Szintillationssonde

[Peter-1]

Wenn wir gerade bei einem Szintillator sind.
Frage:
Mit meinem NaI 2" messe ich bei Cs137 eine HWB von 7,6 % +/- 0,2%.
Dann mit einem Pb210 46,5 keV Strahler habe ich 17,8 % +/- 0,3%.
Kann man über die Güte damit eine Aussage machen? Im Bereich < 100keV finde ich wenig Infos zur HWB.

[U235]

Theoretisch müsste die HWB unterschiedlicher Isotope proportional zueinander sein, oder?

[etalon]

Wenn wir gerade bei einem Szintillator sind.
Frage:
Mit meinem NaI 2" messe ich bei Cs137 eine HWB von 7,6 % +/- 0,2%.
Dann mit einem Pb210 46,5 keV Strahler habe ich 17,8 % +/- 0,3%.
Kann man über die Güte damit eine Aussage machen? Im Bereich < 100keV finde ich wenig Infos zur HWB.

Mit 7,6% @662 keV liegst du absolut in der zu erwartenden Auflösung für so einen Detektor. Bei den niedrigen Energien ist es gerade bei Szintillationsdetektoren nicht sinnvoll, die Auflösung zu bestimmen. Da spielen zu viele, teils nichtlineare Faktoren mit rein, welche die Auflösung zu niederen Energien hin wieder schlechter werden lassen (wobei man da aufpassen muss: Bei Szintillatoren wird idR die rel. Auflösung angegeben, deren Werte natürlich zu niedrigen Energien hin rein mathematisch größer werden! Absolut werden die HWB kleiner und damit die Auflösung besser, allerdings nicht linear wie zu erwarten wäre, aus oben genannten Gründen). Was da im Detail passiert, ist sehr komplex. Da habe ich jetzt keine Lust, hier Romane zu schreiben. Aber letzten Endes läuft es alles darauf hinaus, dass weniger Licht an der Photokathode des PMT ankommt, was dann wiederum zu weniger Photoelektronen führt, welche wiederum eine schlechtere Zählstatistik haben...

Die Hauptquelle der schlechten Auflösung von Szintillatoren ist aber insgesamt die deutlich schlechtere Statistik der Ladungsträger. Es entstehen über den Szintillator und die Photokathode des PMT schon grundsätzlich pro MeV Gammaquantenenergie deutlich weniger Ladungsträger am Ausgang des PMT als z.B. Ladungsträger bei einem Halbleiterdetektor. Das hat unter Anderem was mit der energetischen Bänderstruktur des Szintillators und seiner Dotierung (Leuchtzentren) zu tun.

Theoretisch müsste die HWB unterschiedlicher Isotope proportional zueinander sein, oder?

Die Frage verstehe ich nicht. Was soll proportional zu was sein, und warum soll das von den Isotopen abhängen?

[U235]

Die Frage verstehe ich nicht. Was soll proportional zu was sein, und warum soll das von den Isotopen abhängen?

Wenn das System (Kristall, PMT, VD) bei Cs137 662 KeV eine FWHM von 7% hat und für K40 (1460 KeV) 15% - sollte die FWHM für beide gleichmäßig steigen und sinken.
Hätte ein anderer Kristall auf dem selben PMT für K40 z.B. 20% FWHM, ergibt sich ca. 9,3% für Cs137?

Es geht nur darum, die Theorie dahinter zu verstehen...

[etalon]

Die Frage verstehe ich nicht. Was soll proportional zu was sein, und warum soll das von den Isotopen abhängen?

Wenn das System (Kristall, PMT, VD) bei Cs137 662 KeV eine FWHM von 7% hat und für K40 (1460 KeV) 15% - sollte die FWHM für beide gleichmäßig steigen und sinken.
Hätte ein anderer Kristall auf dem selben PMT für K40 z.B. 20% FWHM, ergibt sich ca. 9,3% für Cs137?

Es geht nur darum, die Theorie dahinter zu verstehen...

Nein, das ist nicht linear. Daher kann man mit Verhältnissen nicht von einem Szintillatormaterial auf ein anderes schließen. Außerdem, ich hatte es vorher versucht zu schreiben, hat eine höhere Gammaenergie idR eine bessere relative Auflösung, aber eine schlechtere Absolute. Dein Beispiel hinkt also etwas... 

[U235]

Nein, das ist nicht linear. Daher kann man mit Verhältnissen nicht von einem Szintillatormaterial auf ein anderes schließen. Außerdem, ich hatte es vorher versucht zu schreiben, hat eine höhere Gammaenergie idR eine bessere relative Auflösung, aber eine schlechtere Absolute. Dein Beispiel hinkt also etwas... 

Ok danke, bin kein Profi und es wäre auch nur Theorie.
Also ist es auch in dem selben Material nicht linear...

[ABel]

Hallo,

nun hab ich einen Detektor.

Modell 2MW2/2 mit einer Bohrung im Kristall (configuration end well), S/N HH-646, keine Jahresangabe. Einen Prospekt mit Maßskizze, den ich gefunden habe, ist von 1998. Eine Suche mit der Modellbezeichnung liefert vor allem Bezüge zu medizinischer Verwendung.

Ich hatte den Verkäufer noch nach einem passenden Stecker gefragt, er hatte keinen. Wo bekomme ich so etwas her (außer bei Ali)?

Die Stifte sind zwar etwas dicker als die von den (IDE-)Festplatten-Stromversorgungen, die Buchsen lassen sich aber darüber schieben. Wahrscheinlich hab ich noch genügend davon. Wenn nicht: es müsste sich dabei doch um MOLEX Crimpkntakte Buchse handeln? Oder gibt es etwas Besseres?

Zum eingebauten PMT lässt sich von außen leider nichts erkennen. Wie komme ich damit weiter? Hilft es den Widerstand zwischen den PINs zu messen, oder kann ich damit was kaputt machen?

Gibt es bestimmte Standard-PIN-Belegungen? Ist anhand der 14 PINs schon zu sagen wie viele Dynoden drin sind?

Gruß Andreas

[RD-Gamma]

Hallo,

nun hab ich einen Detektor.

Modell 2MW2/2 mit einer Bohrung im Kristall (configuration end well), S/N HH-646, keine Jahresangabe. Einen Prospekt mit Maßskizze, den ich gefunden habe, ist von 1998. Eine Suche mit der Modellbezeichnung liefert vor allem Bezüge zu medizinischer Verwendung.

Ich hatte den Verkäufer noch nach einem passenden Stecker gefragt, er hatte keinen. Wo bekomme ich so etwas her (außer bei Ali)?

Die Stifte sind zwar etwas dicker als die von den (IDE-)Festplatten-Stromversorgungen, die Buchsen lassen sich aber darüber schieben. Wahrscheinlich hab ich noch genügend davon. Wenn nicht: es müsste sich dabei doch um MOLEX Crimpkntakte Buchse handeln? Oder gibt es etwas Besseres?

Zum eingebauten PMT lässt sich von außen leider nichts erkennen. Wie komme ich damit weiter? Hilft es den Widerstand zwischen den PINs zu messen, oder kann ich damit was kaputt machen?

Gibt es bestimmte Standard-PIN-Belegungen? Ist anhand der 14 PINs schon zu sagen wie viele Dynoden drin sind?

Gruß Andreas

Leider ist das genau ein solcher Detektor, vor welchem hier bereits gewarnt wurde. Ein Detektor in Integralbauweise mit fest verklebtem Kristall und nicht erkennbarem Photomultiplier. Allein an den Pins zu erkennen oder Messen welcher was macht ist eine Sache der Unmöglichkeit. Zu den Bicrons findet man leider so gut wie gar nichts an Dokumentation weil viele Einzelanfertigungen sind.

Man weiß ja auch nicht, ob der Kristall in etwa schon vergilbt oder gesprungen ist. Einen passenden Sockel zu finden sollte das geringste Problem sein, man kann auch einzelne Pins nehmen. Davor muss man aber die Belegung herausfinden, was sehr schwierig werden kann.

Edit: ich habe gerade gesehen, dass du den für 273€ auf Ebay gekauft hast und der Verkäufer einen Sockel mit HV, Spannungsteiler und Vorverstärker verwendet. Eventuell kann er dir die Beschaltung oder die Bezeichung von dem Sockel sagen um weiteres herauszufinden.

Edit2: Ich glaube, das dürfe der Pinout für deinen PMT auf Seite 2 sein.
https://webhome.phy.duke.edu/~mes52/CosmicRayProject/Bicron%20Bases%20-%20Voltage%20Dividers.pdf
Die 14 Pin Version hat eine Fokussierung, welche mit einem Poti eingestellt werden kann.
Dieser ist sogar sehr gut, weil die Dynoden im Kreis mit den Pins laufend sind und nicht wie bei vielen anderen von Seite zu Seite überkreuzt springen. Das lässt sich leicht löten.
Als Sockel habe ich diesen gefunden: https://www.ebay.com/itm/1pc-Vacuum-14Pin-Diheptal-Solder-Tube-bakelite-Socket-For-Audio-B14A-CRT-PMT/192801482611
Der hat allerdings noch keine Pins.

[ABel]

Hallo,

ich wollte noch nicht anfangen mit dem Detektorbau (später vielleicht). Mir war daher einer in Integralbauweise gerade recht.

Den Sockel kann ich mir auch selbst konstruieren, jemanden, der in mir dann 3D-Druckt werd ich schon finden.

Dank vor allem für die Info von BICRON. Um nichts zu übersehen hab ich sie mir zunächst übersetzen lassen. Eine genauere Beschäftigung damit kommt noch.

Aufgefallen ist mir schon, das da immer Signal und Hochspanung separat herausgeführt werden. Das ließe sich mit dem PMT-Adapter ja auch verwirklichen (nehme an, das dann der C8 (4,7nF 1,5kV) wegfallen kann). Aber wie bekomme ich detektorseitig beides auf einen Stecker?

Der Verkäufer kann zum PMT nichts sagen, danach hatte ich schon vor dem Kauf gefragt. Er hatte mir dann noch das angeboten:
https://www.mirion.com/products/2007-2007p-photomultiplier-tube-base-preamplifier
für 250 €. Ich hab zunächst abgesagt. Lohnt sich so was? Hätte ich zuschlagen sollen?
Meine Hoffnung: Der PMT-Adapter von Theremino ist gleichwertig.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

so sieht das nun mit den Wiederverwendeten PC-Steckern aus.

Gruß Andreas

[DG0MG]

Wenn Du gar keine Informationen zur Belegung auftreiben kannst, evtl. versuchst Du es mal so:
https://www.ebay.de/itm/144865014995

[RD-Gamma]

ich wollte noch nicht anfangen mit dem Detektorbau (später vielleicht). Mir war daher einer in Integralbauweise gerade recht.

Das was du mit dem Teil von dir nicht machen musst sind Kristall und PMT mit einem Silikonfett koppeln und lichtdicht machen. Es ist wirklich nicht soo schwierig wie man am Anfang meinen mag. Keine Angst davor.

Aufgefallen ist mir schon, das da immer Signal und Hochspanung separat herausgeführt werden. Das ließe sich mit dem PMT-Adapter ja auch verwirklichen (nehme an, das dann der C8 (4,7nF 1,5kV) wegfallen kann). Aber wie bekomme ich detektorseitig beides auf einen Stecker?

Bei den Sonden für Zähler wie z.B. Ludlum Model 3 werden HV und Signal im Messgerät über einen Splitter aus Widerstand und Kondensator getrennt. Das ist eine Reihenschaltung von beiden. An dem Widerstandsende liegt die Hochspannung und am Kondensator wird das Signal ausgekoppelt. In der Mitte wo beide aneinanderhängen liegt die Leitung vom BNC.

Tatsächlich sind die Preamps am Sockel nicht schlecht, allerdings wäre mir einer ohne HV Erzeugung im Sockel keine 250€ wert. Auch bedenken solltest du, dass er das Teil nur 7.2M Ohm Gesamtwiderstand am Spannungsteiler hat und damit ein sehr starkes HV Netzteil braucht. Theremino braucht wohl über 100M Ohm habe ich gelesen.

Die Lösung mit den Netzteilsteckern sieht gut aus. Du kannst direkt an die Stecker deine Widerstände anlöten,dann brauchst du kein zusätzliches Kabel.

[ABel]

Hallo,

ich gehe von dem ,,P-14 Voltage Divides Schematic" auf Seite 2 der BICRON-Broschüre aus:

Die Spannung kann und will ich mit dem PTM-Adapter von Theremino einstellen. Damit entfallen POT2 und C4.

Ausgehend von den max. 1200 VDC die BICRON angibt, fallen zwischen jeder Dynode 1200V*510k/(10x510k+1,5M)=92,7V ab, zwischen Kathode und DY1 (auch die Verstellung für die Focusierung) sind es 272,2V.

Im PMT Socket von Theremino finden sich 10MOhm zwischen jeder Dynode, damit bräuchte ich zwischen Kathode und DY1 29,4 also rund 30 MOhm. Leider ist bei den Standard-Trimmern bei 5 MOhm, bei Präzisions- und Spindel-Trimmern bei 1 MOhm Schluss?!

Weiß Jemand was die Fokusierung wirklich braucht? Vielleicht ließe sich POT1 dann durch 2 Festwiderstände und einen ,,kleinen" Trimmer dazwischen ersetzen?

Gruß Andreas

[RD-Gamma]

Weiß Jemand was die Fokusierung wirklich braucht? Vielleicht ließe sich POT1 dann durch 2 Festwiderstände und einen ,,kleinen" Trimmer dazwischen ersetzen?

Irgendwie kam mir das doch alles sehr bekannt vor. Ich habe tatsächlich schonmal eine Sonde mit genau diesem Pinout und Fokus gehabt. Darüber habe ich einen Artikel geschrieben.

https://rd-gammaspectra.xyz/?p=16

Auf dem letzten Bild siehst du diesen Vorverstärker im Sockel integriert. Die Platine liegt so, dass die Pins exakt gleich ausgerichtet sind. Und wie man sieht ist der Fokus Pin von dem Sockelverstärker und Spannungsteiler von Stratec gar nicht kontaktiert. Du kannst es also erstmal komplett weglassen.



Für deinen Spannungsteiler heißt das, dass du kreisum von Pin 14 auf Pin 1 gehst und von da immer weiter. Beachte, dass der Theremino Teiler nicht für alle Röhren gilt. Man läuft immer ganz gut wenn man zwischen Kathode und Dy1 2*R also hier 20M nimmt. Das habe ich bei meinem auch gemacht und es dann so gelassen weil es gut funktioniert.

[ABel]

Hallo,

ich hatte auch schon überlegt, die Fokus-Einstellung separat zu machen und den Widerstand zwischen Kathode und DY1 fest. Im Schema ist er ja auch fest, nur der Focus wird verstellt.

Frage nur wie groß? Vergrößert der Fokus evtl. auch räumlich den Abstand zwischen Kathode und DY1, so das dort mehr Spannungsdifferenz sein muss? BICRON sieht ja ungefähr das 3-fache vor (510k zu 1,5M). Ich wüde daher dort auch eher 30 MOhm vorsehen. Einwände?

OK, ich besorg mir 20 und 30 MOhm, damit ich noch tauschen kann.

Gruß Andreas