعنی یک یون مثبت و یک الکترون ،به طور متوسط 30ev انرژی مصرف می نماید.
شماره زوج یون های اولیه n که توسط این تابش ایجاد شده برابر است با
از آن جا که الکترون ها یون ها ذرات باردار هستند رفتار آن تابع میدان الکتریکی در داخل شمارنده خواهد بود. اگر میدانی وجود نداشته باشد یون مجدداً با هم ترکیب خواهند شد .هر چه ولتاژ به کار برده شده افزایش یابد تعداد بیشتر از یون والکترون ها به وسیله ی الکترودها جمع آوری می شود .الکترون ها معمولاً بوسیله ی الکترودمیانی (که معمولاً مثبت است) جمع آوری می شوند ویون ها مثبت بوسیله ی الکترود خارجی جمع آوری می گردد. پس از اینکه ولتاژ بین دو الکترود به مقدار معینی افزایش یافت تمام یون های اولیه ، که عبارتند از یون های مثبت و الکترون هایی که مستقیماًٌ از تابش اشعه تابشی نتیجه شدند
، جمع آوری می شوند. منحنی تغییرات تعداد یونهای جمع آوری شده به وسیله ی الکترود برحسب ولتاژ به کار برده شده نشان داده شده.
تعداد یونهای جمع آوری شده به وسیله ی الکترودها برحسب ولتاژ متصل به الکترودها ، منحنی بالائی برای تابش با 2mev انرژی و منحنی پائینی مربوط به تابش با 1mev انرژی می باشد.
ناحیه های مختلف عبارتند از:
1)ترکیب مجدد
2)یونیزاسیون
3)تناسبی
4)تناسبی محدود
5)گایگرو
6)ناحیه تخلیه الکتریکی
در ناحیه اول این منحنی ،که ناحیه ترکیب مجدد نام دارد.ولتاژ بین دو الکترود کافی برای جمع کردن تمام یون ها نمی باشد و ممکن است یون ها مجدداًبا هم ترکیب شوند .در ناحیه دوم که ناحیه یونیزاسیون نام داردشمارنده ای که در این ناحیه کارکند شمارنده یونیزاسیون نام دارد.
یون ها به سرعت متوسطی به نام سرعت جابه جائی به طرف الکترودها حرکت می کنند. این سرعت تابع میدان الکتریکی به کاربرده شده است . فشار گاز ، جرم یون و اندازه هندسی شمارنده وغیره می باشد. سرعت جابه جایی یون ها حدود برابر سرعت نفوذی یونها ی مثبت است.
در طول حرکت الکترون ها یا یون های مثبت آن ها با سایر یون ها و اتم های داخل شمارنده برخورد می نماید هم چنین می توانیم فکر کنیم که متوسط طول آزاد برای یون ها برابر مسافتی است که یک یون در بین برخورد طی می کند با افزایش میدان الکتریکی یک یون می تواند در یک متوسط طول آزاد انرژی کافی بدست آورد تا اتمی را که با آن برخورد نماید یونیزه می نماید . در این حالت تکثیر آنها انجام می پذیرد الکترون ها بیشتر برای تکثیر یون ها نقش دارند.مقدار پتانسیل الکتریکی به کار برده شده که با آن تکثیر شروع می شود.نشان دهنده ی انتهای ناحیه یونیزاسیون و شروع یک ناحیه دیگر است که ناحیه تناسبی نام دارد.
A ضریب تکثیر و تعداد یون ها بعد از تکثیر را می توان به صورت Na نوشت.
کل تعداد یون های جمع آوری شده تناسب با شماره یون های اولیه یعنی متناسب با انرژی که اشعه در شمارنده مصرف نموده است، می باشد.
وقتی که ولتاژ بیشتر افزایش می یابد ،A افزایش پیدا می کند(ناحیه4) A تابع N می باشد در این حالت افزایشA در مورد اشعه ی که تعداد کوچکتری یون های اولیه به وجود می آورد سرعت کمتری خواهد داشت.تعداد یون های جمع آوری شده در ناحیه یونیزاسیون و ناحیه تناسبی هر دو متناسب با انرژی اشعه می باشد.به هر حال در بالاتر از ناحیه متناسبی ،تناسبی بین شماره یون ها و انرژی اشعه وجود ندارد نسبت داده شده در زیر نظر بگیرید.
این نسبت در ناحیه تناسبی و یونیزاسیون برابر 2می باشد. در خارج از این دو ناحیه این نسبت بالاخره از 2 به1 کاهش می یابد ناحیه ای که این نسبت از 2 به1 کاهش می یابد ناحیه تناسبی محدود شده نام دارد. در این ناحیه تناسب مستقیمی بین تعداد یون های جمع آوری شده و یون های اولیه وجود ندارد.
وقتی ولتاژ از این ناحیه افزایش یابد شماره یون های جمع آوری شده مستقل از تعداد یون های اولیه می باشد نسبت تعریف شده در1 برابر واحد می ماند مقدار تقویت A با افزایشA افزایش می یابد ، اما برای هر ولتاژ NA برای تابش ها هر مقدار انرژی ثابت خواهد بود این ناحیه به ناحیه گایگر معروف است.
وقتی یون ها بوسیله ی الکترودها جمع آوری گردیدند، ولتاژ بین دو الکترود به مقدار نسبت به اندازه ای که قبل از جمع آوری یون ها داشت ، طبق رابطه ی زیر کاهش می یابد.
که c ظرفیت شمارنده است .اگر اسیلوسکوپ به الکترودها متصل شودمی توان یک پالس مشاهده کرد پالس دارای دو قسمت مشخص است.
1) قسمت اول که در شکل رسم شده اندازه صعود پالس را نشان می دهد.که تابع سرعت یون ها و ناحیه ای از شمارنده که یون ها در آن بوجود آمده اند ، می باشد .
2) قسمت دوم سرعت از بین رفتن پالس را نشان می دهد.بین سرعت تابع ثابت زمانی سیستم یعنی RC است. ارتفاع پالس ایجاد شده بوسیله ی اشعه متناسب با کل تعداد یون های جمع آوری شده،NA می باشد.
شمارنده های یونیزاسیون
کنتورهای یونیزاسیون یا به صورت نوع مجموعه ای و یا نوعی پالسی به کار می روند.
به طوری که مشاهده کردیم میزان تخلیه الکتریکی الکترودها با ثابت زمانی سیستم مشخص می شود. اگر ثابت زمانی طوری تنظیم شود که خیلی بزرگتراز زمان جمع آوری یون ها باشد ، تخلیه در مقایسه با زمان جمع آوری آهسته خواهد بود.در این حالت سقوط پتانسیل اندازه گیری شده درهرلحظه کل متناسب با یون های جمع آوری شده تا آن لحظه است .به عبارت دیگر سقوط پتانسیل متناسب با انرژی جذب شده بوسیله ی شمارنده تا آن لحظه می باشد. شمارنده ای که در این شرایط کار می کند شمارنده نوع مجموعه ای است اگر ثابت زمانی کمی بزرگتر از زمان جمع آوری یون ها باشد، در این صورت هر تابش یک پالس ایجاد می کند یعنی یک تغییر پتانسیل در طول زمانی کوتاه بوجود می آید در این حالت شمارنده یک شمارنده پالس می باشد.
سه شمارنده یونیزاسیون:
اتاقک یونیزاسیون با دیواره ی هوا
دزیمتر جیبی
یکی از موارد استفاده زیاد اطاقک یونیزاسیون دزیمتر جیبی است.این وسیله از یک اطاقک یونیزاسیون با مکانیزم کامل تعیین بار تشکیل می شود.شکل یکی از انواع دزیمترها را نشان می دهد دوتار با پوشش فلزی یکی ثابت و دیگری قابل حرکت به یک الکترود سیلندری متصل می باشد.الکترود دیگر غلاف دزیمتر است.این الکترود به وسیله ی یک غیرهادی به هم اتصال دارند تا بدین وسیله نشت بار کاهش یابد. الکترودهاتوسط یک چشمه اختلاف پتانسیل الکتریکی تا مقدار ماکزیمم بار می شوند.بدین معنی که انحراف (رشته )به محلی که در سیستم نشان دهنده درجه صفراست برسد.
وقتی که اشعه داخل دزیمتر بگذرد یون های ایجاد شده به الکترودها می رسند و پتانسیل آنها را کاهش می دهند.این وضع باعث کاهش انحراف می شود و در نتیجه آن رشته در جائی قرار می گیرد که عدد بزرگتر از صفر را نشان می دهد.
-Aحلقه عایق جداکننده
B-میله برای باردار نمودن (برای امکان ورود نور توخالی است)
C-رشته کوارتز ثابت که با پوشش ضخیم از یک فلز می باشد
D-رشته کوارتز قابل حرکت با پوشش نازک از یک فلز
E-سیلندر فلزی
F-درجه بندی شفاف
G-پایه فلزی برای رشته ها
شمارنده یونیزاسیون از نوع پالس
شمارنده از نوع پالس را که در ناحیه یونیزاسیون کار می کنند می توان برای اسپکتروسکوپی ذرات یونیزه کننده به کار برد.این وسایل دارای قدرت تفکیک انرژی زیاد هستند.مثال برای ذرات آلفا با انرژی5mev حدودمی باشد.به هر حال یک اطاقک یونیزاسیون ساده با دو الکترود را نمی توان برای چنین منظوری به کار برد.
فرض می کنیم که نوع معینی از اشعه با انرژی 5mev در حجم حساس یک اطاقک یونیزاسیون متوقف شده است این اشعه تقریباً 105 یون ایجاد می نماید.
تمام تابش های 5mev انرژی این تعداد یون را بوجود نخواهد آورد.برای این تعداد تغییرات آماری وجود خواهد داشت.
آشکار سازها با جریان گاز
آشکار سازهای محفظه ای کاملاً بسته می باشند که از گاز معینی با فشار مخصوص پر شده اند. چشمه تابش کننده در بیرون آشکار ساز واقع می شود ،بنابراین ذرات تابشی برای ورود به داخل آشکار ساز و شمارش شدن باید از دیواره ی آن عبور کنند .در چنین مواردی بعضی از ذرات ممکن است بوسیله ی دیواره جذب یا برگشت داده شوند .درمورد ذارت باردار قسمتی از انرژی ذارت نیز کاهش پیدا می کنند. برای کم کردن چنین اثراتی ،اغلب آشکار سازهای تجارتی دارای دریچه نازکی هستند وذرات از طریق این دریچه وارد آشکار ساز می شود،اما چنین دریچه هایی هم ممکن است برای بعضی از ذرات آلفا وبقای کم انرژی خیلی ضخیم باشند برای حل مشکل فوق آشکار سازهائی ابداع شدند که چشمه تابش کننده را می توان در داخل آن قرار داد.
آشکار سازهای گازی از این را آشکار ساز با جریان گاز می نامند.در حقیقت این نام گذاری بواسطه ی این که در ضمن کار آشکار ساز جریان گاز مداوم ادامه پیدا می کند، انتخاب شدند. با توجه به اینکه آزمایش کننده چشمه را در داخل آشکار ساز قرار می دهد و دستگاه نمی تواند از لحاظ نفوذ هوا به داخل و یا نفوذ گاز به خارج صددرصد محفوظ باشد .تداوم جریان گازضروری می باشد. آشکار ساز جریان گاز به شکل های مختلف ساخته می شود ، متداول ترین آنها شکل نیم کره ای می باشد. که در شکل نشان داده شده.
یک آشکار ساز کره ای () با جریان گاز
ولتاژ بالا به سیمی که در بالای نیم کره قرار دارد، وصل می شود گاز به آرامی در آشکار ساز جریان پیدا می کند. شدت جریان گاز با یک تنظیم کننده کنترل می شود گاز پس از خروج از آشکار ساز از داخل یک مایع (نوعی از روغن ) عبور می کند و در نتیجه حباب هائی در مایع بوجود می آید .تشکیل حباب نشان دهنده
ادامه جریان گاز و سرعت تشکیل حباب نشان دهنده شدت جریان گاز خواهد بود.
اندازه گیری با استفاده از آشکار ساز با جریان گاز دارای مراحل زیر می باشد.
1-محفظه باز می شود و نمونه در جای تعیین شده در داخل محفظه قرار می گیرد.
2- محفظه بسته می شود.
3-گاز از مخزن با سرعت زیاد به داخل آشکارساز جاری می شود(در چند دقیقه)تا محفظه کاملاً از هوا خالی گردد.
4- پس از پاک شدن محفظه از هوا،شدت جریان گاز به مقدار ملاحظه ای کاهش یابد،به طوری که دو تا سه حباب در ثانیه در مایع ایجاد شود، از این لحظه به بعد اندازه گیری می تواند آغاز گردد.
قرار دادن نمونه در داخل آشکارساز دارای دو امتیاز است:
الف)ذرات از دریچه ی آشکارساز عبور نمی کنند، بنابراین کاهش انرژی آنها ضمن عبور و کاهش تعداد آنها در نتیجه جذب و پراکندگی مطرح نمی باشد.
ب) در مورد آشکارسازهای نیم کره ای این شانس وجود دارد که نزدیک50 درصد ذرات گسیل یافته از چشمه ثبت شوند و آشکارسازهای کروی این شانس نزدیک صددرصد می باشد.اگر چشمه در خارج آشکارساز قرار گیرد شانس ورود ذرات به داخل آشکارساز کمتر از 50 درصد خواهد بود.
آشکارساز نیم کره ای آشکارساز 2π نیز نامیده می شود در حالی که آشکارساز کروی وقتی چشمه در داخل آن قرار گیرد به آشکارساز 4π نامیده می شود.
آشکارسازها با جریان گاز ممکن است به صورت تناسبی وگایگر مولر (GM) عمل کنند. در حقیقت مدل های تجارتی این نوع آشکارساز وجود دارد که تابع مقدار ولتاژی که به آن وصل می شود و نوع گازی که در آن به کار می رود به صورت تناسبی و GMعمل خواهد کرد در یک آشکارساز تناسبی با جریان گاز معمولاً گاز متان یا مخلوطی از آرگون و متان تشکیل می شود. در ناحیهGMگاز آشکارساز مخلوطی از آرگون و ایزوبوتان انتخاب می شود.
در بعضی از مدل های آشکارساز با جریان گاز جائی برای قرار دادن یک دریچه نازک بین نمونه و حجم حساس آشکارساز پیش بینی شده است تا بدین ترتیب اثرات مربوط به آلودگی محل نمونه و الکتریسیته ساکن در اندازه گیری،جلوگیری شود. در مدل نشان داده شده است در شکل قبلی دریچه نازک در بالای گودی مربوط به جای نمونه قرار داده شده مدل دیگری در شکل نشان داده شده .
آشکارساز با جریان گاز و با دریچه و نگهدارنده ی چشمه جابه جاشونده
آشکارساز با جریان گاز به عنوان وسایل اندازه گیری آلفا-بتا با زمینه کم مورد استفاده قرار می گیرند.نیاز به زمینه کم در مواردی مطرح است که تلاشی نمونه در مقایسه با شمارش زمینه کم باشد.مثالهایی از چنین موارد اندازه گیری تعیین تلاشی نمونه های آب ،هوا و زمین می باشد.
آشکارسازی اشعه ایکس
اشعه ایکس به دلیل داشتن انرژی کم در مقایسه با اشعه گاما دارای سطح مقطع جذب زیاد در پدیده ی
فوتوالکتریک می باشد بنابراین لازم است که کنتور دارای دریچه نازک باشد.شمارنده های با دریچه نازک که برای بتا به کار می روند،می توانند در مورد اشعه ایکس نیز مورد استفاده قرار گیرند.گاهی اوقات دریچه ها از برلیم با ضخامت 1-3mm ساخته می شوند. از آنجا که برلیم ماده ای با عدد اتمی کوچک است.سطح مقطع جذب پدیده ی فوتوالکتریک در آن نسبتاً کوچک می باشد.بنابراین قسمت قابل توجهی از اشعه ایکس وارد شمارنده هائی که دریچه آنها از برلیم است می شود. در مورد اشعه ایکس تا انرژی20kev کارائی یا راندمان آشکارسازی خیلی خوب را می تواند بدست آورد.
شکل تغییرات کارائی آشکارساز معمولی اشعه ایکس را نشان می دهد.در انرژی پائین به دلیل جذب در دریچه و در انرژی های بالا به واسطه کاهش سطح مقطع جذب پدیده ی فوتوالکتریک کارائی آشکارساز کاهش می یابد.
تغییرات کارائی یک آشکارساز معمولی اشعه ایکس
شمارنده های سنتیلاسیون
پرتوهای یونیزاسیون ضمن عبور از داخل بعضی از مواد جرقه های از نور ایجاد میکنند،این مواد راسنتیلاتور نامیده که ممکن است به صورت جامد،مایع و یا گاز باشند.آشکار سازی این جرقه ها با چشم غیرمسلح و یا به کمک وسایل نوری یکی از قدیمی ترین روش برای آشکارسازی پرتوها بود.رادفورد از این با به کار بردنzns به عنوان سنتیلاتور ،برای شمارش ذرات آلفای پراکنده در تجربه تاریخی خود به نام (تجربه پراکندگی آلفا)استفاده نمود این روش به دلیل ابتدائی بودن و خسته کننده مدتها کنار گذاشته شده بود و به جای آن روش استفاده از شمارش های گازی که در آن شمارش به طور الکترونیکی انجام شده و در صورت لزوم به دست آوردن اطلاعات درباره ی انرژی اشعه نیز ممکن می باشد،معمول گردید.در سال1944 کوران و بیکر لامپ فتومولتی پلایر را جانشین روش استفاده از چشم غیرمسلح نمود و کمی بعد کالمن نفتالین را جانشین کریستال کوچک و نازکzns نمود.با این دو تغیر انقلابی در آشکارسازی با روش سنتیلاتور آشکارسازی و ثبت و تجزیه تحلیل پالسهائی که با هریک از ذرات تابشی بوجود می آیند امکان پذیر شده است.
مشخصات کلی شمارنده های سنتیلاتور
یک دستگاه براساس سنتیلاتور مطابق شکل از قسمت های زیر تشکیل می شود:
دیاگرام یک دستگاه شمارنده سنتیلاتور
سنتیلاتور لامپ فتومولتی پلامیر دستگاه تهیه ولتاژ بالا تقویت کننده مرحله اول تقویت کننده جداکننده تحلیل گر چندین کانالی اسیلوسکوپ و شمارنده.
وقتی یک پرتو یونیزان از داخل سنتیلاتور عبور می کند،فوتونهایی را بوجود می آورد مکانیزم این فوتون ها در سنتیلاتور پیچیده بوده و خوب درک نشده است.هم چنین این مکانیزم برای انواع مختلف سنتیلاتور مختلف می باشد.
مواد سنتیلاتور
بعضی از مواد می توانند انرژی جذب نموده و مقداری از آن به صورت نور مجدداً تابش نماید این عمل را لومینسانس نام دارد موادی که تابش مجدد را در طول زمانی حدود میکروثانیه یا کمتر انجام می دهند به مواد فلورسان مرسوم هستند.موادی که فاصله زمانی جذب انرژی و پس دادن آن به صورت نور برایشان طولانی تر است فسفرسان نام دارد در آشکارسازی تابش ها فقط مواد فلورسان به کار می روند. و وقتی برای چنین منظوری استفاده قرار گیرند سنتیلاتور نامیده می شوند.یکی از خواص لازم برای سنتیلاتور این است که باید نسبت به فوتون هائی که تابش می کنند شفاف باشد قسمتی از فوتون هائی که بوسیله ی سنتیلاتور جذب می گرددبستگی به نوع ماده دارد. سنتیلاتورهای غیرآلی تقریباً%100 شفاف هستند. سنتیلاتورهای آلی به طور کلی شفافیت کمی دارند.انواع مختلف سنتیلاتورها مورد استفاده قرار می گیرند:مواد غیرآلی جامد (بیشتر ید در فلزات قلیائی یا با بدون ناخالصی)مواد جامدآلی (به مقدار زیاد هیدروکربورهای معطر جانشین شده و جانشین نشده و محلولهای آلی در حلالهای مایع و یا پلاستیک.
لامپ فتو پلایر(pm)
لامپ فوتومولتی قسمت اساسی یک آشکارساز سنتیلاسیون می باشد. در حقیقت یک سنتیلاتور تنها،بدون انجام تقویت در لامپ فوتومولتی پلایر به عنوان آشکارساز پرتوها قابل استفاده نخواهد بود. لامپ فوتومولتی پلایر اساساً یک تقویت کننده سریع می باشد که در طول زمانی حدود ثانیه پالسهای نور مرئی را بیش از مرتبه تقویت می کند.
یک لامپ فوتومولتی پلایر از یک لوله شیشه ای خالی از هوا که در ابتدای آن فتوکاتد و داخل آن داینودها قرار دارند،تشکیل شده است شکل:
ساختمان داخلی یک لامپ فتومولتی پلایر
فوتون های ایجاد شده در سنتیلاتور وارد لامپ فتومولتی پلایر می شوند و فوتوکاتد برخورد می کنند. فوتوکاتد از ماده ای تشکیل می شود که در نتیجه برخورد فوتون هابا آن الکترون ها بوجود می آید.الکترون های گسیل یافته از فوتوکاتد،به کمک میدان الکتریکی خاص به طرف اولین داینود هدایت می شوند.در نتیجه برخورد الکترونها با ماده ی مخصوص روی داینودها الکترون های ثانویه به وجود می آیند.الکترون های ثانویه از اولین داینود به طرف داینود دوم و از آن جا به طرف داینود سوم و به همین ترتیب تا داینود آخر حرکت می کنند.لامپ فتومولتی پلایر متداول تا15 داینود دارند.
تولید الکترون های ثانویه در داینودهای متوالی منجر به تقویت الکترون ها خواهد شد.
ماده ی تشکیل دهنده فوتوکاتد در اغلب لامپ های فتومولتی پلایر تجارتی مرکب از سزیم و آنتی مونیوم(cssb)می باشد.پوشش داینودها نیز اغلب به وسیله ی cssb و یا از نقره-منیزیم()انتخاب می شود.شدت تابشی الکترون های ثانویه از داینودها نه تنها تابع نوع ماده پوشاننده سطح آنها می باشد بلکه بستگی به ولتاژ وصل شده به آن نیز خواهد داشت.
یکی از پارامتر مهم هر لامپ فتومولتی پلایر بیناب حساسیت فوتوکاتد آن می باشد. حساسیت ماکزیم برای فوتو کاتد cssb در واقع می شود که با بیناب اغلب سنتیلاتور ها تطبیق دارد.
پارامتر مهم دیگر های فتومولتی پلایر مربوط به مقدار تاریکی آن می باشد.قسمت اساسی جریان تاریکی از الکترون های گسیل یافته از فوتوکاتد ،در نتیجه جذب انرژی حرارتی تشکیل می شود.این فرایند را تابش ترمویونی می نامند.یکی از روش های که برای آشکار سازی پرتوهای کم انرژی ،در حضورتابش زمینه نسبتاً شدید،به کار می رود روشی است که در آن دو سنتلاتور به هم و یک لامپ فتومولتی پلایر مورد استفاده قرار می گیرد .در این روش از تفاوت ثابت تجزیه دو سنتیلاتور استفاده می شود. به عبارت دیگر تفاوت زمانی در پاسخ دهی دو آشکار ساز جدا سازی پالس های آن ها را امکان پذیر می سازد.انتخاب نوع ومشخصه ی دو سنتیلاتور تابع نوع پرتوهایی ست که آشکار سازی آن ها را امکان پذیر می سازد .اساس ساختمان این نوع آشکار سازنشان داده شده یک سنتیلاتور نازک (سنتیلاتورA ) به سنتیلاتور بزرگتر (سنتیلاتورB ) متصل است که این سنتیلاتور به لامپ فتومولتی پلایر اتصال دارد.
نمونه ای از آشکار ساز طراحی شده بوسیله ی موسسهHarshaw
مثال از ترکیب سنتیلاتور ها عبارتند:
1- سنتیلاتور نازک (A) از NAI و سنتیلاتور ضخیم (B) از CSI تشکیل می شود. با توجه به اینکه ثابت زمانی NaI و ثابت زمانی csl برابر است پالس های مربوط به آنها را می توان جدا گانه تشخیص داد. پالسهای کند در نتیجه از دست دادن انرژی ذرات در سنتیلاتورCSI ویا در هر دو سنتیلاتور به طور همزمان ،ایجاد می شوند. این نوع آشکار ساز در مورد زیادی مانند اندازه گیری پلوتونیم محیط و اندازه گیری مربوط به میدان هائی که از چند نوع تابش تشکیل می شوند مورد استفاده قرار گرفته است.
زمان مرگ آشکار سازهای سنتیلاتور
زمان مرگ یک آشکار ساز کمترین فاصله زمانی بین دو ذره تابشی است که بتواند و پالس جداگانه در
آشکار ساز ایجاد کند .برای یک آشکار ساز سنتیلاسیون این زمان از جمع سه فاصله زمانی تشکیل می شود:
1) زمانی که برای ایجاد سنتیلاسیون در سنتیلاسیون به طول می انجامد ،این زمان اساساً برابر زمان تجزیه تراز تهیجی سنتیلاتور است.
2) زمان لازم برای تکثیر الکترون در لامپ فتومولتی پلایر ،که حدود می باشد.
3) زمان لازم برای تقویت پالس و ثبت در شمارنده، که در حدود است.
با جمع سه زمان فوق ،زمان مرگ یک آشکار ساز سنتیلاسیون حدود به دست می آید. این زمان خیلی کوچکتر از زمان مرگ آشکار سازهای گازی که برابر چند ده یا چند صد میکروثانیه می باشد.
سنتیلاتورها آشکار سازهایی با پاسخ سریع هستند ،زمان صعود پالس برای تمام سنتیلاتورها خیلی کوتاه می باشد . زمان صعود کوتاه در اندازه گیری های که بستگی به لحظه ی ورود ذره دارند اهمیت زیادی دارد.
تنظیم ضخامت آشکار ساز
این روش استاندارد در آشکار سازی تابش های با انرژی کم و زیاد خیلی متداول است که عبارتند:
1)آشکار سازی اشعه ایکس در حضور اشعه گاما ،کریستالهای یدورسدیم نازک با دریچه ای از برلیم برای آشکار سازی اشعه ایکس به کارمی روند .یک شمارنده تناسبی که از ماده با کوچک مانند آلومینیوم با دریچه ای از برلیم ساخته شده است .آشکار ساز خوبی برای اشعه ایکس بوده درراندمان آن برای اشعه گاما خیلی ناچیز می باشد.
آشکار سازهای نیمه هادی
طرز کاریک آشکار ساز نیمه هادی مشابه طرز یک اطاقک یونیزاسیون می باشد در یک اطاقک یونیزاسیون اشعه تابشی یون های مثبت و الکترون ها را ایجاد می کنند که با جمع آوری آنها یک علامت الکتریکی بدست می آید دریک شمارنده نیمه هادی اشعه تابشی الکترون ها وحفره ها را بوجود می آورد .وبا جمع آوری آنها اطلاعات درباره ی اشعه تابشی بدست می آید.
طرز کار یک شمارنده نیمه هادی
برای درک طرز کار یک شمارنده نیمه هادی ،میله ای از یک کریستال یک نواخت را که به دو انتها ی آن
دو الکترود متصل می باشد در نظر می گیریم وقتی اشعه به کریستال می تابد ،زوج الکترون -حفره ایجاد می شوند که اگر بوسیله ی الکترود ها جمع آوری شوند یک علامت الکتریکی در دو طرف مقاومت الکتریکی بوجود می آید که ارتفاع آن متناسب با انرژی مصرف شده از اشعه در ماده (کریستال) می باشد .شماره الکترون های به وجود آمده بوسیله ی اشعه باید خیلی بیشتر از شماره الکترون ها یی که قبل از تابش اشعه در باند هدایت وجود داشته اند،باشد.به عبارت دیگر جریان یکنواخت مدار (جریان زمینه) باید خیلی کوچک باشد .چنین وضعیتی این اطمینان را بوجودمی آورد.
که تغییرات در جریان ،با علامت الکتریکی به وجود آمده بوسیله ی اشعه اشتباه نخواهد شد.بنابراین محیط مادی خوب برای چنین شمارنده هایی باید دارای هدایت کم بوده و ترجیحاً یک عایق ،در درجهت حرارت کار باشد چنین نیازی باعث می شود که فلزات به عنوان ماده آشکار ساز از بین مواد،حذف گردندوفقط نیمه هادی ها و عایق های کامل باقی می مانند.
شمارنده نیمه هادی از یک تک- کریستال
قدرت تفکیک انرژی معمولاً فاکتور مهمی در انتخاب یک ماده آشکار ساز است.
قدرت تفکیک انرژی تابع شمارش زوج الکترون -حفره ایجاد شده به وسیله ی اشعه می باشد. انرژی لازم برای به وجود آوردن یک زوج الکترون -حفره در نیمه هادی کمتر از عایق است.
بنابراین قدرت تفکیک درآشکار ساز نیمه هادی خیلی بهتر از آشکار سازهای ساخته شده از عایق است. زوج های الکترون – حفره ایجاد شده باید برای حرکت در آشکار ساز آزاد باشند و بتوانند به الکترودها
برسند. اگر آشکار ساز شامل نقص ها و دام هائی ،که بوسیله ناخالصی ها ایجاد شده اند باشد ،الکترون ها ممکن است قبل از رسیدن به الکترود جذب گردند.
بنابراین یک تک کریستال ها ، با حداقل شماره دام ها، برای آشکار سازها مورد استفاده قرار می گیرند.
3)حفاظت در مقابل نور باید انجام شود زیرا آشکارساز در مقابل فوتون ها حساس می باشد.
مراقبت های لازم دیگر عبارتند از شوک های مکانیکی و فیزیکی.
کمپانی OR TEC اخیراً آشکار ساز با استحکام بیشتر با استفاده از سیلیکون نوع P باسد پتانسیل سطحی به وجود آورد .دریچه ورودی آلومینیم را می توان دست زد، تمیز نمود ویا آن را از مواد رادیو اکتیو پاک کرد.این نوع آشکار ساز در مقابل نور محفوظ بوده و می تواند در محیط حاوی بخار آب ،گردوغبار نور مواد استفاده گیرد و OR TEC آن را آشکار ساز با استحکام سیلیکون باسد پتانسیل سطحی می نامند. آشکار سازهای سیلیکون باسد پتانسیل سطحی را می توان در درجه حرارت محیط به کار برد به طور مشابه آشکار سازهای باسد پتانسیل سطحی را می توان از ژرمانیوم ساخت.
انواع آشکارساز نیمه هادی
اتصال p-n یاn-p با زمینه معکوس در آشکار سازهای هسته ای به کار می روند رسم دیاگرام چنین آشکار سازی نشان داده شده.
رسم دیاگرام یک شمارنده با اتصال p-n
لایه به طور فوق العاده نازک است معمولاً 1/0 میکرومتر بنابراین کاهش انرژی در این لایه خیلی کوچک است . اغلب آشکار سازهایی که مورد استفاده قرار می گیرد 3نوع اند.
آشکارساز با اتصال نفوذی
این نوع آشکار سازمعمولاً فسفر با نفوذ یک ناخالصی زیاد دهنده در ماده نوعp از افزودن عناصر ظرفیتی به نیمه هادی خالص تهیه می شود. سیلیکون نیمه هادی معمولاً به عنوان یک ماده پایه می باشد .تک کریستالها با مقاومت الکتریکی زیاد به صورت ورقه های کوچک با ضخامت یک میلی متر می شوند .فسفر در یک طرف سطح این ورقه ها نفوذ داده می شود .یکی از روش های معمول به این ترتیب می باشد که یک طرف ورقه پنتواکسید فسفر حل شده در گلیگول ، پوشیده می شود وسپس ورقه را تا به مدت نیم ساعت در ازت خشک گرم می کنند فسفر در ماده ی پایه نفوذ می کنند در حالی
که گلیگون از ماده پایه که از یک ماده رسوبی سیاه رنگ پوشیده شده است جدا می شود .پس از نفوذ ،اتصال الکتریکی مناسب برای قسمتn,p به وجود می آید .آرایش یک شمارنده معمول نشان داده شده است.
آشکارساز با اتصال p-nکه به صورت کپسول درآمده است
اقدامات خاصی برای کاهش جریان سطحی و افزایش مقاومت کریستال برای دوام بیشتر به عمل می آید محفظه فلزی معمولاً اغلب از ازت پر شده و یا گاهی خلاء می شود موقع کار با آشکار ساز مواظبت زیادی به خصوص در مورد سطح آن لازم است.
آشکار ساز با لایه سد پتانسیل
اگر سیلیکون نوعn در معرض هوا قرار داده شود، لایه ی سطحی آن اکسید می گردد. قشر نازکی از طلا را روی این سطح می پوشانند، لایه ی نزدیک به این پوشش دارای مشخصات لایه ی نوع p است طلا نقش مهمی در تشکیل لایه p دارد. فلزات دیگربه(استثنا A1) وقتی که به طور مشابه روی سیلیکون آماده شده ،پوشانده می شوند اتصال یک طرفه کننده ای را بوجود نمی آورند. اتصالی که به این ترتیب تشکیل می شود .به سطح (کریستال) نزدیک تر بوده بنابراین کاهش انرژی در خارج حجم حساس مینیم خواهد بود. اتصال در طرف دیگربه وسیله ی فلز غیر یک طرفه کننده انجام می شود.
آشکار ساز باسد پتانسیل سطحی و پوشیده از طلا خیلی حساس هستند در موقع کار با آنها دقت مخصوص لازم است بعضی از این مراقبت ها عبارتند از:
1)هرگز به سطح طلا دست نزنید.
2) از آنجایی که لایه ی طلا خیلی نازک است بخارهای شیمیایی می توانند از این سطح نفوذ کنندبنابراین هنگام استفاده از آشکار ساز باید متوجه اطراف محیط بود.
منابع:
1- مبانی فیزیکی رادیولوژی
تالیف گودوین – کوایمبی- مورگان
2- اشعه ایکس ترجمه محمود اسراری
3- اشعه ایکس و رادیو اکتیویته ترجمه دکتر ابوالفضل رسولی و دکتر گلبان مقدم
4- طیف سنجی پرتو ایکس
تالیف ران جنکینز ترجمه سید علی هاشمی
5- آشکار سازی و آشکارسازهای پرتوها
تالیف دکتر محمد رضا حمیدیان
6- آزمون های غیر مخرب
تالیف بری هال- ورنون جان