イオンチェンバー自作(A8でできるか?) ツラは5mg/cm^2マイラフィルム(βモード) 1cm厚みで1gなら 50μm厚か。

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イオンチェンバー自作(A8でできるか?) ツラは5mg/cm^2マイラフィルム(βモード) 1cm厚みで1gなら 50μm厚か。 2010年3月22日 ツラは5mg/cm^2マイラフィルム(βモード) 1cm厚みで1gなら 50μm厚か。 ガンマモードでは500mg/cm^2なので、5mmのABS イオンチェンバー自作(A8でできるか?) 次ページ以降の売り物チェンバー(ICS-323)の仕様を見て、、 右の様なサイズのチェンバーを作ればよいだろう。 ガードリングは必要だな。 7.3cm ICS-323 9.5cm KNOLL本 より +をかける

60Co @ 1m で 0.332μSv/h 

400/9.5=42cm^2 =半径3.66cm 10cm 1気圧 C2H6 20 1pb での反応率は

検出部の深さは 4.75×2=9.5cm

別の本によるとRには1e10Ω程度を使えと書いてある。 信号の大きさの見積もり BGで見た感じ、ラドンが通った時に1μSv/hと表示している。 これが検出可能な位にしよう 6MeV/34eV=176k 個のペア= 176k×1.6×10^-19 =2.8×10-14 C = 30 fC もしくは、1m先の60Co 1MBqが0.3μSv/h に見える、という情報もある。 30fCをみるには、、、 CPのハイブリッドアンプは? これを使えば30mV位に見えそうだ。 確か1ms位のテールを引いていなかったっけ? レートが高くなったら電流モードが見れるものに変えるか? かける電圧 1kV位を目安に考えよう。 下の図は電流依存なので、あまり関係ないかも。 KNOLL 135ページ ニコラスによると 1.6×10-8 A程度らしい。 50Ωに流すと 1μV 1kΩで 20μVか 別の本によるとRには1e10Ω程度を使えと書いてある。

軸の部分を切断。 (実際にはΦ13の穴をあけた。) 製作(2011年3月23日) 容器の準備 DVDのスピンドルケースを使おう。 深さは9cm程度 軸の部分を切断。 (実際にはΦ13の穴をあけた。)

フィードスルー 外側 若干overspecだが、 あったのでこれを使う。 内側 こんな感じ

厚みが分からないのが嫌だけど、在庫品のこれを使用 廃CDに貼る 陽電極 厚みが分からないのが嫌だけど、在庫品のこれを使用 スペーサー+CD3枚でちょうどよい高さ。 スペーサーとして、上野コネクタを接着。

中村方式でCADで円を印刷して銅シートの裏面に貼る 製作(3月23日) 読み出し側電極 外側から直径 12cm、10cm、9cm カッターで切る CDに電極を貼る 中村方式でCADで円を印刷して銅シートの裏面に貼る ケースに接着 内側の直径9cmが検出領域 外はガードリング

パスコンのみ付ける。 あとは電源とin,outをつなぐ。 inは足を切らずに長いままにしておく。 ひとまずCS515-1を使ってみよう。 暫定回路 ひとまずCS515-1を使ってみよう。 パスコンのみ付ける。 あとは電源とin,outをつなぐ。 inは足を切らずに長いままにしておく。 電源を入れると-90mVのoffsetが見えた。

回路の足を通して、半田で付ける。 読み出し側フィードスルー 半月ドリルで穴をあける IN GND 外観 内観

試験 まずは出来合いのHVを使う。 試験の様子 製作(3月23日)

60Co 2個を近づけても信号でない。offsetも変わらない 線源トレーごと近づけても変わらず。 Rを付ける。1Mを付けて見たが様子は変わらなかった。 1Mを置くってことは、 30fCが100nsで到達するとすると 30fC/100ns=0.3μA これが1Mの両端に作る電圧は 0.3V という事を考えると、入力インピーダンスが1Mより十分おおきいFETを使えばよいんでないか? 普通ににLF356N を使おう。 CS515-1とコンパチなドーターボードを作った。 680Ωと10kΩ 可変で反転増幅 LF356N

オシロ(1M) LF356N 反転増幅では、、、 -2mV位のoffsetが見えた。18μs周期 3mVp-pのノイズも見える。 増幅率をいじっても変化しない。 50Ωで見ても1Mで見ても変わらない。 右の様な回路になっているから、 出力抵抗に対して十分高抵抗になっていないぞ。   1Mを510Ωにしてみても変わらず。 高抵抗(10M)のテスターで見ても、電圧に変動ない。 510Ωでは-9.56mV程度のoffset 14ページに返って復習。 出力を1kにして、両端にかかる電圧が20μV。 増幅して0.2mV ペンレコで記録してみるか。 次の一手は? 更に10倍の反転増幅を付けるか。その前に初段アンプのoffsetを消す機構を付けよう。 10k L356N 680 - + 電極 1M オシロ(1M)

テスター(10M) 下の様な回路にしてみた。 1G/1Gの反転増幅回路はまともに動かないのだろう。 前段、後段ともにoffset補償抵抗を付けた。(右のとおり。) offsetは可変抵抗をいじることで 2mV程度に抑えることができた 線源を近付けてもDCレベル変化なし。 オシロの50Ωで見たら発振していた。。。 1G 10k L356N 1G - + L356N 1k - + 電極 1G テスター(10M) 1G/1Gの反転増幅回路はまともに動かないのだろう。 FETの高抵抗を利用した回路にしなければ。 14ページを見る限り、1Gに通すならば現実的な

初段を 非反転増幅にして、入力インピーダンスを上げてみるか。 初段を 非反転増幅にして、入力インピーダンスを上げてみるか。 Rd=1G など付けると、50Hzを拾い始めた。 : 回路は動いているということだな。 シールドをかぶせると50Hzは消えた。 線源に対して、応答あり。 L356N + - Vio調整付 電極 Rd 10k可変 -2mV 1k Vd=3000V 線源ケースごと 線源を置くと少しpositiveに振れている。 100μV位か? 信号を大きくするには:Rdを大きくする、 アンプのゲインを上げる 0V 2mV

信号増強へ。Rd=5GΩ(1Gを5ケ直列につないだ。) を付ける 10k可変 L356N L356N Vio調整付 + - 1kΩ - + 電極 Rd 51Ω 51Ω -200mV Vio 調整を行ったが90mV位offset残ってしまった。 一応線源のON/OFF見えている。 3mV位の違いは見えている。 offsetを消せれば Vd=3000V 線源ケースごと 0V 200mV

信号増強へ。Rd=5GΩ(1Gを5ケ直列につないだ。) を付ける ボルテージフォロア 信号増強へ。Rd=5GΩ(1Gを5ケ直列につないだ。) を付ける 20k L356N L356N + - Vio調整付け OUT 1.3kΩ - + 電極 +Vcc Rd 20kΩ 330Ω 25k可変 2MΩ 200Ω -Vcc GND 初段のoffsetが-20mV位残っている(Vio調整後) こいつを反転増幅で増幅してしまうとVio調整だけでは補償しきれない こんな時は+inにoffsetを載せて調整するらしい。 これで一応信号見えるようになった。

陽極 中は普通の空気 側面に銅シールを貼って、アンプ部分をアルミで遮蔽することで60Hzをそれなりに抑え込んだ。 残念ながら、不細工な見てくれになってしまったが、今後の改善ということで。 陽極 中は普通の空気

陽極電圧=3kV ③ ① ② 10分オーダーでの ドリフト有り。これは 線源照射による「信号」 出力をペンレコで記録 ①:60Coの線源を2個(1.2MBq)  検出器中心から15cm位の ところに置く。  1MBqの60Coを1mのところに 置くと0.3μSv/hour(アロカ ICS-323のマニュアルより)  0.3×1.2/0.15/0.15=16μSv/h     位の線量相当だろう。 5mV/16μSv/h 位のgainの様だ。 このS/Nだと3mV=10μSv/h位まで 感度ありそうだ。 ③ ① ② 10分オーダーでの ドリフト有り。これは 今後の課題として、今回はこれは無視して、線源を置いた時の立ち上がりを評価する。 4mV 1分

陽極電圧=2kV 陽極電圧=1kV 縦:4mV/div 6mV 横:1分/div 16μSv/hのON/OFF 8mV 6mV 8mV 陽極電圧依存を確認 1kVでも変わらず見える。むしろS/Nが良い位 陽極電圧=2kV 陽極電圧=1kV 縦:4mV/div 横:1分/div 16μSv/hのON/OFF 6mV 8mV 6mV 8mV

陽極電圧=20V 陽極電圧=48V 陽極電圧=500V 陽極電圧=300V 陽極電圧=200V 陽極電圧=100V 10mV 8mV 8mV 更に低い電圧 陽極電圧=20V 陽極電圧=48V 陽極電圧=500V 陽極電圧=300V 陽極電圧=200V 陽極電圧=100V 10mV 8mV 8mV 8mV 10mV 8mV 8mV 8mV 6mV 8mV 縦:4mV/div 横:1分/div 16μSv/hのON/OFF 8mV

陽極電圧=20V 陽極電圧=10V 電圧OFF コネクタを短絡 100μSv/h当てると反応あり。 4mV 4mV 6mV 4mV さらに下 陽極電圧=20V 陽極電圧=10V 電圧OFF コネクタを短絡 100μSv/h当てると反応あり。 4mV 4mV 6mV 4mV 縦:4mV/div 横:1分/div 16μSv/hのON/OFF

(約8cmに対して) ここまでのまとめplot 結果を読み取る: 結果を読み取る:      ①300-500Vでgainが最も大きくなっている。   ②0Vでも何か見えている。 解釈      ①イオンを引っ張るので、それほどかけなくてもよいようだ。 500V以上で下がっている理由は不明。   ②0Vでも何か見えているのは、容器側面にイオンがチャージアップした事が原因でないか?⇒DRIFTケージをまじめに作る。 (約8cmに対して)

実際A8でやるにあたって、準備など データロガーの例(シロ産業) 購入品リスト 高抵抗 マーチ電子に聞く   高抵抗 マーチ電子に聞く   銅泊シート、アルミ泊シートなどSUNHAYATOを斎藤で   スピンドルケース?   高圧電源 500V程度まで。 EMCO買うか?   データロガー 実際A8でやるにあたって、準備など データロガーの例(シロ産業)