Список форумов Форум @ BelAstro.Net Форум @ BelAstro.Net
Форум белорусской любительской астрономической сети
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   Администрация форумаАдминистрация форума   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 
Правители нуждаются в мудрецах значительно больше, чем мудрецы в правителях. /Фома Аквинский/

Фото космических лучей

зарегистрированных: 0, скрытых: 0 и гостей: 0
Зарегистрированные пользователи: Нет
На страницу 1, 2  След.
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум @ BelAstro.Net -> Прочие проекты
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Вс Май 24, 2009 23:33    Заголовок сообщения: Фото космических лучей Ответить с цитатой

Космическими лучами в астрономии называют явления от попадания энергетических частиц, запечатленные на ПЗС сенсорах, но далеко не все они космической природы. Истинные космические лучи состоят почти исключительно из [url=http://ru.wikipedia.org/wiki/Мюон]мюонов[/url], на снимках выглядящие, как прямые треки или точки. В виде червяков выглядит эффект от гамма-излучения в результате выбивания из субстрата электронов. Источники вета-излучения (например стекло марки BK7) также дают червеобразные треки.
На Соневых сенсорах доводилось их видеть, но довольно редко, и они выглядели чаще всего как треки длиной 2-3 пикселя, но на Кодаковском сенсоре их видно жуть как много! А оказалось, что объясняется это толщиной чувствительного слоя, да и не удивительно яма (full well capacity) у кодака 100000е, а у сони (никто толком не знает) но ~20000е.

Снимал наборы темновых кадров, получил master-dark медианой, что бы избавиться от злых космических лучей, да и подумал сделать из полученных серий видео Понятное дело, что пользы от него никакой, но смотрится жутковато, если осознавать, что все эти гигаэлектронвольтные частицы и нас пронизывают, как воздух. Но видео выложу завтра утром ввиду тормозного инета...
Еще мучая весьма интересную прогу ImageJ (ф-ция Analyze particles) посчитал, что за 7800 сек (2ч 10м) на сенсоре размером 7х4.6 мм свой след оставили 336 частиц разной природы. Хочется отметить, что злее всех это точечные (spots), страшно на звезды похожи, что значительно затруднит, например поисковые программы.

Пока несколько фоток.

Литература интересующимся (pdf):
1. Radiation events in astronomical CCD images
2. Cosmic Rays and Other Nonsense in Astronomical CCD Imagers



cosmic_rays.png
 Описание:
 Размер файла:  46.79 KB
 Просмотрено:  18302 раз(а)
cosmic_rays.png

Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Site Admin Deimos
hv
Site Admin

Зарегистрирован: 10.07.2007

Сообщения: 5984
Благодарности: 41



Добавлено: Вс Май 24, 2009 23:44    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Спасибо, Андрей! Весьма ценная информация! По работе столкнуться очень скоро придётся...
_________________
Алексей
+37529 5542822

Профи-диванщик с опытом, есть диплом А4 в рамке.
Вернуться к началу
Deimos сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Пн Май 25, 2009 00:16    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Дык, не за что! Дальше - интереснее:
http://ben.davies.net/cosmicrays2.htm
http://www.aavso.org/pipermail/aavso-photometry/2006-February/002211.html
+линки внутри

_________________
©Но что-то, кажется, идет не так...
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
RadioAdmin Lupus
hv
RadioAdmin

Зарегистрирован: 10.07.2007

Сообщения: 4293
Благодарности: 55

Откуда: Minsk, Belarus

Добавлено: Пн Май 25, 2009 02:00    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Андрей, при всём уважении, но "космическими лучами в астрономии называют явления от попадания энергетических частиц, запечатленные на ПЗС сенсорах" только астрофотографы. Smile Космические лучи исследуются как физиками, так и астрофизиками -- целые поля Черенковских датчиков, сцинтилляционные, трековые и искровые камеры и т.д. -- как на земле, так и в воздухе и в космосе.

Истинные космические лучи состоят почти исключительно из протонов, а вот широкие атмосферные ливни (ШАЛы), ими порождённые, состоят из пионов, мезонов, электронов и т.д., но в основном только мезоны в состояние долететь до поверхности земли не распавшись. Причём вас они не сильно заметят -- прошьют насквозь, и полетят дальше, оставив в вашем теле трек. Wink Указанная вами цифра (336 частиц за 7800 с через площадку 6.9 х 4.6 мм) довольно велика -- раз в 6 выше среднего значения, но это нормально -- если была вспышка на Солнце. Люди сотни тысяч лет живут с таким фоном, и он для нас естественнен -- так что боятся не надо. Wink

Сорри, что стал умничать -- задели ядерщика за больное. Smile Кстати, мы в Планетарии будем делать счётчик мюонов -- сравним потоки. Wink

К нашему счастью, через людей не пролетают гигаэлекронвольтные частицы -- такую энергию имеют родительские частицы, которая перераспределяеся среди миллиардов частиц ШАЛа. А то бы десяток пролётов через тело -- и до свидания...

_________________
SOS
_________________________________________________
"Вит, cкоро Геминиды!" (с) Pova
"Познавший себя -- собственный палач." (с) Ф. Ницше
"Просто я живу на улице Ленина
И меня зарубает время от вре-ме-ни..." (с) Ф. Чистяков
Вернуться к началу
Lupus сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Модератор Serhei
hv
Модератор

Зарегистрирован: 01.08.2007

Сообщения: 3418
Благодарности: 77



Добавлено: Пн Май 25, 2009 02:08    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

В каком смысле досвиданья? Десяток частиц которые прошьют тело насквозь, а какую энергию мы успеем поглотить? Если они нас просто прошьют, то и ладно, от одного этого фатальных разрушений быть не должно. Расскажи подробнее, интересно.
_________________
velcom: 1238621 Сергей

Meade 8" LightBridge Deluxe; Yucon 20x50; ЗТ4

Идеальный телескоп недорог, собран из первоклассных деталей, невелик, но имеет крепкую конструкцию, создает яркие высококонтрастные изображения превосходного качества, прост в применении, легок в транспортировке, удобен в монтаже и не существует - нигде.
Вернуться к началу
Serhei сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden]
Модератор Morozyako
Модератор

Зарегистрирован: 10.07.2007

Сообщения: 2982
Благодарности: 157



Добавлено: Пн Май 25, 2009 02:31    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Lupus писал(а):
Указанная вами цифра (336 частиц за 7800 с через площадку 6.9 х 4.6 мм) довольно велика -- раз в 6 выше среднего значения, но это нормально -- если была вспышка на Солнце.

Вспышек не было... Я как то встречал инфу, что в некоторых моделях сбигов фонит защитное стекло... Надо проверять..

Вот Юра писал... http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,42852.msg750125.html#msg750125

_________________
[img:fb2eac5034]http://baf.belastro.net/static/going_baf.jpg[/img:fb2eac5034]
Вернуться к началу
Morozyako сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Пн Май 25, 2009 10:50    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Видео 130 мин сумарной экспозиции тут (14 Мб).

Виталий, я имел ввиду, что часто обобщают и называют все подобные артефакты космическими лучами. Это даже не я имел ввиду, а авторы тех pdf'ок. Wink Я же не спроста сюда написал, знал, что тут ответят не случайные люди. Cool

Цитата:
Я как то встречал инфу, что в некоторых моделях сбигов фонит защитное стекло... Надо проверять..

Костя, а как проверять, по вышеуказанным ссылкам (исследования Дона Грума) фонит не только стекло, а еще "CCD black socket, Circuit boards, Epoxy, Sn/In alloy".

Есть мысль приложить стеклом к стеклу соневую icx424 и kaf-0402me и посмотреть что будет...

Дон Грум пишет: "Everybody's CCD's have these problems".
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Пн Май 25, 2009 23:43    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Поднял я темновые кадры снятые летом ночью на улице на кху6 без охлаждения, проделал тоже самое, как и с дарками кодака: сложил по медиане и вычел из них, остались только "космики" и совсем горячие пиксели.
Хочу заметить, что выглядят космические лучи на icx259al совсем неприметно, чаще всего в виде 1-го или 2х рядом расположенных пикселей разной интенсивности, реже цепочки из 3-х и более пикселей. Посчитал в ImageJ количество не повторяющихся на одном и том же пикселе артефактов: за 100 минут зарегистрировано 94 "космика" на сенсоре размерами 6х4.96 мм. Итого получилось 3.16 на кв.см за 1 мин.

Думаю, что разница несколько более чем в 2 раза вызвана меньшей чувствительностью Соневого сенсора, меньшей ямой, меньшим пикселем и наличием антиблюминговых электродов, что в совокупности делает невозможным регистрацию мелких частиц, следы от которых на kaf0402 размерами 1-2 пикселя. Т.е. по сути здается мне, что то на то и выйдет.

Из чего сделано покровное стекло у сенсоров Сони я нигде не нашел. Почитал еще раз работы Грума, никак не пойму, допустим есть калий в составе стекла Schott D263 (6.9%), а сколько там калия-40?

p.s. Виталий, я про энергию мюона у Дона Грума в pdf презентации нашел, что "> 95% of sea-level cosmic rays are muons, with mean energy ~ 4 GeV". И еще вопрос к ядерщику: какой у нас суммарный фон считается нормой в ед. на см.кв. в мин. (про мюоны вроде 0.8-1), а общий вместе с гамма и бета?



cosmic_rays_icx259al.png
 Описание:
sony icx259al
 Размер файла:  24.01 KB
 Просмотрено:  18215 раз(а)
cosmic_rays_icx259al.png
sony icx259al »»»

Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
RadioAdmin Lupus
hv
RadioAdmin

Зарегистрирован: 10.07.2007

Сообщения: 4293
Благодарности: 55

Откуда: Minsk, Belarus

Добавлено: Вт Май 26, 2009 02:28    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Andrey Prokopovich писал(а):
Из чего сделано покровное стекло у сенсоров Сони я нигде не нашел. Почитал еще раз работы Грума, никак не пойму, допустим есть калий в составе стекла Schott D263 (6.9%), а сколько там калия-40?

Ровно 0,0117%. В каждом грамме калия происходит в среднем 32 акта распада в секунду (а в 70 кг теле -- 4000 Wink) -- вылетают бета-частицы (электроны). Если знать массу покрывного стекоа и состав, то посчитать его активность очень просто.

Цитата:
Виталий, я про энергию мюона у Дона Грума в pdf презентации нашел, что "> 95% of sea-level cosmic rays are muons, with mean energy ~ 4 GeV".

Сорри, я не в контексте написал -- да, мюоны особо не убьют и ГэВ'ных энергий (очень слабо теряют энергию в веществе), а вот нуклон или пион в несколько ГэВ может родить в теле ливень -- это мало приятно.

Цитата:
И еще вопрос к ядерщику: какой у нас суммарный фон считается нормой в ед. на см.кв. в мин. (про мюоны вроде 0.8-1), а общий вместе с гамма и бета?

Поток галактического излучения на уровне моря примерно в 100 раз меньше первичного -- ~0,01 ч-ц в сек. через кв.см., т.е., около 0,6 частиц в минуту через кв. см.



Сегодня на работе специально игрался с Cs-137 -- клал ОСГИшку в пару тысяч распадов в секунду на объектив моей цифромыльницы HP R507и делал 12 сек. экспозиции в темноте. Вроде белых точек становилось больше. Smile Но 137-й цезий есть гамма-источник -- очень слабая эффективность взаимодейчтвия с матрицей. Вот если бы бета-источник... Ну да ладно -- хватит нам и с космикой экспериментов.

_________________
SOS
_________________________________________________
"Вит, cкоро Геминиды!" (с) Pova
"Познавший себя -- собственный палач." (с) Ф. Ницше
"Просто я живу на улице Ленина
И меня зарубает время от вре-ме-ни..." (с) Ф. Чистяков
Вернуться к началу
Lupus сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Вт Май 26, 2009 11:36    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Виталий, спасибо! Очень интересно!
Объем покровного стекла сенсора 1.8*1.8*0.1 см = 0.324 см.куб.
Плотность стекла Schott D263 = 2.51 г/см.куб.
Итого масса стекла = 0.81324 г
Дальше немного "лыжи не едут", содержание калия в этом стекле 6.9%, я так понимаю он там в виде К2О...
Цитата:
В каждом грамме калия происходит в среднем 32 акта распада в секунду

В каждом грамме обычного калия или калий-40?

_________________
©Но что-то, кажется, идет не так...
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
KMM
ЛА

Зарегистрирован: 22.10.2007

Сообщения: 417
Благодарности: 2



Добавлено: Вт Май 26, 2009 13:29    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Andrey Prokopovich писал(а):
Думаю, что разница несколько более чем в 2 раза вызвана меньшей чувствительностью Соневого сенсора, меньшей ямой, меньшим пикселем и наличием антиблюминговых электродов, что в совокупности делает невозможным регистрацию мелких частиц, следы от которых на kaf0402 размерами 1-2 пикселя. Т.е. по сути здается мне, что то на то и выйдет

Чувствительность (точнее, квантовая эффективность) не очень-то уж и отличается, особенно, что графики для оптики приводятся с учётом микролинз на чипе, которые не имеют никакого значения для мюонов. Более того, я не понимаю, какое отношение имеет чувствительность к электромагнитному излучению к реакции на попадание частицы в сенсор? У вас есть данные по такой чувствительности?
Также я думаю, что размеры пиксела не имеет значения для количества событий, ведь с меньшим пикселом у соньковского чипа будет просто размер изображения с лучшим разрешением.
А все "крюкозябы" на видео с кодака явно не слабый след оставили. Т.е. чувствительность, как я понимаю, тут вообще не имеет никакого значения.
И как антиблюминг может тут играть какую-то роль? Опять же, с кодака что-то не было заметно какое-то растекание заряда.

Тут скорее играет роль объём пиксела и напряжение на сенсоре. Я не прав?
Вернуться к началу
KMM сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Вт Май 26, 2009 15:45    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Из приведенных кадров видно, что червеобразные треки значительно отличаются, у Сони это просто цепочка пикселей, у Кодака это полоса в 2-3 пикселя. Т.е. гамма квант (а именно гамма-кванты дают загогулины), попадая в субстрат, взаимодействует с ним - выбивает электрон и изменив длину волны и направление продолжает движение. Понятно, что по пути выбивается множество электронов, как мне видится, у Кодака они распределяются вдоль трека и по соседним пикселям, у Соньки такого нет ввиду antiblooming gates, на которые и попадают электроны не долетая до соседних пикселей.


http://www.ccd.com/ccd102.html

Так объем пикселя и характеризуется размером ямы, у Сони яма меньше и размер пикселя меньше, т.е. и объем его меньше. А учитывая, что "In thinned CCD’s (typically with a 20 µm-thick sensitive region) these objects/events tend to consist of counts in one or more
pixels, in some cases in a straight line.", можно сделать вывод, что сони похожа на такой сенсор (видимо общей толщиной чипа).

И напряжения и структура сенсора роль играют (антиблюминг в т.ч.) пост №20 по вышеприведенной ссылке

Как думаете, если на кодаке след шириной в 3 пикселя, а на соньке 1, то если на кодаке 1 пикс, какой он будет на соньке? IMXO их там посто не видно.
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Вт Май 26, 2009 23:32    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

На чешском форуме нашел файл

KAF9000_DF600s_calibrated.jpg 3718.7 КБ

На нём 1268 космиков. Площадь сенсора kaf-9000 = 13.45 см.кв. Экспозиция 600 секунд. Посчитал и получилось 9.4 события в мин на см.кв. У меня в среднем 7.5. Больше склоняюсь к мысли, что это бредовая идея насчет фона от покровного стекла, его никто не снимал и не измерял фон, а по расчетам у меня получаются тысячные доли распадов в минуту от калия-40, который в этом стекле, может что-то не так считал? Даже если допустить, что кодак покрыл сенсоры стеклом с избыточным кол-вом изотопа, то страдали бы целые партии сенсоров, сотни штук, ибо готовят стекло не на кухонной газовой плите в тигельке, а на производстве, здоровыми объемами.

Сейчас снимаю дарки камерой, "укутанной" защитным костюмом рентгенологов, слой эквивалентен 2 мм свинца (костюм сложен в 4 слоя). Very Happy

p.s. Подсчитал:

Без экранирования: ~7.5
С экраном 1 мм Pb экв.: 5.8
С экраном 2 мм Pb экв.: 5

Т.е. 2 мм свинца дали ослабление в 1,5 раза.
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
zyxman
ЛА

Зарегистрирован: 16.01.2009

Сообщения: 677
Благодарности: 0

Откуда: Киев

Добавлено: Ср Май 27, 2009 04:21    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Andrey Prokopovich писал(а):
Цитата:
Я как то встречал инфу, что в некоторых моделях сбигов фонит защитное стекло... Надо проверять..

Костя, а как проверять, по вышеуказанным ссылкам (исследования Дона Грума) фонит не только стекло, а еще "CCD black socket, Circuit boards, Epoxy, Sn/In alloy".


Значиться насчет припоя и эпоксидки не скажу - ХЗ чего там китайцы в его мешают и кстати природный свинец действительно очень-очень слабо фонит, но Lupus лучше меня скажет почему и что этот фон может мешать ему а не нам, а насчет плат и тем более насчет чипов, ИМХО [censored]. Но кстати я еще почитаю чего они там наисследовали и скажу свое Фэ.
Потому что это очень старая история: где-то еще в 70-х, когда только-только начали делать мелкосхемы большой степени интеграции (особенно ОЗУ ;)), естественно очень озаботились что вторичные частицы будут перекидывать вентили и мешать работать..
Конкретно, Интел тогда провел исследования различных материалов корпусов микросхем, и выдали рекомендации какие материалы можно спокойно использовать, и тп - и ясное дело, что в "приличных домах" все там нормально.
Так, на всякий случай напомню что практически любой читающий данный пост с экрана компьютера имеет дело с ОЗУ в котором тех ячеек миллиарды, причем в большинстве случаев без коррекции.

Andrey Prokopovich писал(а):
Есть мысль приложить стеклом к стеклу соневую icx424 и kaf-0402me и посмотреть что будет...


Хорошая мысль. Еще стоит попробовать поприкладывать материалы, которые могут оказаться рядом с камерой во время съемки, и как раз в них скорей всего злобные гремлины и сидят.

Andrey Prokopovich писал(а):
Дон Грум пишет: "Everybody's CCD's have these problems".

Все мы умрем.

-----------------------------------------------------------------------

Предупреждение за использование ненормативной лексики.

Luupus

_________________
Удача- подготовленный успех!
Вернуться к началу
zyxman сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Site Admin Deimos
hv
Site Admin

Зарегистрирован: 10.07.2007

Сообщения: 5984
Благодарности: 41



Добавлено: Ср Май 27, 2009 08:22    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Без коррекции, зато с регенерацией, притом весьма частой Smile
_________________
Алексей
+37529 5542822

Профи-диванщик с опытом, есть диплом А4 в рамке.
Вернуться к началу
Deimos сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Ср Май 27, 2009 11:28    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

О, нашел показательную картинку объясняющую причину различной видимости следов на сенсоре с и без антиблюминга. После влета гамма-кванта, он перемещается в толще светочувствительного слоя в рандомном направлении и если он перемещается вдоль толщи слоя, то выбиваемые электроны натыкаются на антиблюминговые электроды... потому ширина следа 1 пиксель. Из этого можно сделать вывод, что чувствительность такого сенсора к космикам меньше.

Еще тут о толщине светочувствительного слоя и разности получаемой картины:
Цитата:

Firstly, the WFPC2 CCDs have an epitaxial thickness of about 10 microns compared to 8 microns for the thinned WF/PC-1 device, and a recombination length of 8-10 microns in the substrate. These facts lead to a higher total number of electrons being deposited per event. WFPC2 CCDs also have lower read noise, and so the number of cosmic ray events apparently differs from that of the WF/PC-1 CCDs, since low amplitude events are detected. In practice, this means that the number of pixels apparently contaminated by cosmic rays in an image is higher in WFPC2, although the underlying event rate is similar to that experienced in WF/PC-1.



В объеме нагляднее...



overflow drain.jpg
 Описание:
 Размер файла:  24.66 KB
 Просмотрено:  18096 раз(а)
overflow drain.jpg

Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
RadioAdmin Lupus
hv
RadioAdmin

Зарегистрирован: 10.07.2007

Сообщения: 4293
Благодарности: 55

Откуда: Minsk, Belarus

Добавлено: Ср Май 27, 2009 15:13    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Andrey Prokopovich писал(а):
В каждом грамме обычного калия или калий-40?

В каждом грамме обычного калия. В природе встречается всего 3 изотопа калия -- К-39 (93,258 %), К-41 (6,730 %) и радиоактивный изотоп К-40 (0,0117 %). Последний -- в 88,8% распадается с испусканием электронов с энергией 1,311 МэВ, и в 11,2% случаев с испусканием позитронов и т.н. К-захватом. Там ещё нейтрино и анти-нейтрино летят, но они не в счёт. К-40 ответственен за наличие всего аргона в атмосфере Земли (1% по составу).

Касательно активности стекла. Можно прикинуть быстро: если в 1 г природного К происходит 32 распада в секунду, а концентрация К в стекле массой 0.81324 г равна 6,9%, то активность стекла (из пропорции) А = 0.81324*(6,9/100)*32=1,8~2 распада в секунду.


На всякий случай проведём более точный расчёт:

Если масса стекла 0.81324 г, и оно содержит 6.9% калия, а зная, что в природном калии 0,0117% К-40, то в стекле содержится 0,81324*((6,9/100)*(0,0117/100))= 0,000006565 г, или 0,000000006565 кг. К-40. Период полураспада К-40 -- 1,248*10^9 лет = 3,938388*10^16 секунд.

В 0,000000006565 г К-40 содержится N = (0,000000006565/0,040)*6,022*10^23=9,8836*10^16 атомов.

Период полураспада Т связан с постоянной распада lambda выражением:

T = ln2/lambda => lambda=ln2/T и в нашем случае lambda=0,693/3,938388*10^16 = 1,7596*10-17 c^-1.

Отсюда активность нашего стекла: A = N*lambda = 1,73 распада в секунду, т.е. в среднем, 2 распада в секунду.

Для сравнения, 1 кг калийного удобрения КCl имеет активность около 12000 распадов в секунду.

KMM писал(а):
Более того, я не понимаю, какое отношение имеет чувствительность к электромагнитному излучению к реакции на попадание частицы в сенсор?

Прямое. Мюоны и прочие заряженные частицы вдоль своего трека рождают вторичные электроны. Чем больше чувствительность, тем меньше электронов вдоль трека надо для появления уровня сигнала, который превысит порог считывания.

KMM писал(а):
Также я думаю, что размеры пиксела не имеет значения для количества событий

Имеет. С увеличением размеров активного тела (пиксела) растёт вероятность взаимодействия и число пар носителей зарядов, возникающих за счёт пролёта ионизирующей частицы, а значит растёт "яркость" поражённого пикселя.

Andrey Prokopovich писал(а):
Т.е. гамма квант (а именно гамма-кванты дают загогулины), попадая в субстрат, взаимодействует с ним - выбивает электрон и изменив длину волны и направление продолжает движение.

Ну, загогулины точно вызваны не гамма-квантами. Они вызваны электронами отдачи. Когда гамма-квант попадает в вещество, он испытывает одноактное взаимодействие -- столкнувшись с ядром, он исчезает, и рождает электрон отдачи, который и начинает путешествовать по матрице. Гамма-квант может рассеяться с уменьшением энергии (эффект Комптона), но чтобы делать такие загогулины в таких малых объёмах, он должен быть низкой энергии, а в этом случае ядерный фотоэффект (когда гамма-квант исчезает сразу после взаимодействия) в несколько раз более вероятен...

Andrey Prokopovich писал(а):
Даже если допустить, что кодак покрыл сенсоры стеклом с избыточным кол-вом изотопа, то страдали бы целые партии сенсоров, сотни штук, ибо готовят стекло не на кухонной газовой плите в тигельке, а на производстве, здоровыми объемами.

Это невозможно. Smile К-40 входит в состав природного К в строго одинаковой концентрации по всей Земле.

Andrey Prokopovich писал(а):
Сейчас снимаю дарки камерой, "укутанной" защитным костюмом рентгенологов, слой эквивалентен 2 мм свинца (костюм сложен в 4 слоя)

Это экранировка только от приповерхностных радиоизотопов. Мюоны прошьют и 1 метр Pb. Wink

zyxman писал(а):
кстати природный свинец действительно очень-очень слабо фонит, но Lupus лучше меня скажет почему и что этот фон может мешать ему а не нам

Да, фонит -- т.к. изотопы свинца являются конечной стадией распадов семейств урана и тория. Их примесь и фонит. Но не слишком сильно -- для ядерной спектрометрии свинец специально очищают (стоит он $700 за тонну, а это куб 45х45х45 см).

Andrey Prokopovich писал(а):
После влета гамма-кванта, он перемещается в толще светочувствительного слоя в рандомном направлении и если он перемещается вдоль толщи слоя, то выбиваемые электроны натыкаются на антиблюминговые электроды

Не-а -- не фотоны это. Smile См. аттач -- там приведена рассчитаная мною кривая полного поглощения гамма-квантов разных энергий в кремнии. Видно, что уже с 8 кэВ энергии гамма квант будет пробегать 60 микрон. На этой энергии вероятность фотоэффекта в 100 раз больше вероятности Комптон-эффекта:



Т.е. летать по кривой будут не более 1% гамма-квантов. Это электроны так движутся.




Si_gamma.jpg
 Описание:
 Размер файла:  50.01 KB
 Просмотрено:  18074 раз(а)
Si_gamma.jpg


_________________
SOS
_________________________________________________
"Вит, cкоро Геминиды!" (с) Pova
"Познавший себя -- собственный палач." (с) Ф. Ницше
"Просто я живу на улице Ленина
И меня зарубает время от вре-ме-ни..." (с) Ф. Чистяков
Вернуться к началу
Lupus сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Ср Май 27, 2009 22:08    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Здорово!!!
Lupus писал(а):

На всякий случай проведём более точный расчёт:
... в среднем, 2 распада в секунду.

Таки я не правильно считал. А какая часть гамма-квантов попадет на матрицу? И я так понимаю не только ими дело ограничивается в случае с Калий-40?

Для полного всасывания информации не могу разобраться с некоторыми "нюансами"...

Цитата:

Когда гамма-квант попадает в вещество, он испытывает одноактное взаимодействие -- столкнувшись с ядром, он исчезает, и рождает электрон отдачи, который и начинает путешествовать по матрице. Гамма-квант может рассеяться с уменьшением энергии (эффект Комптона), но чтобы делать такие загогулины в таких малых объёмах, он должен быть низкой энергии, а в этом случае ядерный фотоэффект (когда гамма-квант исчезает сразу после взаимодействия) в несколько раз более вероятен...


Здесь "Radiation events in astronomical CCD images" пишут (хотя не факт, что они правы):
"In the new-generation CCD’s with thick sensitive regions, cosmic-ray muons make recognizable straight tracks and there is enhanced ensitivity to ambient gamma radiation via Compton-scattered electrons (“worms”). Beta emitters inside the dewar, for example high-potassium glasses such as BK7, also produce worm-like tracks"

Ищу про Комптон-эффект... нахожу:



По схеме я себе представляю, что в результате такого взаимодействия, образуется Recoil electron и Scattered photon, делаю вывод, что первый регистрирует сенсор, а второй изменив длину волны и траекторию, летит дальше.

Цитата:
...электрон отдачи, который и начинает путешествовать по матрице

А почему он сразу не останавливается в яме? Ага, нашел! Наверное это:
"Прохождение электронов через вещество отличается от прохождения тяжелых заряженных частиц. Главная причина - малая масса электрона. Это приводит к относительно большому изменению импульса при каждом столкновении, что вызывает заметное изменение направления движения электрона и как результат - электромагнитное радиационное излучение электронов."

Я так понял, что процесс возникший на сенсоре неизвестен, т.е. не известно же какой энергии гамма-квант летит и какой эффект он произведет?
А теоретически предположив, что все треки на сенсоре вызваны гамма-излучением и зная ослабление 2 мм Pb в 1.5 раза можно ли узнать примерную энергию гамма-квантов?

_________________
©Но что-то, кажется, идет не так...
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
RadioAdmin Lupus
hv
RadioAdmin

Зарегистрирован: 10.07.2007

Сообщения: 4293
Благодарности: 55

Откуда: Minsk, Belarus

Добавлено: Чт Май 28, 2009 03:09    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
А какая часть гамма-квантов попадет на матрицу?

К-40 в 1% случаев распада генерирует гамма-кванты энергией 1,461 МэВ -- это приличная энергия, и вероятность поглощения таких частиц тоненьким стеклом и пластинкой кремния невелика. Как минимум 50% этих квантов проходит через матрицу, т.е. 0,01-0,005 частицы с секунду в среднем. Но только малая их доля взаимодействует с кремнием. Так что К-40 вносит минимальный вклад -- в основном тут играет роль космика.

Цитата:
Здесь "Radiation events in astronomical CCD images" пишут (хотя не факт, что они правы):
"In the new-generation CCD’s with thick sensitive regions, cosmic-ray muons make recognizable straight tracks and there is enhanced ensitivity to ambient gamma radiation via Compton-scattered electrons (“worms”).

Ну так, это другое дело -- тут же ясно написано, что "черви" -- это треки от электронов отдачи, возникающих при Комптоновском рассеянии. Т.е. гамма-квант рассеивается на атомной оболочке, вырывает из неё электрон, сам летит под углом прямо, а выбитый электрон начинает дальше ионизировать вещество вдольсвоего трека (образуются т.н. дельта-электроны с энергиями в несколько единиц кэВ), которые приводят к "засвечиванию" пикселей -- по кривой траектории движется не гамма-квант, а электрон отдачи. Причём, т.к. он лёгкий, он испытывает многократное рассеяние -- отсюда и извилистость трека. А мюоны оставляют прямые треки -- так оно и есть, т.к. они в 270 раз тяжелее электрона и гораздо меньше рассеиваются при той же энергии.

Цитата:
И я так понимаю не только ими дело ограничивается в случае с Калий-40?

Да, я писал, что в 88% случаев распада излучаются электроны 1,311 МэВ, которые запросто генерируют электроны отдачи и в стекле, и в матрице. Но их всего 1-1,5 в секунду, и во все стороны летят, т.е. на матрицу 0,5 частиц в секунду в среднем... Ещё вылетают позитроны, которые тоже создают ионизацию, а после торможения -- аннигилируют с испусканием двух гамма-квантов по 511 кэВ, но это редкие события. Есть пара линий гамма-излучения в 3 кэВ, но они застревают в тольше стекла.

Цитата:
По схеме я себе представляю, что в результате такого взаимодействия, образуется Recoil electron и Scattered photon, делаю вывод, что первый регистрирует сенсор, а второй изменив длину волны и траекторию, летит дальше.

Да, только не сам Recoil electron (электрон отдачи) регистрируется, а его трек, состоящий из "шубы" дельта-электронов вдоль его трека.

Цитата:
А почему он сразу не останавливается в яме? Ага, нашел! Наверное это:
"Прохождение электронов через вещество отличается от прохождения тяжелых заряженных частиц. Главная причина - малая масса электрона. Это приводит к относительно большому изменению импульса при каждом столкновении, что вызывает заметное изменение направления движения электрона и как результат - электромагнитное радиационное излучение электронов."

Именно. Кстати, что это за яма такая? Имеется ввиду потенциал, который удерживает электроны?

Цитата:
Я так понял, что процесс возникший на сенсоре неизвестен, т.е. не известно же какой энергии гамма-квант летит и какой эффект он произведет?

Почти нереально. Если ещё можно оценить энергию электрона отдачи (замеряя уровень сигнала в единицах числа электронов в каждом засвеченом пикселе, и по совокупной длине трека и числу выбитых электронов определить энергю первичного электрона), то не зная угла вылета рассеянного гамма-кванта, нельзя определить энергию первичного гамма-кванта.

Цитата:
А теоретически предположив, что все треки на сенсоре вызваны гамма-излучением и зная ослабление 2 мм Pb в 1.5 раза можно ли узнать примерную энергию гамма-квантов?

Можно. Если принять, что источник гамма-квантов моноэнергетический, то из расчётов получается, что так свинцом ослабляются гамма-кванты энегии 100 кэВ-150 кэВ -- как раз те, что и используют в рентгенологии. Из природных изотопов такие линии имеют только уран и торий. Так что если у вас рядом не валяется кусочки этих элементов, предположение о том, что все треки от гамма-квантов одной энергии неверно. Smile

Вообще, мюоны космики -- замечательные зверьки. Их даже использовали для просвечивания одной из египетских пирамид на предмет наличия скрытых комнат -- под пиромидой рыли норку, туда ставили детекторы и смотрели неоднородность поглощения мюонов вдоль толщи пирамиды...

_________________
SOS
_________________________________________________
"Вит, cкоро Геминиды!" (с) Pova
"Познавший себя -- собственный палач." (с) Ф. Ницше
"Просто я живу на улице Ленина
И меня зарубает время от вре-ме-ни..." (с) Ф. Чистяков
Вернуться к началу
Lupus сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3077
Благодарности: 32



Добавлено: Чт Май 28, 2009 16:43    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
Кстати, что это за яма такая? Имеется ввиду потенциал, который удерживает электроны?

Да, потенциальная яма (potential well).

Цитата:
Если принять, что источник гамма-квантов моноэнергетический, то из расчётов получается, что так свинцом ослабляются гамма-кванты энегии 100 кэВ-150 кэВ -- как раз те, что и используют в рентгенологии. Из природных изотопов такие линии имеют только уран и торий. Так что если у вас рядом не валяется кусочки этих элементов, предположение о том, что все треки от гамма-квантов одной энергии неверно.

Вот, кстати про уран и торий авторы тех pdf'ок упоминают тоже, эти элементы есть в бетоне.

Есть методика оценки CTE (Charge Transfer Efficiency):
"Use Fe-55 which produces a 5.9 Kev photon. When this interacts with the CCD, 1620 electrons are generated in a volume much smaller than a pixel. Then see if 1620 electrons come out of your amplifier. For a 2048x2048 and a CTE of .999999, 41 electrons will be lost and this, in fact, can be measured now! " Оригинал тут.

Можно пойти обратным путем и таки узнать энергию квантов, вызвавших "червей"... Хотя у них сенсор вроде 300 микрон, результат гораздо точнее... Кстати нигде не нашел ни малейшего упоминания на толщину epitaxial layer у кодака и сони.
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум @ BelAstro.Net -> Прочие проекты Часовой пояс: GMT + 3
На страницу 1, 2  След.
Страница 1 из 2

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы можете вкладывать файлы
Вы можете скачивать файлы


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Русская поддержка phpBB