Křemíkovým okem do nitra hmoty, radioaktivita

Křemíkovým okem do nitra hmoty, radioaktivita

BaBar SLAC

Zbyněk Drásal 1

Historie diodového jevu

v polovodičích

Objev tzv. „Halbleiteru“ (polovodiče) bodový kontakt kovu a krystalu (PbS) usměrňuje proud – hrotová dioda (1874)

Karl-Ferdinand Braun (24) Německo

9.2.2015 - Science2Go Pardubice

2


v polovodičích

Objev tzv. „Halbleiteru“ (polovodiče) bodový kontakt kovu a krystalu (PbS) usměrňuje proud – hrotová dioda (1874)

Objev detekce radiových vln pomocí kov-polovodičového přechodu, „kohereru“

Karl-Ferdinand Braun (24) Německo

Použití tzv. galenitového detektoru (1894-98)

Jagadis Chandra Bose Indie


3


v polovodičích

Objev prvního křemíkového usměrňovače Studium až 30 000 kombinací materiálů za účelem vývoje kov-polovodičových diod – U.S. Patent 836,531 (1906)

Greenleaf W. Pickard USA


4


v polovodičích

Objev prvního křemíkového usměrňovače Studium až 30 000 kombinací materiálů za účelem vývoje kov-polovodičových diod – U.S. Patent 836,531 (1906)

Greenleaf W. Pickard USA

?

?

?

?

Útlum z důvodu rozmachu elektronek → návrat k polovodičům za 2. svět. války (vývoj radarů) Objev p-n přechodu

v naprasklé křemíkové (99%) destičce s dvojí koncentrací „nečistot“ → citlivost na světlo (princip solárního panelu) (1940)

Russel Ohl (Bellovy laboratoře) USA 9.2.2015 - Science2Go Pardubice

5

Co vlastně Russel Ohl objevil?

Oblast bez nosičů náboje volné e+ vázané ionty - vázané ionty

Dopovaný krystal křemíku

volné h+


6

Co vlastně Russel Ohl objevil? Elektroda Proud

~ 0.58V DC

Oblast bez nosičů náboje volné e+ vázané ionty - vázané ionty volné h+

Elektroda

Princip detekce radiace a částic v mikrosvětě pomocí křemíkových detektorů


7

Tabulka jader – údolí stability ●

Podobně jako prvky jsou uspořádány do periodické tabulky, existuje tabulka jader...


8

Rozpady jader - radioaktivita ●

Většina jader je nestabilních a rozpadá se …

●

Jádra s dlouhým poločasem rozpadu U, Th → přirozené radioaktivní pozadí ...

●

Základní typy rozpadů: – α rozpad: emise jádra He (α) př. 8Be → 4He + 4He


9



●


●

Základní typy rozpadů: – α rozpad: emise jádra He (α) př. 8Be → 4He + 4He –

β rozpad: emise elektronu (e-) emise pozitronu (e+) př. 3H → 3He + e- + ν


10



●


●

Základní typy rozpadů: – α rozpad: emise jádra He (α) př. 8Be → 4He + 4He –

β rozpad: emise elektronu (e-) emise pozitronu (e+) př. 3H → 3He + e- + ν

–

γ rozpad: přeskupení n, p v jádře (elektronů v obale) → emise EM záření (γ)


11

Jak detekujeme ve světě elementárních částic? Detektor ATLAS

256x256 = 65 536 pixelů 1 pixel: 55 um x 55 um

14 mm

Tloušťka 300 um


Medipix 12

Jak to vypadá v praxi? ●

Detektor Medipix MX10

●

Co měříme? –

Polohu průletu → pozičně senzitivní detektor

–

Energii částice → spektrometr

–

Počet částic → čítač

Detektor záření

?

Rad. zdroj


13

Radioaktivita wolframové (Th) svářecí elektrody ●

Wolframová elektroda s příměsí thoria (přirozený zdroj radioaktivity)

WT-40 WT-20 Co vidíme ...

●

Otázka zní: –

Jaký zdroj radioaktivity vidíme?

–

Jak odlišíme α, β, γ?


14

Zdroj α záření a jeho vlastnosti?

Co vidíme ... ●

Otázka zní: –

Jaké vlastnosti má α záření?

–

Je pro člověka nebezpečné?

Alfa rozpad americia: 9.2.2015 - Science2Go Pardubice

15

Ukažme si možnou aplikaci - γ defektoskopie ●

Použijeme zdroj γ záření k nedestruktivní analýze vzorku

●

Otázka zní, co je skryto ve vzorku?

+


16

γ defektoskopie - výsledek Maska

●

versus

obraz

Otázky: Proč nevidíme ostrý obraz? Jak tuto metodu vylepšit, abychom viděli 3D obraz? 9.2.2015 - Science2Go Pardubice

17

Děkujeme za Vaši pozornost Základní výzkum po „moravsku“ aneb citát Vladimíra Renčína ...


18

Křemíkovým okem do nitra hmoty, radioaktivita

Recommend Documents