pdf soubor
Transkript
pdf soubor
Měření doby úhlových korelací (ACAR) long slit geometrie Pb scintilační detektor Pb stínění ní ě n stí ní č la r i t in o sc tekt de Pb stínění zdroj e+ + vzorek detektor Měření doby úhlových korelací (ACAR) vodivostní e- core e- Měření Dopplerovského rozšíření HPGe detektor zdroj e+ + vzorek pL p pT E E E 1 cpL 2 SCA spektroskopický zesilovač ADC A/D převodník Měření Dopplerovského rozšíření (DB) zdroj e+ + vzorek pT E 1 cpL 2 10000 10000 1000 spektroskopický zesilovač 1000 100 100 10 A/D převodník 10 FWHM = 2.580(3) keV 1 490 Bi counts pL counts E E 207 annihilation peak 500 510 E (keV) 520 FWHM = 1.103(1) keV 530 1 550 560 570 E (keV) 580 590 Srovnání rozlišení DB ACAR • ACAR pT me c • neurčitost úhlu 1 mrad me c 2 keV pT 0.5 c c • DB 1 E pL c 2 • neurčitost úhlu E 1 keV pL 2E keV 2 c c Měření Dopplerovského rozšíření – tvarové parametry 10000 • S parametr S Acentr / Atot counts 1000 S B S B Di S Di i 100 volné e+ 10 490 500 510 520 e+ zachycené v defektech 530 E (keV) • S - míra podílu anihilací e+ s valenčními e- (malé E) • nárůst koncentrace defektů nárůst S parametru • referenční vzorek: S0 0.5 • normalizace: S / S0 Měření Dopplerovského rozšíření – tvarové parametry 3 HPT revolutions 1 HPT revolution 1.15 1.15 S/S 0 1.10 S/S 0 1.10 1.05 1.05 1.00 0.95 0.90 1.00 0.95 0.90 4 4 2 y (mm) y (mm) 2 0 0 -2 -2 -4 -4 -2 0 2 4 x (mm) 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 -4 -4 -2 0 2 4 x (mm) 25 HPT revolutions 15 HPT revolutions 1.15 1.15 S/S 0 1.10 S/S 0 1.10 1.05 1.00 0.95 0.90 1.05 1.00 0.95 0.90 t 4 4 2 y (mm) y (mm) 2 0 r 0 -2 -2 -4 -4 -2 0 x (mm) 2 4 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 -4 -4 -2 0 x (mm) 2 4 Srovnání s mikrotvrdostí 3 HPT revolutions 1 HPT revolution 160 150 140 130 120 110 HV HV 160 150 140 130 120 110 2 y (mm) 0 4 2 y (mm) 110 120 130 140 150 160 4 0 -2 -2 -4 -4 4 2 0 -2 -4 -2 -4 4 2 0 x (mm) x (mm) 25 HPT revolutions 15 HPT revolutions 160 150 140 130 120 110 HV HV 160 150 140 130 120 110 2 y (mm) 0 4 t 2 y (mm) 110 120 130 140 150 160 4 0 r -2 -2 -4 -4 -4 -2 0 x (mm) 2 4 -4 -2 0 x (mm) 2 4 Dvourozměrné měření úhlových korelací (2D ACAR) Technical University Delft Dvourozměrné měření úhlových korelací (2D ACAR) Technical University Delft Dvourozměrné měření úhlových korelací (2D ACAR) • mapování k-prostoru Ni2MnGa [100] [110] Dvourozměrné měření úhlových korelací (2D ACAR) • rekonstrukce Fermiho plochy experiment výpočet Ni2MnGa Měření doby života pozitronů fast-fast spektrometr • fast obvod - čas fast-slow spektrometr • fast obvod - čas • slow obvod - energie Měření doby života pozitronů – analogový spektrometr 22 Anode out Hamatsu H3378 Det 1 Fast amplifier HP MSA-0204 Na source-sample sandwich Pb shielding Hamatsu H3378 Det 2 STOP Fast amplifier HP MSA-0204 Inverting transformer ORTEC IT 100 Inverting transformer ORTEC IT 100 CFDD ORTEC 583 TAC/SCA ORTEC 567 START CFDD ORTEC 583 Timing out Timing out Delay Anode out ADC Canberra 8077 To PC Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • 8-bit, vzorkovací frekvence: 4 GHz (vzdálenost mezi digitalizovanými body: 250 ps) • šířka pásma: 1 GHz • 1 kanál vstup detektor 2 vstup detektor 1 • digitální spektrometr dob života pozitronů přenos dat do PC AS BUS • 2 x DC211 se společnou časovou základnou • rychlost přenosu dat do PC: 500 MB/s externí trigger Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • waveforms – digitalizované detektorové pulsy (300 bodů, 75 ns) • normalizované waveformy detektor 1 300 waveforms detektor 2 300 waveforms Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • energetické spektrum – 22Na (1 MBq) 511 keV 3.0x106 counts detektor 1 2.5x106 FWHM 130 keV (25 %) 2.0x106 detektor 2 FWHM 120 keV (24 %) 1.5x106 1.0x106 500.0x103 0.0 1274 keV 200 400 600 800 1000 1200 E (keV) 1400 1600 1800 2000 Měření doby života pozitronů – integrální metoda constantní frakce (iCF) • normované integrované pulsy detektor 1 START signal 2500 waveformů Měření doby života pozitronů – integrální metoda constantní frakce (iCF) • normované integrované pulsy • iCF frakce: 7 % detektor 1 START signál iCF bod • tCF určeno parabolickou interpolací 2500 waveformů Měření doby života pozitronů – integrální metoda constantní frakce (iCF) • normované integrované pulsy • iCF frakce: 7 % detektor 1 START signál • tCF určeno parabolickou interpolací FWHM < 5 ps iCF bod 2500 waveformů Měření doby života pozitronů – integrální metoda constantní frakce (iCF) • digitální filtry detektor 1 START signál filtry iCF bod 2500 waveformů Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • referenční vzorek vyžíhané -Fe (99.999%) • zářič 22Na (1.2 MBq) • celková statistika: 8 106 10 6 counts 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 0 500 1000 1500 2000 channel 2500 3000 3500 4000 Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • referenční vzorek vyžíhané -Fe (99.999%) resudials () • zářič 22Na (1.2 MBq) 4 2 0 • celková statistika: 8 106 -2 -4 10 6 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 fit counts 10 5 10 4 10 3 2/ = 1.00 0.02 10 2 10 1 0 500 1000 1500 2000 channel 2500 3000 3500 4000 Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • referenční vzorek vyžíhané -Fe (99.999%) resudials () • zářič 22Na (1.2 MBq) 4 2 0 • celková statistika: 8 106 -2 -4 10 6 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 fit counts 10 5 -Fe 10 4 10 3 2/ = 1.00 0.02 10 2 10 1 0 500 1000 1500 2000 channel 2500 3000 3500 4000 • -Fe: = (107.0 0.3) ps Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • referenční vzorek vyžíhané -Fe (99.999%) resudials () • zářič 22Na (1.2 MBq) 4 2 0 • celková statistika: 8 106 -2 -4 10 6 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 fit counts 10 5 • časové rozlišení 145 ps (FWHM) -Fe příspěvek od zdroje 10 4 10 3 2/ = 1.00 0.02 10 2 10 1 0 500 1000 1500 2000 channel 2500 • -Fe: = (107.0 0.3) ps 3000 3500 4000 Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr • zdvojnásobení počtu koincidencí 3.0x10 6 counts START-STOP mód: detektor 1: START detektor 2: STOP detektor 1 2.5x10 6 2.0x10 6 1.5x10 6 STOP-START 1.0x10 6 500.0x10 3 0.0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 3.0x10 6 START-STOP detektor 2 counts 2.5x10 6 2.0x10 6 1.5x10 6 1.0x10 6 500.0x10 0.0 3 200 400 600 800 1000 E (keV) 1200 1400 1600 1800 2000 STOP-START mód: detektor 1: STOP detektor 2: START Měření doby života pozitronů – digitální spektrometr 10 5 • časové rozlišení analogový spektrometr digitální spektrometr • digitální 145 ps counts 10 4 • analogový 160 ps 10 3 10 2 10 1 600 800 1000 channel Pozitronová emisní tomografie (PET) Pozitronová emisní tomografie (PET) • detektory x A B C D A B C D A B C D y A B C D Pozitronová emisní tomografie (PET) • detektory • BGO scintilátory, 30 ns • fotonásobiče x A B C D A B C D A B C D y A B C D Pozitronová emisní tomografie (PET) • detektory • koincidenční okno 1-10 ns CFD t1 CFD t2 • time-of-flight (TOF) system, časové rozlišení 0.5 ns • lolalizace na line-of-response (LOR) FWHM 15 cm Pozitronová emisní tomografie (PET) • zobrazení metabolické aktivity: 18F – deoxyglukóza (FDG) • zobrazení proudění krve: 15O – 15OH2 (voda) • zobrazení ligandů: enzymy, přenašeče, receptory označené 18F, 11C atd. PET – zobrazení aktivity mozku • FDG – 18F označená glukóza • zobrazení aktivity mozku PET – zobrazení aktivity mozku • FDG – 18F označená glukóza • zobrazení aktivity mozku • př. reakce závislých opacientů na film o kokainu P. Zickler NIDA NOTES 16 2 (2001) PET fMRI uživatel drog film o kokainu muž neužívající drogy sexuální film PET – zobrazení aktivity mozku • FDG – 18F označená glukóza • výzkum duševních nemocí PET – zobrazení nádorů • FDG – 18F označená glukóza • rakovinové buňky mají vyšší metabolickou aktivitu • vyšší spotřeba glukózy Pozitronová emisní tomografie (PET) • FDG – 18F označená glukóza Pozitronová emisní tomografie (PET) • 11C (T1/2 20 min) • ukládání cukru v rostlinách Pozitronová emisní tomografie (PET) • 11C (T1/2 20 min) • ukládání cukru v rostlinách Pozitronová emisní tomografie (PET) kombinovaná s CT • PET + CT Pozitronová emisní tomografie (PET) kombinovaná s MRI PET + MRI PET + CT PET + MRI