Выбор напряжения питания ФЭУ Опции

[AndreyVN]

Столкнулся со странным поведением ФЭУ в режиме счета фотонов.
Сначала, увеличение питающего напряжения приводит к росту амплитуды отклика (как это и должно быть),
после перевала через 1.9 кВ амплитуда отклика уменьшается с ростом напряжения питания (как это НЕ должно быть).
ФЭУ регистрирует сцинциляции, вызванные естественным фоном.

Более подробно. Сначала снял зависимость общего числа отсчетов от питающего напряжения.

В диапазоне 1600-2100 В количество фотонов не изменяется, ФЭУ в рабочем режиме.
Теперь, статистика амплитуд для разных питающих напряжений. По оси X амплитуда отклика, по оси Y - количество
подсчитанных импульсов за время накопления. Видно, что после 1.9 кВ (зеленый график) пик начинает
сдвигаться влево (2.0, 2.1, 2.2, 2.3 кВ) т.е. в сторону уменьшения амплитуды отклика.
Можно это как-то объяснить???

[LeFou_Treize]

Можно это как-то объяснить???

Динатронный эффект?

[Guest_TSerg_*]

Столкнулся со странным поведением ФЭУ в режиме счета фотонов.

Что за ФЭУ?
Когда я занимался лидарами, использовал ФЭУ-84 и др.
Никаких странных поведений обнаружено не было.

P.S.
Вернусь к работе в конце сентября - начале октября.
Постараюсь проверить на своих ФЭУ Ваши проблемы.
http://shot.qip.ru/00gZ9L-1OPovQGvq/

[LeFou_Treize]

Постараюсь проверить на своих ФЭУ Ваши проблемы.

Я не вижу тут особой проблемы. Плохо объяснимая странность, Работать-то не мешает, ну настроить порог для данного питания и всё.

[rudy_b]

Сопротивления делителя и емкости на последних динодах поставьте соответствующие. Какой ФЭУ? Какая загрузка?

[alexunder]

Что за ФЭУ?

+1
Указывайте марку или геометрию ФЭУ, кол-во динодов, материал фотокатода.

Возможные варианты:
1. Слишком высокое Uacc приводит к разным паразитным явлениям: токи утечки между соседними динодами, полевая эмиссия с динодов, ионизация остаточных газов в трубке.
Лично мне не попадались ФЭУ с рекомендуемым Uacc>2кВ, обычно это диапазон от 1 до 2 кВ. На практике, стоит придерживаться Uacc на 20-30% меньше максимального, указанного в инструкции.
2. После определенного значения Uacc для некоторых материалов динодов коэфф. эмиссии вторичных электронов начинает уменьшаться.
3. Источник питания при высоких Uacc не обеспечивает нужный ток в динодной цепи: вы задаете 2кВ, а на делителе по факту меньше. Ток делителя обычно выбирают в диапазоне 50-500 мкА и источники для ФЭУ, как правило, на эти токи расчитаны.

Не пересвечивали ФЭУ при высоких Uacc? На Вашем графике довольно много отсчетов. Пробовали тот же тест при меньшей в 10-30 раз интенсивности засветки?

[AndreyVN]

+1
Указывайте марку или геометрию ФЭУ, кол-во динодов, материал фотокатода.

Возможные варианты:
1. Слишком высокое Uacc приводит к разным паразитным явлениям: токи утечки между соседними динодами, полевая эмиссия с динодов, ионизация остаточных газов в трубке.
Лично мне не попадались ФЭУ с рекомендуемым Uacc>2кВ, обычно это диапазон от 1 до 2 кВ. На практике, стоит придерживаться Uacc на 20-30% меньше максимального, указанного в инструкции.
2. После определенного значения Uacc для некоторых материалов динодов коэфф. эмиссии вторичных электронов начинает уменьшаться.
3. Источник питания при высоких Uacc не обеспечивает нужный ток в динодной цепи: вы задаете 2кВ, а на делителе по факту меньше. Ток делителя обычно выбирают в диапазоне 50-500 мкА и источники для ФЭУ, как правило, на эти токи расчитаны.

Не пересвечивали ФЭУ при высоких Uacc? На Вашем графике довольно много отсчетов. Пробовали тот же тест при меньшей в 10-30 раз интенсивности засветки?

Спасибо всем за ответы!

Марку ФЭУ с ходу не сказать, ФЭУ спрятан в БЛБДЭГ2-22 (ФЭУ+сцинцилятор+предусилитель), сцинцилятор и ФЭУ выполнены не разборными, кроме вспышек сцинцилятора
ФЭУ не видит ничего, т.е. засветки быть не могло. Проблема в том, что блок 1978 года выпуска, после многолетней отлежки попытался его запустить.
Источник питания у меня 0.1% точности, с встроенным цифровым измерением, т.е. снижение напряжения из-за роста тока в цепи делителя
динодов - исключено. Отсчетов много из-за длительного времени накопления, в погоне за достоверностью собираю данные в файл 500 Mb,
это занимает 3-4 минуты, потом подсчитывается статистика импульсов. Интенсивностью засветки управлять не могу.

Есть подозрения, что чувствительность ФЭУ "плывет" от времени, а поскольку повышал напряжение последовательно в течении 20-30 минут,
сложилось впечатление, что это зависимость от напряжения. Попробую дать отстояться ФЭУ под напряжением пару часов.

Еще, вопрос, никому не попадался энергетический спектр естественного фона?
Ясно, что спектр будет отличаться и от места и от времени измерений, но что-то общее все равно должно быть.

[alexunder]

Есть подозрения, что чувствительность ФЭУ "плывет" от времени, а поскольку повышал напряжение последовательно в течении 20-30 минут,
сложилось впечатление, что это зависимость от напряжения. Попробую дать отстояться ФЭУ под напряжением пару часов.

ясно, раз у Вас сцинцилятор перед "мордой" ФЭУ стоит, то ФЭУ по идее чувствителен только к частицам и фотонам высоких энергий, хотя, если сцинцилятор из CsI, то ФЭУ будет и УФ-чувствительным. Лучше всего тестировать ФЭУ дав ему побыть в темноте 30мин-1час, тесты дрейфа проводить на строго постоянном Uacc. В Вашем случае, "темнота" - минимум естественного фона (поместите ФЭУ в материал, поглощающий излучение, возбуждающее сцинцилятор).

Чувствительность ФЭУ в самом деле дрейфует. Амплитуда дрейфа зависит от условий (интенсивность засветки, Uacc).

Предположу, что в таком старом ФЭУ может быть нарушен вакуум. Судя по тому, что он у Вас детектирует сигнал, хорошее разряжение там все же есть, но не исключен вариант слабой утечки через стеклянно-металлические границы на контактах (особенно, если подвергались механическому воздействию), как следствие, возросшая концентрация атмосферных газов -> повышенный темновой ток (см п.1 моего первого сообщ.). Все это зависит от конкретной модели ФЭУ, мануал на ФЭУ (сборку) крайне желателен, конечно же, ибо там дб указаны все параметры, которые вы можете верифицировать, полезно знать материал сцинцилятора. Если ФЭУ лежал в темноте много лет, ухудшений х-к произойти не должно.

А для чего Вам знать энергетический спектр фона?

Есть неплохая книжка 'PMT Handbook' у Hamamatsu, там и про сцинциляторы и про дрейф (см стр. 77) неплохо написано.

[AndreyVN]

ясно, раз у Вас сцинцилятор перед "мордой" ФЭУ стоит, то ФЭУ по идее чувствителен только к частицам и фотонам высоких энергий, хотя, если сцинцилятор из CsI, то ФЭУ будет и УФ-чувствительным. Лучше всего тестировать ФЭУ дав ему побыть в темноте 30мин-1час, тесты дрейфа проводить на строго постоянном Uacc. В Вашем случае, "темнота" - минимум естественного фона (поместите ФЭУ в материал, поглощающий излучение, возбуждающее сцинцилятор).

Чувствительность ФЭУ в самом деле дрейфует. Амплитуда дрейфа зависит от условий (интенсивность засветки, Uacc).

Предположу, что в таком старом ФЭУ может быть нарушен вакуум. Судя по тому, что он у Вас детектирует сигнал, хорошее разряжение там все же есть, но не исключен вариант слабой утечки через стеклянно-металлические границы на контактах (особенно, если подвергались механическому воздействию), как следствие, возросшая концентрация атмосферных газов -> повышенный темновой ток (см п.1 моего первого сообщ.). Все это зависит от конкретной модели ФЭУ, мануал на ФЭУ (сборку) крайне желателен, конечно же, ибо там дб указаны все параметры, которые вы можете верифицировать, полезно знать материал сцинцилятора. Если ФЭУ лежал в темноте много лет, ухудшений х-к произойти не должно.

А для чего Вам знать энергетический спектр фона?

Есть неплохая книжка 'PMT Handbook' у Hamamatsu, там и про сцинциляторы и про дрейф (см стр. 77) неплохо написано.

Сцинцилятор NaI(TI) - регистрирует гамму, это я хорошо помню. "Подразнить" (откалибровать по энергиям) его нечем.
Естественный фон - это единственное, что я могу регистрировать. Соответственно, хочется знать, как он (фон) должен выглядеть.
Хочу поставить детектор на круглосуточное "дежурстово", после ~20 лет лежания в шкафу.

[alexunder]

Сцинцилятор NaI(TI) - регистрирует гамму, это я хорошо помню. "Подразнить" (откалибровать по энергиям) его нечем.
Естественный фон - это единственное, что я могу регистрировать. Соответственно, хочется знать, как он (фон) должен выглядеть.
Хочу поставить детектор на круглосуточное "дежурстово", после ~20 лет лежания в шкафу.

Не очень представляю как поможет "калибровка по энергиям" определять тип источника излучения, но можете поискать изотопы Fe-55 или Co-60. Последним пользовался на лабораторных по ядерной физике в универе. Правда, интенсивность там очень маленькая.

[AndreyVN]

Не очень представляю как поможет "калибровка по энергиям" определять тип источника излучения, но можете поискать изотопы Fe-55 или Co-60. Последним пользовался на лабораторных по ядерной физике в универе. Правда, интенсивность там очень маленькая.

Чего тут представлять? У каждого изотопа свой энергетический спектр. Бывает, конечно, некоторые линии накладываются.
У меня на миллиметровке остались спектры многих изотопов, снятых в прошлой жизни. Если интересно - отсканирую.
Тестовые наборы звали "дразнилками". Контроль за движением подобных препаратов находится в ведении силовых структур,
так что, даже пытаться искать не буду.

А вот спектр естественного фона не довелось увидеть, фирменные спектрофотометры
выполняют по геометрии "2ПИ", 2 ФЭУ смотрят на образец с двух сторон, из образца фотоны вылетают под 180 градусов
почему-то в распаде ядру запрещено отдачу испытывать, приходится фотонам разлетаться в разные стороны,
регистрируют только одновременные импульсы, таким образом, внешний фон становится не видим.

Мне кажется, основной вклад в естественный фон дает космическое излучение, Солнце в т.ч.

Нашел родную документашку на блок, у меня стоит ФЭУ-82. Сурьмяно-цезиевый фотокатод. 12 динодов. Максимальное напряжение 2500В.

PS: Спасибо за книгу!

[Onkel]

Работа фэу в режиме счета фотонов, да еще такого как фэу-82- это скорее искусство, чем ремесло. Я будучи ботаником, отбирал лучшее фэу из чуть ли не сотни, при этом обязательные ( с этими фэу) этапы - тренировка, до недели а может и больше, с постепенным повышением напряжения от 800 до максимума, и выдержка перед экспериментом в абсолютной темноте не менее 2-3 часов, опять же с постепенным повышением напряжения. Я думаю, ваш странный эффект связан с нестационарностью фэу во времени, надо такие проверки делать очень очень медленно - часами, а то и сутками. И никогда ни при каких условиях не засвечивать фэу, вынимать, вставлять и делать другие операции в полной темноте. Сугубо личный опыт работы с фэу, не претендую на абсолютное знание.

[Tanya]

Работа фэу в режиме счета фотонов, да еще такого как фэу-82- это скорее искусство, чем ремесло.

Все это правильно... Только у ТС не счет фотонов, а счет световых вспышек, которые, как я думаю, состоят не из одного кванта, а из многих, которые рождаются в кристалле при прохождении кванта жесткого излучения. Я вот так думаю. ТС меня поправит?

[alexunder]

Чего тут представлять? У каждого изотопа свой энергетический спектр. Бывает, конечно, некоторые линии накладываются.

Это так. Я не очень понимаю, как с помощью голого ФЭУ Вы отличите один спектр от другого - у Вас же не спектрометр.

to Tanya,
так, сцинцилятор генерирует один или пачку фотонов, а ФЭУ уже может работать как в "обычном" (токовом) режиме, так и в photon counting (ПМСМ).

[Tanya]

Это так. Я не очень понимаю, как с помощью голого ФЭУ Вы отличите один спектр от другого - у Вас же не спектрометр.

to Tanya,
так, сцинцилятор генерирует один или пачку фотонов, а ФЭУ уже может работать как в "обычном" (токовом) режиме, так и в photon counting (ПМСМ).

Так дискриминатор должен выделять энергию. Частица высокой энергии порождает световой поток, пропорциональный энергии. Интеграл от импульса...