Strålingsdetektor
En strålingsdetektor er en komponent som brukes til å måle elektromagnetisk stråling . Avhengig av detektorens utforming, kan det oppdages stråling med forskjellige bølgelengder . Mange strålingsdetektorer kan også tjene som partikkeldetektorer .
Hvis de innkommende fotonene er registrert som separate individuelle hendelser, kalles antallet per tidsenhet tellingsfrekvensen .
funksjonalitet
Funksjonen til en strålingsdetektor er basert på elektromagnetiske interaksjoner mellom fotonene, dvs. feltkvantene til det elektromagnetiske feltet , med elektronene eller atomkjernene til detektormaterialet (ofte edelgasser eller halvledere ).
Avhengig av type detektor brukes forskjellige interaksjonsmekanismer.
Som oftest er samspillet mellom fotonene og elektronene, og dermed den fotoelektriske effekten : er fotonets energi lik eller større enn elektronens bindingsenergi , kan elektronet oppnås av fotonet fra atomet er oppløst kompositt. Dette elektronet får glide til anoden ved å påføre et elektrisk felt , der det kan oppdages ved å måle den elektriske strømmen eller den elektriske ladningen . Den lys i det synlige og nær infrarøde området kan slå ut de forholdsvis svakt bundede valenselektroner , den betydelig høyere - energi røntgen og gammastråle hovedsak kommuniserer med de bindes sterkere indre elektroner.
Energien til det frigitte elektronet er lik forskjellen mellom energien til det innfallende fotonet og bindingsenergien til elektronet. Hvis energien til det frigitte elektronet er høy nok, kan den ionisere ytterligere atomer slik at mange elektroner frigjøres og kan oppdages. Med røntgenstråler er antall genererte elektroner proporsjonal med energien til det innfallende fotonet.
Eksempler
- Fotoceller for påvisning av lys ( NIR til UV ) og dens kvanteenergi (utdatert)
- Fotomultiplikator som høysensitive detektorer (opp til deteksjon av individuelle fotoner) for NIR til UV , kombinert med scintillatorer også for høyenergistråling ( røntgen- eller gammastråling )
- Fotoresistorer , fotodioder ( se også: pin-fotodiode , skredfotodiode ) og fototransistorer for påvisning av synlig lys, NIR og UV
- CCD-sensorer for romlig løst deteksjon av synlig lys, NIR og UV
- Motrør for påvisning av de fleste typer ioniserende stråling
- Halvlederdetektorer laget av silisium eller germanium for påvisning av høyenergi ultrafiolett stråling ( vakuum UV , ekstrem UV ), samt røntgen- og gammastråling
- Bolometre , termoelementer , Golay-celler og pyroelektriske sensorer (for eksempel ved lave temperaturer pyro ) detekterer stråling på grunn av temperaturforskjeller det forårsaker.
- Fotografiske plater eller filmer der strålingen forårsaker permanente kjemiske endringer som kan synliggjøres gjennom utvikling .
- IR-sensorkort konverterer infrarød stråling til synlig lys gjennom ikke-lineære effekter
- Scintillasjonsteller konverterer energien som frigjøres ved interaksjonen mellom kvante- eller elementærpartikler i en scintillator til lysglimt og måler også kvante- eller partikkelenergien via lysmengden per blits. Disse kan også brukes i hodoskoper for å spore partikkelbanene.