Kigunduzi cha Mionzi Kubebeka: Hatua 10 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Hii ni mafunzo ya kubuni, kujenga, na kujaribu kigunduzi chako chenye portable cha picha ya mionzi ya Silicon inayofaa kwa safu ya kugundua ya 5keV-10MeV ili kupima kwa usahihi mionzi ya gamma-nishati inayotokana na vyanzo vyenye mionzi! Zingatia ikiwa hautaki kuwa zombie inayofanya kazi na redio: sio salama kuwa karibu na vyanzo vya mnururisho wa hali ya juu, na kifaa hiki HAKIPaswi kutumiwa kama njia ya kuaminika ya kugundua mionzi inayoweza kudhuru.

Wacha tuanze na sayansi ya nyuma kidogo kwenye kichunguzi kabla ya kwenda kwenye ujenzi. Hapo juu ni video nzuri kutoka Veritasium inayoelezea mionzi ni nini na inatoka wapi.

Hatua ya 1: Kwanza, Fizikia nyingi

(Hadithi ya Kielelezo: Mionzi ya Ionizing huunda jozi za shimo la elektroni katika mkoa wa ndani na kusababisha mapigo ya malipo.)

Vyumba vya cheche, vifaa vya kugundua bomba la Geiger, na Picha-kuzidisha… aina zote za vichunguzi ni mbaya, ghali au hutumia voltages kubwa kufanya kazi. Kuna aina chache za bomba za kupendeza za Geiger, kama vile https://www.sparkfun.com/products/retired/11345 & https://www.adafruit.com/product / 483. Njia zingine za kugundua mionzi ni kichunguzi cha hali ngumu (k.v. Detectors za germanium). Walakini, hizi ni ghali kutengeneza na zinahitaji vifaa maalum (fikiria baridi ya nitrojeni kioevu!). Kinyume chake, wachunguzi wa hali ngumu wana gharama kubwa sana. Zinatumiwa sana na zina jukumu muhimu katika fizikia ya chembe za nguvu nyingi, fizikia ya matibabu, na astrophysics.

Hapa, tunaunda kichunguzi cha mionzi chenye hali ngumu inayoweza kupima kwa usahihi na kugundua mionzi ya gamma-nishati inayotokana na vyanzo vyenye mionzi. Kifaa hicho kina safu ya upendeleo wa upendeleo wa eneo kubwa la uso wa eneo la silicon PiN, ambayo hutoa kwa pre-amplifier ya malipo, kipaza sauti cha kutofautisha, kibaguzi na kulinganisha. Pato la hatua zote zinazofuatana hubadilishwa kuwa ishara za dijiti kwa uchambuzi. Tutaanza kwa kuelezea kanuni za vipelelezi vya chembe za silicon, diode za PiN, upendeleo wa nyuma na vigezo vingine vinavyohusiana. Kisha tutaelezea uchunguzi tofauti uliofanywa na uchaguzi uliofanywa. Mwishowe, tutaanzisha mfano wa mwisho na upimaji.

Wachunguzi wa SolidState

Katika matumizi mengi ya utambuzi wa mionzi, matumizi ya kituo cha kugundua imara ni ya faida kubwa (vinginevyo huitwa detectors za diode semiconductor au detectors state-solid). Diode za silicon ni wachunguzi wa chaguo kwa idadi kubwa ya matumizi, haswa wakati chembe nzito zenye kushtakiwa zinahusika. Ikiwa kipimo cha nishati hakihitajiki, sifa bora za muda wa vichunguzi vya diode za silicon huruhusu hesabu sahihi na ufuatiliaji wa chembe zilizochajiwa.

Kwa kipimo cha elektroni zenye nguvu nyingi au gamma-rays, vipimo vya kigunduzi vinaweza kuwekwa ndogo sana kuliko njia mbadala. Matumizi ya vifaa vya semiconductor kama vifaa vya kugundua mionzi pia husababisha idadi kubwa ya wabebaji kwa tukio la mionzi ya tukio, na kwa hivyo kikomo cha chini cha takwimu juu ya utatuzi wa nishati kuliko inavyowezekana na aina zingine za kichunguzi. Kwa hivyo, azimio bora la nishati linaloweza kufikiwa leo linapatikana kupitia utumiaji wa vitambuzi vile.

Vibeba habari vya kimsingi ni jozi za shimo la elektroni zilizoundwa kando ya njia iliyochukuliwa na chembe iliyochajiwa kupitia kichunguzi (angalia kielelezo hapo juu). Kwa kukusanya jozi hizi za shimo la elektroni, hupimwa kama mashtaka kwenye elektroni za sensor, ishara ya kugundua inaundwa, na inaendelea kukuza na hatua za ubaguzi. Vipengele vya ziada vya kugundua hali ngumu ni saizi ndogo, sifa za muda wa haraka, na unene mzuri (*). Kama ilivyo kwa kigunduzi chochote, kuna mapungufu, pamoja na upeo wa ukubwa mdogo na uwezekano wa vifaa hivi kupata uharibifu wa utendaji kutokana na uharibifu unaosababishwa na mionzi.

(*: Sensorer nyembamba hupunguza kutawanyika mara nyingi, wakati sensorer nzito hutoa malipo zaidi wakati chembe inapita kwenye sehemu ndogo.)

P − i − N diode:

Kila aina ya kigunduzi cha mionzi hutoa pato la tabia baada ya mwingiliano na mionzi. Uingiliano wa chembe na vitu hutofautishwa na athari tatu:

1. athari ya picha-umeme
2. Compton akitawanyika
3. Uzalishaji wa jozi.

Kanuni ya kimsingi ya kipelelezi cha silicon ni matumizi ya makutano ya PN ambayo chembe huingiliana kupitia hali hizi tatu. Sura rahisi zaidi ya sensa ya silicon inajumuisha P doped substrate na N-implant upande mmoja. Jozi za shimo la elektroni huundwa kando ya trajectory ya chembe. Katika eneo la makutano ya PN, kuna mkoa bila wabebaji wa malipo, unaoitwa eneo la kupungua. Jozi za shimo la elektroni iliyoundwa katika eneo hili zinatenganishwa na uwanja wa umeme unaozunguka. Kwa hivyo, wabebaji wa malipo wanaweza kupimwa kwa N au P-kando ya nyenzo za silicon. Kwa kutumia voltage ya upendeleo wa nyuma kwa diode ya makutano ya PN, ukanda uliomalizika unakua na unaweza kufunika substrate kamili ya sensorer. Unaweza kusoma zaidi juu ya hii hapa: Pin Junction Wikipedia Article.

Diode ya PiN ina mkoa wa ndani wa i, kati ya makutano ya P na N, uliofurika na wabebaji wa malipo kutoka mikoa ya P na N. Ukanda huu wa ndani pia unamaanisha kuwa diode ina uwezo mdogo wakati inapendelea upendeleo. Katika diode ya PiN, eneo la kupungua linaishi karibu kabisa ndani ya mkoa wa ndani. Kanda hii ya kupungua ni kubwa zaidi kuliko na diode ya kawaida ya PN. Hii huongeza sauti ambapo jozi za shimo la elektroni zinaweza kuzalishwa na picha ya tukio. Ikiwa uwanja wa umeme unatumika kwa vifaa vya semiconductor, elektroni na mashimo hupitia uhamiaji. Diode ya PiN inabadilishwa upendeleo ili safu nzima ya i imalizwe na wabebaji wa bure. Upendeleo huu wa nyuma huunda uwanja wa umeme kwenye safu ya i ili elektroni zifutwe kwa safu ya P na mashimo, kwa safu ya N (* 4).

Mtiririko wa wabebaji kwa kujibu mapigo ya mnururisho hufanya mapigo ya sasa yaliyopimwa. Ili kuongeza sasa, mkoa wa i lazima uwe mkubwa iwezekanavyo. Mali ya makutano ni kama ambayo hufanya sasa kidogo wakati inapendelea upande wa nyuma. P-upande wa makutano inakuwa hasi kwa upande wa N-upande, na tofauti ya uwezo wa asili kutoka upande mmoja wa makutano hadi nyingine inaimarishwa. Chini ya hali hizi, ni wabebaji wachache ambao wanavutiwa kwenye makutano na, kwa sababu umakini wao ni mdogo, mkondo wa nyuma kwenye diode ni mdogo sana. Wakati upendeleo wa nyuma unatumika kwa makutano, karibu voltage zote zinazotumika zinaonekana katika eneo lote la kupungua, kwa sababu upingaji wake ni mkubwa zaidi kuliko ule wa nyenzo ya kawaida ya N au P. Kwa kweli, upendeleo wa nyuma unasisitiza tofauti inayowezekana kwenye makutano. Unene wa eneo la kupungua pia umeongezeka, kupanua kiasi ambacho wabebaji wa malipo ya uzalishaji wa mionzi hukusanywa. Mara shamba la umeme likiwa juu vya kutosha, mkusanyiko wa malipo unakuwa kamili, na urefu wa kunde haubadilika tena na kuongezeka zaidi kwa upendeleo wa upelelezi.

(* 1: Elektroni katika hali iliyofungwa ya atomu hutolewa na fotoni wakati nishati ya chembe za tukio iko juu kuliko nguvu inayofunga. na kuhamisha baadhi ya nishati kwenda kwa elektroni. mwelekeo kama uwanja wa umeme.)

Hatua ya 2: Utafutaji

Hii ndio toleo la mfano wa "detector" ambayo tuliunda, tukitatua na kujaribu. Ni tumbo inayojumuisha sensorer nyingi kuwa na sensor ya mionzi ya "CCD". Kama ilivyotajwa hapo awali, makondakta wote wa nusu silicon ni nyeti kwa mionzi. Kulingana na jinsi ilivyo sahihi, na sensorer zilizotumiwa mtu anaweza pia kupata wazo mbaya la kiwango cha nishati ya chembe iliyosababisha hit.

Tumetumia diode ambazo hazijafungwa tayari zilizokusudiwa kuhisi, ambazo zinapotengwa (na kuilinda kutoka kwa nuru inayoonekana), zinaweza kusajili vibao kutoka kwa mionzi ya Beta na Gamma kwa kukuza ishara ndogo na kusoma data ya pato na mdhibiti mdogo. Mionzi ya alfa, hata hivyo, inaweza kupatikana mara chache kwa sababu haiwezi kupenya hata kitambaa nyembamba au kinga ya polima. Imeambatanishwa na video nzuri kutoka Veritasium, ambayo inaelezea aina tofauti za mionzi (Alpha, Beta & Gamma).

Matumizi ya muundo wa awali yalitumia sensa tofauti (picha ya BPW-34; sensa maarufu ikiwa unazunguka google). Kuna hata Maagizo machache yanayohusiana ambayo hutumia kwa kusudi la kugundua mionzi kama hii bora: https://www.instructables.com/id/Pocket-Photodiode-Geiger-Counter/. Walakini, kwa sababu ilikuwa na mende na haifanyi kazi kikamilifu, tuliamua kuacha maelezo ya mfano huu kutoka kwa Maagizo haya ili kuepusha Watengenezaji kujenga kipelelezi kilichojaa kasoro. Tulifanya, hata hivyo, kuambatisha faili za muundo na skimu ikiwa mtu atapendezwa.

Hatua ya 3: Ubunifu

(Hadithi za taswira: (1) Mchoro wa kizuizi cha kizuizi: kutoka kwa uundaji wa ishara hadi upatikanaji wa data., (2) Maelezo ya picha ya X100-7: 100mm ^ 2 eneo linalotumika, eneo la 0.9mm lililopungua, mipako ya kuzuia mwanga, umeme wa chini wa giza… Kama inavyoonyeshwa katika mpango wa uwezekano wa kunyonya, diode za PiN hunyonya nishati ya gamma-ray kwa urahisi, (3) Nukuu ya Maombi ya mtengenezaji ambayo ilithibitisha dhana ya muundo na ilisaidia kuchagua maadili ya sehemu ya awali.

Tulikaa kwa sensorer kubwa ya eneo, ambayo ni, X100−7 kutoka Sensor ya Kwanza. Kwa madhumuni ya upimaji na ujanibishaji, tulibuni sehemu tatu tofauti, zilizowekwa juu ya kila mmoja: Sensorer na amplification (amplifi ya chini ya malipo ya kelele + kipigo cha kutengeneza kipigo), Wabaguzi na kulinganisha, kanuni ya DC / DC, na DAQ (Arduino ya upatikanaji wa data). Kila hatua ilikusanywa, ilithibitishwa, na kujaribiwa kando kama utakavyoona katika hatua inayofuata.

Faida kuu ya vichunguzi vya semiconductor ni nishati ndogo ya ionization (E), huru ya nishati na aina ya mionzi ya tukio. Urahisishaji huu unaruhusu kuhesabu jozi kadhaa za shimo la elektroni kulingana na nishati ya mnururisho wa tukio, mradi chembe imesimamishwa kikamilifu ndani ya ujazo wa kipelelezi. Kwa silicon saa 23C (*) tuna E ~ 3.6eV. Kwa kudhani kuwa nishati yote imewekwa na kutumia nishati ya ionization tunaweza kuhesabu idadi ya elektroni zinazozalishwa na chanzo fulani. Kwa mfano, 60keVgamma-ray kutoka kwa chanzo cha Amerika - 241 itasababisha malipo yaliyowekwa ya 0.045 fC / keV. Kama inavyoonyeshwa katika maelezo ya viashiria vya diode, juu ya voltage ya upendeleo ya takriban ~ 15V mkoa wa kupungua unaweza kukadiriwa kuwa wa kila wakati. Hii inaweka anuwai ya lengo la voltage yetu ya upendeleo hadi 12-15V. (*: E huongezeka kwa kupungua kwa joto.)

Utendaji wa moduli tofauti za upelelezi, maeneo yao, na mahesabu yanayohusiana. Wakati wa kutathmini kipelelezi, unyeti (* 1) ulikuwa muhimu. Pre-amplifier ya malipo nyeti inahitajika kwa sababu gamma-ray ya tukio inaweza tu kutoa elektroni elfu chache katika mkoa wa upungufu wa semiconductor. Kwa sababu tunakuza kipigo kidogo cha sasa, tahadhari haswa inapaswa kutolewa kwa uteuzi wa sehemu, kinga ya uangalifu na mpangilio wa bodi ya mzunguko.

(* 1: Nguvu ndogo itakayowekwa kwenye kichunguzi ili kutoa ishara tofauti, na uwiano wa ishara-na-kelele.)

Ili kuchagua vizuri maadili ya vifaa, mimi kwanza muhtasari mahitaji, uainishaji unaohitajika, na vikwazo:

Sensorer:

• Aina kubwa ya kugundua inayowezekana, 1keV-1MeV
• Uwezo mdogo wa kupunguza kelele, 20pF-50pF
• Uvujaji wa sasa unaofaa chini ya upendeleo wa nyuma.

Kuongeza na Ubaguzi:

• Chaja pre-amplifiers nyeti
• Tofauti ya kuunda mapigo
• Kulinganisha kwa kunde ya ishara wakati uko juu ya kizingiti kilichowekwa
• Kulinganisha pato la kelele wakati wa muda wa kizingiti
• Kulinganisha kwa bahati mbaya ya kituo
• Kizingiti cha jumla cha kuchuja hafla.

Mdhibiti wa Dijitali na Mdogo:

• Waongofu wa haraka wa analog-to-digital
• Takwimu za pato za usindikaji na kiolesura cha mtumiaji.

Nguvu na uchujaji:

• Wasimamizi wa voltage kwa hatua zote
• Usambazaji wa Voltage ya juu ili kutoa nguvu ya upendeleo
• Uchujaji sahihi wa usambazaji wote wa nguvu.

Nilichagua vifaa vifuatavyo:

• DC Kuongeza Converter: LM 2733
• Malipo Amplifiers: AD743
• Nyingine Op-Amps: LM393 & LM741
• DAQ / Readout: Arduino Nano.

Uainishaji wa ziada uliowekwa ni pamoja na:

• Kiwango cha uendeshaji:> 250 kHz (njia 84), 50 kHz (bahati mbaya)
• Azimio: 10bit ADC
• Kiwango cha mfano: 5kHz (vituo 8)
• Voltages: 5V Arduino, 9V op-amps, ~ 12V Upendeleo.

Mpangilio wa jumla na mpangilio wa vifaa hapo juu vimewakilishwa kwenye kielelezo cha picha. Tulifanya mahesabu na maadili ya sehemu yaliyotumiwa wakati wa kipindi cha upimaji (angalia picha ya tatu). (*: Viwango vingine vya sehemu sio sawa na ilivyopangwa hapo awali au sawa na ile iliyopo sasa; hata hivyo hesabu hizi hutoa fremu ya mwongozo.)

Hatua ya 4: Mizunguko

(Hadithi za Kielelezo: (1) Mpangilio wa jumla wa hatua ya 1-3 ya kituo kimoja, pamoja na msingi wa diode na mgawanyiko wa voltage ambayo hutoa marejeleo kwa kila hatua, sehemu ndogo za Mzunguko.)

Wacha sasa tueleze "mtiririko" wa ishara ya kugundua moja ya njia nne kutoka kwa uumbaji wake hadi kupatikana kwa dijiti.

Hatua ya 1

Ishara pekee ya riba hutoka kwa picha za picha. Sensorer hizi ni za upendeleo. Usambazaji wa upendeleo ni 12V thabiti ambayo inaendeshwa kupitia kichujio cha kupitisha cha chini ili kuondoa kelele yoyote isiyohitajika kubwa kuliko 1Hz. Juu ya ionization ya eneo la kupungua, mapigo ya malipo huundwa kwenye pini za diode. Ishara hii imechukuliwa na hatua yetu ya kwanza ya kukuza: kipaza sauti. Amplifier ya malipo inaweza kufanywa na kipaza sauti chochote cha kufanya kazi, lakini vipimo vya chini vya kelele ni muhimu sana.

Hatua ya 2

Lengo la hatua hii ni kubadilisha mapigo ya kuchaji yanayogunduliwa kwa kuingiza pembejeo, kuwa voltage ya DC kwenye pato la op-amp. Uingizaji usiobadilisha unachujwa na umewekwa kwa msambazaji wa voltage katika kiwango kinachojulikana na kilichochaguliwa. Hatua hii ya kwanza ni ngumu kurekebisha, lakini baada ya majaribio kadhaa tulikaa kwa capacitor ya maoni ya 2 [pF], na kipinga-nyuma cha 44 [MOhm], na kusababisha mapigo ya 2 [pF] × 44 [MOhm] = 88 [μs]. Kiboreshaji cha kiboreshaji cha bandwidth inayobadilika, ambayo hufanya kama kitofautishaji, inafuata kipaza sauti cha malipo. Hatua hii huchuja na hubadilisha kiwango cha DC kinachobadilika, kutoka kwa hatua iliyopita kuwa pigo na faida ya 100. Ishara ya detector mbichi inachunguzwa katika pato la hatua hii.

Hatua ya 3

Ifuatayo katika mstari ni njia za ishara na kelele. Matokeo haya mawili huenda moja kwa moja kwa DAQ na pia kwa PCB ya pili ya Analog. Zote zinafanya kazi kama kulinganisha op-amps. Tofauti pekee kati ya hizi mbili ni kwamba kituo cha kelele kina voltage ya chini kwa pembejeo isiyo ya kugeuza kuliko kituo cha ishara, na kituo cha ishara pia huchujwa ili kuondoa masafa juu ya pigo la pato linalotarajiwa kutoka hatua ya pili ya kukuza. LM741 op-amp hufanya kama kulinganisha dhidi ya kizingiti cha kutofautisha ili kubagua kituo cha ishara, kuwezesha detector kutuma tu hafla za kuchagua kwa ADC / MCU. Upinzani wa kutofautisha kwenye pembejeo isiyo ya kubadilisha huweka kiwango cha kichocheo. Katika hatua hii (kaunta ya bahati mbaya), ishara kutoka kwa kila kituo hulishwa kwa op-amp kaimu kama mzunguko wa kujumlisha. Kizingiti kilichowekwa kimewekwa sawa na njia mbili zinazofanya kazi. Matokeo ya op-amp ya juu ikiwa mbili, au zaidi, photodiode husajili hit wakati huo huo.

Kumbuka: Tulifanya kosa muhimu kwa kuweka kigeuzi cha kuongeza kasi cha DC / DC cha nguvu ya upendeleo karibu na malipo ya nyeti ya op-amps kwenye PCB ya kukuza. Labda tutatengeneza hii katika toleo la baadaye.

Hatua ya 5: Bunge

Kufundisha, kutengenezea mengi… Kwa sababu sensorer iliyochaguliwa kwa kichunguzi cha mwisho ipo tu kama sehemu ya alama ya alama ya SMT tulilazimika kubuni PCB (tabaka 2). Kwa hivyo, mizunguko yote inayohusiana pia ilihamishiwa kwenye bodi za PCB badala ya ubao wa mkate. Vipengele vyote vya analog viliwekwa kwenye PCB mbili tofauti, na vifaa vya dijiti kwa nyingine ili kuzuia kuingiliwa kwa kelele. Hizi zilikuwa PCB za kwanza ambazo tumewahi kutengeneza kwa hivyo ilibidi kupata msaada kwa mpangilio wa Tai. PCB muhimu zaidi ni ile ya sensorer na amplification. Pamoja na uchunguzi wa oscilloscope matokeo kwenye sehemu za majaribio, detector inaweza kufanya kazi na bodi hii tu (kupita kwa DAQ). Nilipata na kurekebisha makosa yangu; hizi ni pamoja na nyayo za sehemu isiyo sawa, ambayo ilisababisha op-amps zetu za kelele kugongwa kwa waya, na vifaa vya mwisho wa maisha ambavyo vilibadilishwa na njia mbadala. Kwa kuongeza, vichungi viwili viliongezwa kwenye muundo ili kukandamiza milio ya kupigia.

Hatua ya 6: Ufungaji

Lengo la kabati iliyochapishwa ya 3D, karatasi ya kuongoza na povu ni kwa: malengo ya kuweka, kutengwa kwa mafuta, kutoa ngao ya kelele, na kuzuia taa iliyoko, na dhahiri kulinda umeme. Uchapishaji wa faili za 3D za STL zimeambatanishwa.

Hatua ya 7: Kusoma kwa Arduino

Sehemu ya kisomaji (ADC / DAQ) ya kipelelezi ina Arduino Mini (nambari iliyoambatanishwa). Mdhibiti mdogo huyu hufuatilia matokeo ya vitambuzi vinne na nguvu ya usambazaji kwa baadaye (kufuatilia ubora wa nguvu), kisha hutoa data yote kwenye pato la serial (USB) kwa uchambuzi zaidi au kurekodi.

Maombi ya kusindika desktop yalibuniwa (yameambatanishwa) kupanga data zote zinazoingia.

Hatua ya 8: Upimaji

(Hadithi za Kielelezo: (1) Matokeo ya chanzo cha chanzo cha 60Co (t ~ 760ms) uwiano wa ishara-kwa-kelele ~ 3: 1., (2) Sindano sawa na malipo yaliyowekwa na chanzo cha nishati ~ 2 MeV., (3) Sindano sawa na malipo yaliyowekwa na chanzo cha 60Co (~ 1.2 MeV)).

Sindano ya kuchaji ilifanywa na jenereta ya kunde iliyounganishwa na capacitor (1pF) kwenye pedi ya sensorer na ilimalizika chini kupitia kontena la 50Ohm. Taratibu hizi ziliniwezesha kupima mizunguko yangu, kurekebisha viwango vya sehemu na kuiga majibu ya picha za picha wakati zinaonyeshwa kwa chanzo kinachotumika. Tuliweka Amerika ya Amerika − 241 (60 KeV) na chanzo cha Iron − 55 (5.9 KeV) mbele ya diode-mbili zinazofanya kazi, na hakuna vituo vilivyoona ishara tofauti. Tulithibitisha kupitia sindano za kunde, na tukahitimisha kuwa kunde kutoka kwa vyanzo hivi zilikuwa chini ya kizingiti kinachoonekana kwa sababu ya viwango vya kelele. Walakini, bado tuliweza kuona vibao kutoka kwa chanzo cha 60Co (1.33 MeV). Sababu kubwa ya kikwazo wakati wa majaribio ilikuwa kelele kubwa. Kulikuwa na vyanzo vingi vya kelele na maelezo machache juu ya nini kilikuwa kinazalisha haya. Tuligundua kuwa moja ya chanzo muhimu zaidi na mbaya ilikuwa uwepo wa kelele kabla ya hatua ya kwanza ya kukuza. Kwa sababu ya faida kubwa kelele hii iliongezwa karibu mara mia! Labda kuchuja nguvu isiyofaa na kelele ya Johnson kuingizwa tena kwenye vitanzi vya maoni ya hatua za kipaza sauti pia imechangia (hii ingeelezea ishara ya chini kwa uwiano wa kelele). Hatukuchunguza utegemezi wa kelele kwa upendeleo, lakini tunaweza kutazama zaidi hapo baadaye.

Hatua ya 9: Picha Kubwa

Tazama video kutoka Veritasium kuhusu maeneo yenye mionzi zaidi duniani!

Ikiwa umeifanya hivi sasa na kufuata hatua, basi pongezi! Umeunda vifaa vya matumizi ya ulimwengu wa kweli kama LHC! Labda unapaswa kuzingatia mabadiliko ya kazi na uende kwenye uwanja wa fizikia ya nyuklia:) Kwa maneno ya kiufundi zaidi, umeunda kigunduzi chenye mionzi ya hali ngumu kilicho na tumbo la diode-picha na mizunguko inayohusiana ili kubinafsisha na kubagua hafla. Kichunguzi kina hatua nyingi za kukuza ambazo hubadilisha kunde ndogo za kuchaji kuwa voltages zinazoonekana kisha kuwabagua na kuzilinganisha. Mlinganishi, kati ya vituo, pia hutoa habari kuhusu usambazaji wa anga wa hafla zilizogunduliwa. Ulijumuisha pia matumizi ya Mdhibiti mdogo wa Arduino na programu muhimu ya ukusanyaji na uchambuzi wa data.

Hatua ya 10: Marejeleo

Mbali na PDF nzuri zilizoambatishwa, hapa kuna rasilimali zingine zinazohusiana:

- F. A. Smith, Primer katika Fizikia ya Mionzi inayotumika, Sayansi ya Ulimwengu, Ukingo wa Mto, NJ, 2000.

- Sensorer ya kwanza, Sura ya Kwanza ya PIN PD Karatasi ya Sehemu Sehemu ya Maelezo X100-7 SMD, Wavuti. mouser.com/catalog/specsheets/x100-7-smd-501401-prelim.pdf

- Horowitz, Paul na Hill, Winfield, Sanaa ya Elektroniki. Jarida la Chuo Kikuu cha Cambridge, 1989.

- C. Thiel, Utangulizi wa Wachunguzi wa Mionzi ya Semiconductor, Wavuti. fizikia.montana.edu/students/thiel/docs/detector.pdf

- Lyndon Evans, Mkubwa wa Hadron Collider: Marvel of Technology, Ed. EPFL Press, 2009.