3 Dedektörlerin Karakteristik Özellikleri Dedektör TipleriSintilasyon sayaçlarıOrantılı sayaçlarGM tüpleriCherenkov sayaçlarıSürüklenme odalarıKabarcık odalarıGEM dedektörleriYarıiletken dedektörler....SintilatörlüGazlıYarıiletkenDedektörler uygulama alanına ve radyasyon tipine göre belirlenir.TAEK -SANAEM
10 Radyasyon, enerjisinin bir kısmını veya tamamını dedektör malzemesinin üzerine bırakarak etkileşir. Atomlarla doğrudan etkleşimle enerjilerini kaybederler.Yüklü ParçacıklarDedektörde yüklü parçacıklar oluşturular. Bunlar atomları uyarır ve iyonize ederler.YüksüzParçacıklar
11 Yüklü Parçacıklar Yüksüz Parçacıklar Hızlı elektronlar ve pozitronlar(e-/e+ veya β parçacıkları)Ağır yüklü parçacıklar (A≥1, protonlar, α parçacıkları, fisyon parçacıkları)Elektromanyetik adyasyon(photons/ X rays, γ rays)Nötronlar(yavaş/hızlı)Nötrinolar
13 Yüklü Parçacıkların Algılanması Yüklü parçacıklar ortamdaki elektronlar ile Coulomb etkileşimi yaparlar. Sonuçta, iyonizasyon ve elektronik uyarma meydana gelir.Elektronik Uyarılmaİyonizasyon: Elektrik alanında sürüklenebilen serbest yüklerin oluşumuGeri uyarılma ve iyonize atomlar: Foton yayılımıİyonizasyon tabanlı dedektörlerSerbest yüklerin algılanması(Gazlı dedektörler, yarıiletken dedektörler)Sintilatörlü dedektörlerFoton ışımalarının algılanması
14 Yüksüz Radyasyonların Algılanması İki aşamalı süreç:Etkileşme sonucu bazı enerjik yüklü parçacıkların kalmasıBu yüklü parçacıkların algılanmasıNötron: Elastik saçılma ile veya çekirdek etkileşmesi ile dedektör ortamında çekirdeklerle etkileşmesiyle yüklü parçacıkların serbest kalmasıElektromanyetik radyasyonlar: Fotoelektrik olayı, Compton saçılması veya çift oluşumu yoluyla enerjik elektronların serbest kalması
15 Basitleştirilmiş Dedektör Modeli radyasyonBasitleştirilmiş algılama tekniğinde,Dedektörde yüklü parçacıklarının oluşumuElektrik alanında yüklerin toplanarak sinyalin oluşması.Yük toplanma zamanına eşit akımın akması
16 Dedektörlerin Çalışma Kipleri Etkileşmenin tipine göre zaman ve akım genliği değişiklik gösterir.Dedektörlerin Çalışma KipleriAkım kipiAtım kipi(Sayaç ve Dozimetrelerde)(Radyasyon Spektroskopisinde)
17 Akım Kipinde çalışma Ortalama akım Ölçüm cihazının sabit tepki zamanı T ise,Burada T nin dedektörden gelen her bir akım atımlarından çok büyüktür.Ortalama akımr: ortalama etkileşim hızıQ: herbir etkileşim için oluşan yükE: her etkileşme sonucu oluşan ortalama enerjiW: bir yük çiftinin oluşması için gerekli ortalama enerji
18 Atım Kipinde ÇalışmaTek bir etkileşme için sinyal atımının yapısı dedektöre bağlı ön yükselteç devresine bağlıdır.Devrenin zaman sabiti,R ölçüm devresinin giriş direnci,C dedektör + dedektör ile önyükselteç kablosu + ön yükselteç devresinin eşlenik kapasitansı
19 Akım Kipinde çalışma Küçük zaman sabitli devre (RC<<tc ) Sinyal atımları dedektörden gelen atımlara benzerlik gösterir.Alınan sinyallerin enerjiden ziyade zamanı önemli olduğu radyasyon ölçümlerinde tercih edilirler.
20 Akım Kipinde çalışma Büyük zaman sabitli devre (RC>>tc ) Sinyal atımının genliği dedektörde oluşan yük ile oranlıdır.Atım genliğinin dağılımı gelen radyasyonun enerjisini ifade eder. Ölçüm hızı hakkında bilgi verir.
22 HassasiyetBelirli bir tipiteki ve enerjideki radyasyon için kullanılabilir sinyal üretme yeteneğidir.Radyasyon dedektörleri belirli radyasyon tipleri ve enerji aralığına göre tasarlanırlar. Tasarlandıkları sınırların dışında verimlilikleri önemli ölçüde azalır ve kullanılabilir sinyaller üretemezler.
23 Hassasiyeti Etkileyen Faktörler Dedektör malzemesiyle yaptığı etkileşme kesitiDedektörün kütlesi.Dedektörün gürültüsü.Dedektör çevresindeki koruma malzemesi
24 İhtiyaç duyulan dedektör kütlesi Katı Kesit ve Dedektör KütlesiGelen radyasyonun enerjisinin bir kısmının veya tamamının sinyale dönüştürme ihtimaline bağlıdır.Yüklü parçacılar Nötr parçacıklarİhtiyaç duyulan dedektör kütlesiçok iyonize daha az iyonizeRadyasyon tipiEnerji aralığıdedektör içinde bir kaç iyonizasyonçok daha küçük etkileşme katı kesitiDaha fazla kütle yoğunluğuna ve hacime gereksinim var
25 Tepki, radyasyonun tipine ve enerjisine bağlıdır. Dedektör TepkisiRadyasyon enerjisi ile toplam yük veya atım yüksekliği arasındaki ilişkidir.Atımların zamana göre integrali radyasyon-dedektör etkileşmesiyle meydana gelen iyonlaşma miktarına karşılık gelir. Sinyal şekli iyonizasyon miktarına bağlı değilse, sinyalin genliği dedektörde soğurulan enerjiyle oranlıdır. Bu ilişkiye eğer dedektör lineer olarak karşılık veriyorsa, deketörün lineer olduğu söylenir.!Tepki, radyasyonun tipine ve enerjisine bağlıdır.
26 saçılma ve Bremsstrahlung Ör: Gama Radyasyonu içinFotoelektrik etki atım yüksekliği spektrumunda keskin pikCompton saçılması Compton elektronlarının sürekli enerji dağılımından dolayı spektrum pikinde genişlemeÇift oluşumu sürekli enerji dağılımı (spektrumda genişleme)nedenisaçılma ve BremsstrahlungTepki fonksiyonunun düzeltilmesiDedektörün geometrisinin ve tasarımının değiştirilmesiKüçük Z atom numaralı malzeme kullanılması
30 Birbirine çok yakın enerjileri ayırt edebilme yeteneğidir Enerji ÇözünürlüğüBirbirine çok yakın enerjileri ayırt edebilme yeteneğidirRadyasyonun enerjisini belirlemede en önemli etken.Çözünürlük, tek enerjili radyasyona verdiği tepki ile ölçülür.İdeal durumda keskin delta-fonkisyon pikidir.Gerçekte, iyonizasyondaki dalgalanmalar yüzünden Gaussian şeklindedir.
31 Dalgalanmaların Nedenleri Dedektör karakteristiklerinin kaymasıDedektördeki rasgele gürültülerin olmasıİstatiksel gürültü aynı enerji soğurulmasına rağmen bir miktar farklı yük taşıyıcıları oluşturduğundan kaynaklanır.Dedektördeki dalgalanmalardan kaçınmak imkansızdır.
33 FWHM – standard sapma ilişkisi Gaussian fonksiyonuFWHM – standard sapma ilişkisiÇözünürlük
34 Poission çözünürlük sınırı Lineer bir dedektörde taşıyıcı sayısı ile enerji arasında orantı mevcuttur. O halde, ortalama enerjiOrantı sabiti ve standart sapama arasındaki ilişkiPoission çözünürlük sınırı
35 İstatiksel çözünürlük sınırı Fano faktörİstatiksel çözünürlük sınırıİzafi çözünürlük
36 > Verimlilik Kısaca, tek bir radyasyonun algılanma ihmalidir Verimlilik genellikle radyasyonun etkileşmesine ve dedektörün boyutlarının her ikisine de bağlıdırYüklü parçacıkların verimliliğiYüksüz parçacıkların verimliliği>
37 Mutlak verimlilikDahili verimlilikDahili verimlilikRadyasyon enerjisine,Dedektör kalınlığına bağlıdır.
39 Tepki ZamanıRadyasyonun dedektöre varması ile çıkış sinyalinin oluşması arasındaki geçen zaman aralığına dedektörün tepki zamanı denir.Kısa tepki zamanıSinyal zamanı hakkındaki bilgiler hassaslaşırZamana göre etiketleme ölçümleri
40 Ölü ve Toparlanma Zamanları Çözümleme zaman aralığıÖlü zaman aralığıToparlanma zaman aralığı
41 Ölü Zaman Toparlanma Zamanı Dedektörün bir sinyal atımı aldıktan sonra ikinci radyasyon geçişine duyarsız olduğu zaman aralığıdırToparlanma ZamanıÖlü zamanın ardından dedektörün hassasiyetinin arttığı ve hassasiyetin maksimum değere ulaştığı zaman aralığıdır
43 Paralize olmayan model Ölü zamanParalize olmayan modelParalize olan model
44 Sistem üzerine etkisiz Paralize olmayan modelde her bir etkileşimin ardından sabit bir ölü zaman izler.Paralize olmayan modelParalize olan modelde her bir etkileşmenin ardından sabit bir ölü zaman izler. Fakat, bu ölü zaman süresince dedektörde etkileşmeler devam eder. Ancak kaydedilmezler. Bununla birlikte ölü zaman süresi uzar.Paralize olan modelSistem üzerine etkisizSistem üzerine etkili
45 n : gerçek etkileşme hızı m: kaydedien sayım hızı Paralize olmayan durum içinParalize olan durum için
48 Soğurulan DozSoğurulan doz için rad veya Gray (Gy) birimleri kullanılır.1 rad = 100 erg/g1 Gy = 1 J/kg1 Gy = 100 radFiziksel soğurma
49 Bağıl Biyolojik Etkinlik (RBE) α, β, γ ve nötron saçılımı aynı enerji soğurmasında farklı biyolojik etki gösterirler. Bu yüzden bağıl biyolojik etkinlik (RBE) tanımlanmıştır. Referans olarak γ ve X-ışını kullanılmıştır.RBE faktörü radyasyon alanına, radyasyon enerjisine ve doz hızına karmaşık bir şekilde bağlıdır. Bu yüzden, kolaylık olması için radyasyon ağırlık faktörü (wr) kullanılır.
50 Eşdeğer DozSoğurulan dozun ağırlık faktörüyle çarpımı eşdeğer doz H yi verir. Eşdeğer doz birimi rem veya Sievert (Sv) dir.1 Sv = 100 rem
51 Etkin DozTüm vücudun hesaplanması, yani etkin dozun bulunması için her bir organın aldığı doz hesaplanarak toplanır.
52 Dozlama BirimiX veya gama (foton) dozlamaları için kullanılan birim Röntgendir (R) ve havada ürettikleri belirli bir iyonizasyon miktarı üzerine kuruludur.1 R, 1 kg havada iyonizasyon yaparak 2.58x10-4 C luk pozitif ve negatif yük oluşturan dozdur.