মাল্টি চ্যানেল বিশ্লেষক এমসিএ গামা স্পেকট্রোস্কোপি NaI (Tl) ডিটেক্টর সহ: 5 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:01

ওহে, শখ গামা স্পেকট্রোস্কোপিতে আগ্রহী সবাইকে স্বাগতম। এই সংক্ষিপ্ত প্রবন্ধে আমি শুধু আমার বাসায় তৈরি DIY গামা স্পেকট্রোস্কোপি ডিটেক্টর তৈরির আমার লগ প্রক্রিয়াটি এমসিএর সাথে শেয়ার করতে চাই। এটা কোন গাইড নয়, আমি শুধু প্রক্রিয়ার ছবি শেয়ার করি।

যখন আমি প্রকল্পটি শুরু করি, তখন আমি পোর্টেবল ব্যাটারি চালিত ডিভাইসটি ভাল লিনিয়ারিটি এবং FWHM% রেজোলিউশনের 8% এর কম করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। সার্কিট একটি ফোটোমাল্টিপ্লায়ার টিউবের জন্য উচ্চ ভোল্টেজ বিকশিত করে, এটি নাড়ির আকৃতি প্রক্রিয়া করার জন্য এনালগ ইলেকট্রনিক্স এবং ডাল গণনা এবং বর্ণালী বিশ্লেষণের জন্য ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স রয়েছে।

ধাপ 1: NaI (Tl) ডিটেক্টর তৈরি করা

R9420 Hamamtsu photomultiplier টিউব এবং 30x40mm NaI (Tl) সিন্টিলেশন স্ফটিক দিয়ে ডিটেক্টর তৈরি। স্ফটিকটি অপটিক্যালি টিউব ফটো-ক্যাথোড উইন্ডোতে সংযুক্ত। বাইরের আলোর ফোটনগুলিকে ফটো-ক্যাথোডে প্রবেশ করতে বাধা দেওয়ার জন্য টিউবটি বৈদ্যুতিক টেপের বিভিন্ন স্তরে আবৃত। যখন একটি গামা রশ্মি স্ফটিককে আঘাত করে তখন এটি মাইক্রো লাইট ফ্ল্যাশ উৎপন্ন করে যা PMT টিউব দ্বারা সনাক্ত করার উদ্দেশ্যে। আলোর ফ্ল্যাশের তীব্রতা গামা রশ্মির শক্তি সম্পর্কে তথ্য ধারণ করে।

PMT টিউব চালানোর জন্য আমাদের উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োজন। আমি ক্ষুদ্র এবং স্থিতিশীল স্টেপ-আপ 5V থেকে 1000V রূপান্তরকারী তৈরি করেছি। যখন আপনি গামা স্পেকট্রোস্কোপির সাথে মোকাবিলা করেন তখন আপনাকে ভাল তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব সহ কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত উচ্চ ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়। আধুনিক বৈদ্যুতিন উপাদানগুলি এই নকশাটি তৈরি করতে দেয়।

ড্রাইভারটি ডাইনোডগুলির জন্য ভোল্টেজ ডিভাইডার এবং সরাসরি এনোড তারে ইনস্টল করা পালস-প্রসেসিং চার্জ সংবেদনশীল পরিবর্ধক অন্তর্ভুক্ত করে। এই কম্প্যাক্ট নকশায় কম শব্দ সংকেত রয়েছে এবং স্থল লুপগুলি এড়াতে সহায়তা করে।

হোম লেদ মেশিনে অ্যালুমিনিয়াম টিউব দিয়ে তৈরি ঘের। আমি পেশাদার সিএনসি নই, সবকিছু ম্যানুয়াল কাজ দিয়ে সম্পন্ন হয়।

কভারের নিচে (ফটোতে দেখানো হয়নি) আমি LiPO ব্যাটারি, চার্জার এবং LED ইন্ডিকেটর সহ অতিরিক্ত ছোট বোর্ড ইনস্টল করেছি। ক্যাবল সংযুক্ত হলে ডিটেক্টর স্বয়ংক্রিয়ভাবে শক্তি বৃদ্ধি করে। ব্যাটারি চার্জ করা একই ক্যাবল এবং যেকোন 5V অ্যাডাপ্টারের সাহায্যে করা যায়।

আপনি ডিটেক্টর থেকে সাধারণ পালস শেপ স্কোপ স্ক্রিন দেখতে পারেন। যেমন, এটি যেকোন কম্পিউটার ভিত্তিক এমসিএ সফটওয়্যারের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ PRA, Theremino বা BecqMonitor2011। এই সফটওয়্যারটি সিগন্যাল বিশ্লেষণের জন্য অডিও কার্ট ব্যবহার করে।

2 বা 3 সন্ধ্যার পরে আমি সর্বোত্তম উচ্চ ভোল্টেজ এবং পরিবর্ধক সেটিংস খুঁজে পেতে ডিটেক্টর সমন্বয় ব্যয় করেছি এটি বেশ ভাল লিনিয়ারিটি এবং 662keV এ ~ 7.30% FWHM% দিয়ে শেষ হয়

ডিটেক্টর পরীক্ষার জন্য আমি 24bit অডিও অ্যাডাপ্টারের সাথে ফ্রিওয়্যার BecqMonitor2011 ব্যবহার করেছি।

ধাপ 2: পোর্টেবল এমসিএ তৈরি করা

যেহেতু আমি একটি পোর্টেবল ডিভাইস হিসেবে আমার ডিটেক্টর ব্যবহার করার পরিকল্পনা করেছি, আমি মাল্টি চ্যানেল অ্যানালাইজার তৈরি করেছি যা সিএসভি ফরম্যাটে সিগন্যাল ক্যাপচার এবং ইউএসডি কার্টে স্পেকট্রা সংরক্ষণ করতে পারে।

আমি MHH-95A এনক্লোজার ব্যবহার করেছি এবং আমার এমসিএর পিসিবি ডিজাইন তৈরি করেছি যা এই ঘেরের সাথে মানানসই। এমসিএ-তে 8-বিট পিআইসি 18 মাইক্রোপ্রসেসর রয়েছে 10-বিট এডিসি 1024 চ্যানেল সহ।

128x64 ডিসপ্লে স্পেকট্রার শুধুমাত্র আংশিক তথ্য দেখায়। সম্পূর্ণ 1024 bins ডেটা SD কার্টে সংরক্ষিত হয় এবং পরে BecqMonitor2011 দ্বারা খোলা যাবে।

2xAA ব্যাটারি দ্বারা চালিত এমসিএ ইলেকট্রনিক্স। সফটওয়্যারটি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য এটিতে 2 টি বোতাম এবং অন/অফের জন্য একটি বোতাম রয়েছে।

ধাপ 3: ফলাফল

পুরো সেটআপ 20keV-3000keV এর পরিসরে গামা শক্তি সনাক্ত করতে পারে, ভাল লিনিয়ারিটি আছে এবং 662keV এ ~ 7.30% FWHM%।

প্রথম বর্ণালী হল Cs-137 log.scale এর 1 ঘন্টা। আপনি 1460keV এ Ka-40 দেখতে পারেন

দ্বিতীয় বর্ণালী হল এন্টিক রেডিয়াম ওয়াচ রা -২২6 লিনিয়ার স্কেল.০ মিনিট

তৃতীয় বর্ণালী হল এন্টিক রেডিয়াম ওয়াচ রা -২২6 লগ। স্কেল 30 মিনিট

চতুর্থ বর্ণালী হল থোরিয়াটেড লণ্ঠন ম্যান্টেল Th-232 লগ। স্কেল 30 মিনিট

আশা করি এই নিবন্ধটি আপনার পরবর্তী নির্মাণের জন্য অনুপ্রেরণা বয়ে আনতে পারে!

ধাপ 4: উপসংহার এবং খরচ

প্রকল্পটি সস্তা নয়। আমি এই প্রকল্পে ব্যবহৃত প্রতিটি অংশের জন্য সঠিক খরচের সারসংক্ষেপ নেই, তবে সবচেয়ে ব্যয়বহুল হল:

1. NaI (Tl) স্ফটিক। আমি এই নমুনাটি প্রায় ২০০ ডলারে কিনেছি। এটি বেশিরভাগ ব্যয়বহুল কারণ এটি গ্যারান্টিযুক্ত রেজোলিউশন এবং এটি আজকাল নির্মিত। পুরানো স্টক স্ফটিক আমার অভিজ্ঞতায় সমস্যাযুক্ত।

2. R9420 Photomultiplier টিউব। $ 60 আমি যে PMT টিউবটি ব্যবহার করেছি তা নতুন নয়, তবে বিশ্বস্ত সরবরাহকারীর কাছ থেকে ভাল অবস্থায় আছে।

3. ঘের উত্পাদন। এমনকি আমি নিজে এটি করি এটা খরচ আছে এবং অনেক সময় প্রয়োজন। আমি যে পরিমাণে সামগ্রী কিনেছি তা ব্যয়বহুল, উদাহরণস্বরূপ নল, অ্যালুমিনিয়াম রড এবং প্লাস্টিকের শিপিং সহ আপনার প্রায় $ 100 খরচ হতে পারে, আপনাকে সরঞ্জাম, সন্নিবেশ ইত্যাদিতে মেশিনিং খরচ যুক্ত করতে হবে।

4. ইলেকট্রনিক্স প্রোটোটাইপিং এবং পিসিবি উত্পাদন। খরচ বেশি - $$$$, আমি এই বিষয়ে ব্যয় করা মোট ঘন্টা, দিন এবং মাস গণনা করতে পারি না। আমি যোগ করি আমি কম খরচে ইবে-আলি ইলেকট্রনিক উপাদানগুলি এড়ানোর চেষ্টা করি। এমসিএ মাইক্রোপ্রসেসর সফটওয়্যার আমার দ্বারাও লিখেছে। আমার জন্য অনেক সম্পদ এবং সময় লেগেছে, একজন স্ব-নিযুক্ত নির্মাতা এবং ছাত্র হিসাবে আমি আমার সোর্স ফাইলগুলি ভাগ না করা বেছে নিই কারণ এটি আসলে আমার খরচ কখনোই বহন করবে না, দু.খিত। কিন্তু আপনি যদি সৃজনশীল এবং সহযোগিতার জন্য উন্মুক্ত হন, তাহলে আপনি আমাকে ব্যবসায়িক সহযোগিতার প্রস্তাব লিখতে পারেন।

5. তারের, জ্যাক, ব্যাটারি, উপকরণ, আঠালো, টেপ ইত্যাদি ইত্যাদির আশেপাশের অন্যান্য সমস্ত অংশের দাম প্রায় ১০০ ডলার, এখানে ছোট জিনিসগুলি পার্থক্য করে …

উপসংহার: আমার মতে প্রকল্পটির দুর্দান্ত পারফরম্যান্স রয়েছে। আমি খাদ্য, মাশরুম, বেরি বিশ্লেষণ করতে পারি, বৃষ্টির পানিতে রেডন কন্যা খুঁজে পেতে পারি, গামা শক্তি 20keV-3000keV এর পরিসরে তেজস্ক্রিয় আইসোটোপগুলির জন্য কংক্রিট উপাদান বা খনিজ পরীক্ষা করতে পারি। এমনকি একটি DIY প্রকল্প হিসাবে সমস্ত উচ্চ খরচের সাথে, আপনি যদি এটি পেশাদার ল্যাবরেটরি গ্রেড গামা স্পেকট্রোমিটারের সাথে তুলনা করেন তবে এটি খুব সস্তা। সবচেয়ে সাধারণ এবং বিপজ্জনক গামা আইসোটোপ সহজেই ডিভাইস দ্বারা সনাক্ত করা যায়।