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 
2E
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