Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
DİJİTAL SİNYAL İŞLEME VE DİJİTAL SPEKTROSKOPİ
SEMİNER
EMİN YELTEPE
Danışman: PROF. DR. HALUK YÜCEL
GİRİŞ
04.01.2019 2
• Radyasyonun ölçümünde dedektörlerde üretilen oldukça küçük yükleri, gerilimleri veya akımları
(puls ya da sinyal) işlemek için nükleer elektronik sinyal işleme birimlerine ihtiyaç vardır.
• 1930’lardan 2000’lerin başına kadar analog elektronik birimlerin kullanıldığı nükleer ölçüm
sistemlerinin yerini hızla dijital elektronik birimler almaya başlamıştır.
ANALOG NÜKLEER ELEKTRONİK SİSTEMLER
04.01.2019 3
DİJİTAL SİSTEM
04.01.2019 4
DİJİTAL SİSTEMLERİN ANALOG SISTEMLERE GÖRE AVANTAJLARI
• Daha iyi enerji çözünürlüğü
• Ölü zaman etkilerinin minimize edilebilmesi
• Kararlılık
• Esneklik
• Daha az bileşen (daha ucuz ve daha kolay kurulum)
• Yüksek sayım hızlarında daha doğru sonuçlar (daha hızlı işleme)
• Dedektörde oluşan sinyalin zaman bilgisinin bilinmesi
• Dedektör içerisinde enerjinin depolandığı konumun belirlenebilmesi
• Sinyal şekline göre ayrım yapabilme
04.01.2019 5
DİJİTAL NÜKLEER ELEKTRONİK UYGULAMALARı
• Puls yükseklik analizi (Gama spektrometri, Alfa spektrometri, Sıvı sintilasyon
spektrometri vb.)
• Puls şekil analizi (nötron-gama ayrımı, alfa-beta ayrımı)
• Konum bilgisi gerektiren uygulamalar (gama kamera, yüksek enerji fiziği
uygulamaları)
• Zaman bilgisi gerektiren uygulamalar (çakışma sistemleri, yüksek enerji fiziği
deneyleri)
04.01.2019 6
PULS YÜKSEKLİK ANALİZİ
• Dijital sistemler daha kısa zaman aralıklarında sinyal işleyebilmelerinden
dolayı yüksek sayım hızlarında çözünürlüğün kötüleşmesi analog sistemlere
nazaran daha azdır.
04.01.2019 7
Trapezoid puls şekillendirme Puls dijitizasyonu
PULS YÜKSEKLİK ANALİZİ
04.01.2019 8
NaI(Tl) dedektörü için enerjiye göre dijital ve analog
sistemlerdeki çözünürlüğünün karşılaştırılması
PULS ŞEKİL ANALİZİ
• Aynı dedektör farklı radyasyon tipleri için farklı şekilde sinyaller üretebilir.
(Şekil: nötron gama ayrımı)
04.01.2019 9
PULS ŞEKİL ANALİZİ
• Alfa-beta ayrımı
04.01.2019 10
KONUM BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
• COMPTON Görüntüleme
04.01.2019 11
KONUM BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
• Gama kamera
04.01.2019 12
KONUM BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
• Yüksek enerji fiziği deneyleri
HPGe yonca dedektör düzeni
04.01.2019 13
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
• Uçuş zamanı dedektörleri (Time-of-flight dedectors (TOF)), kütle spektrometreleri
04.01.2019 14
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
• Çakışma sistemleri (beta-gama, alfa-gamma vb.)
• TAEK Radyasyon ve Hızlandırıcı Teknolojileri Daire Başkanlığında (eski
SANAEM) dijital elektronik sistemlerle bir beta-gama çakışma sistemi
kurulmaktadır.
• Amaç, aktivitenin birincil seviyede (başka bir ölçümü referans almaksızın)
ölçülmesi ve bu teknikle çok düşük belirsizliklere sahip aktivite standartları
üretimidir.
04.01.2019 15
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
Geleneksel bir beta gama çakışma sistemi
04.01.2019 16
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
Kurulan dijital beta gama çakışma sistemi
04.01.2019 17
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
04.01.2019 18
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
04.01.2019 19
İlk ölçümler
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
04.01.2019 20
İki dedektörde üretilen sinyallerin zaman bilgilerinin MATLAB yazılımı ile işlenmesi sonucunda iki dedektör
arasındaki gecikme spektrumu ve yapay ölü zaman uygulanmış sinyallerin zaman spektrumları
ZAMAN BİLGİSİ GEREKTİREN UYGULAMALAR
04.01.2019 21
Sinyallerin işlenmesi işlemlerinden sonra aynı anda beta ve gama yayan bir
radyonüklitin aktivitesi aşağıdaki eşitliklere göre herhangi bir referans standarda
bağlı kalmaksızın 0.5%’den düşük bağıl belirsizliklerle ölçülebilecektir.
KAYNAKLAR
• Mirion Technologies Canberra Industries LYNX Application Note,
http://www.canberra.com/literature/gamma_spectroscopy/application_notes/Lynx-
AppNote-C36663.pdf
• CAEN mc2 Analyzer User Manual, https://www.caensys.com/mc2_analyzer/
• CAEN Compass User Manual, https://www.caen.it/products/compass/
• CAEN DT5730B User Manual, https://www.caen.it/products/dt5730/
• Ren Cooper, Presentation, Joint ICTP-IAEA Workshop on Advances in Digital
Spectroscopy May 7th 2013
• Carlo Tintori, A Full digital Approach in Physics Applications, Presentation, March
2015, USA
04.01.2019 22
TEŞEKKÜRLER
04.01.2019 23