Discussione: Ma qualcuno ha mai rilevato questi neutroni?

Ciao Elettrorik,

CITAZIONE

Come si può fare per sentire le alfa da 1,77MeV e schermare al meglio il fondo?

in realtà, in quel circa 6% di reazioni di cattura del neutrone, da parte del ¹⁰B , quel valore di 1,77 MeV rappresenta un valore medio dell'energia che la reazione nucleare può trasmettere all' alfa emesso.

Nella realtà l'energia totale, che si "dividono" la particella alfa e il nucleo di ⁷Li in corrispondenza di quel 6% considerato, corrisponde a 2,79 MeV.
Ciò significa che c'è una percentuale di particelle α che riceve tutti i 2,79 MeV (a fronte di un ⁷Li fermo) e, considerando la soglia dei 2,5 MeV del Ram 63, sicuramente vi è una certa percentuale di particelle α con un'energia maggiore a tale valore di soglia strumentale.

Allego uno schema delle reazioni preso dalla relazione di Park postata da elektron qualche tempo fa.



Facendo un'analisi statistica e considerando una distribuzione gaussiana mediata attorno a quel valore di 1,77 Mev, certamente vi saranno un 20 % di quel 6 % di α emesse potenzialmente in grado di essere rilevate dal RAM 63.

Facendo poi un conteggio a ritroso si può ricostruire il flusso di neutroni incidenti..... se poi teslacoil ci dice come abbassare la soglia di rilevazione del RAM 63, la cosa si aggiusta ancora meglio, anche se penso sia meglio lasciare lo strumento nelle condizioni scelte dal progettista...

che ne pensi?

CITAZIONE (Quantum Leap @ 24/9/2007, 23:01)

in realtà, in quel circa 6% di reazioni di cattura del neutrone, da parte del ¹⁰B , quel valore di 1,77 MeV rappresenta un valore medio dell'energia che la reazione nucleare può trasmettere all' alfa emesso.
...
che ne pensi?

Ciao, hai ragione, ma considera che abbiamo già a 'sfavore' altri fattori di probabilità, come la sezione d'urto Boro-neutrone non infinita, l'incidenza di 10B sul Boro nautrale, il non sapere che energia avrebbero i neutroni che cerchiamo, la probabilità che l'alfa emessa interagisca col cristallo scintillatore (alta ma non 100%), ecc...
Tenderei almeno ad ottimizzare i parametri su cui possiamo intevenire. E direi che abbassare la soglia del discriminatore non dovrebbe essere poi così critico. Anzi, ti direi che potresti interfacciarti direttamente col sistema d'acquisizione al PIN 5 della sonda del Ram63, e gestire digitalmente il segnale. Forse c'è un modo per discriminare i Gamma ad alta energia cosmici di fondo dalle alfa (ampiezza d'impulso sul tubo PM!?).

CITAZIONE (ElettroRik @ 24/9/2007, 23:11)

. Anzi, ti direi che potresti interfacciarti direttamente col sistema d'acquisizione al PIN 5 della sonda del Ram63, e gestire digitalmente il segnale. Forse c'è un modo per discriminare i Gamma ad alta energia cosmici di fondo dalle alfa (ampiezza d'impulso sul tubo PM!?).

ma il segnale di uscita della sonda alfa non è al pin 19 disaccoppiato dal C3
e al pin 18 della sonda beta/gamma anche qui il C3

mi hai fatto venire un dubbioj

CITAZIONE (nettunio @ 24/9/2007, 23:28)

CITAZIONE (ElettroRik @ 24/9/2007, 23:11)

. Anzi, ti direi che potresti interfacciarti direttamente col sistema d'acquisizione al PIN 5 della sonda del Ram63, e gestire digitalmente il segnale. Forse c'è un modo per discriminare i Gamma ad alta energia cosmici di fondo dalle alfa (ampiezza d'impulso sul tubo PM!?).

ma il segnale di uscita della sonda alfa non è al pin 19 disaccoppiato dal C3
e al pin 18 della sonda beta/gamma anche qui il C3

mi hai fatto venire un dubbioj

No, è giusto quello che dici. Però mi pare che lo trovi anche sul 5, come caduta su R15.
Sennò, tanto vale, aprendo il Ram (è già più macchinoso), lo si può prendere su C5, dopo lo stadio adattatore d'impedenza, prima del discriminatore.

CITAZIONE (ElettroRik @ 24/9/2007, 23:35)

CITAZIONE (nettunio @ 24/9/2007, 23:28)

ma il segnale di uscita della sonda alfa non è al pin 19 disaccoppiato dal C3
e al pin 18 della sonda beta/gamma anche qui il C3

mi hai fatto venire un dubbioj

No, è giusto quello che dici. Però mi pare che lo trovi anche sul 5, come caduta su R15.
Sennò, tanto vale, aprendo il Ram (è già più macchinoso), lo si può prendere su C5, dopo lo stadio adattatore d'impedenza, prima del discriminatore.

si certo che il segnale lo trovi sull'emettitore anche se la fase è diversa, ma asente di condensatore per disaccoppiare cc, le schede di acqusizione possono rompersi senza disaccopiamento , ecco perche mi era caduta l'att. sull'uscita pin 19 per alfa, e al pin 18 per gamma, sono gia disaccoppiate

all'ingresso del trigger sul C5 si potrebbe pure fare ma bisogna lavoraci su!

ps cosi lavori in tensione e non in corrente ,dipende poi dalla scheda che si collega.
pss questa di collegare ad una scheda di AQ è una ottima idea inserendo dei filtri da software puoi descriminare quello che vuoi,

Hola All!

Ma che bel theread che ho aperto!

CITAZIONE

Facendo poi un conteggio a ritroso si può ricostruire il flusso di neutroni incidenti..... se poi teslacoil ci dice come abbassare la soglia di rilevazione del RAM 63, la cosa si aggiusta ancora meglio, anche se penso sia meglio lasciare lo strumento nelle condizioni scelte dal progettista...

Per smanazzare sulla soglia di rilevazione della testa alfa va ruotato il trimmer R6 (o dissaldato e sostituito con un altro trimmer se NON vogliamo rompere la ceralacca), per smanazzare la soglia della sonda betagamma si regola invece il trimmer R1


In realta' la soglia del trigger rimane la stessa, quello che cambia ruotando questi trimmers e' solo l' ampiezza del segnale in uscita dalla sonda (quello che finisce al preampli)

CITAZIONE

Anzi, ti direi che potresti interfacciarti direttamente col sistema d'acquisizione al PIN 5 della sonda del Ram63, e gestire digitalmente il segnale

Esatto, questo e' un ottimo sistema!
il segnale lo si potrebbe prelevare dal punto 10 previa interposizione di un condensatore di blocco CC.
NON va bene prenderlo dopo il condensatore C5 (punto 11) perche' anche qui' c'e' una tensione continua (quella di polarizzazione del T4) e sinceramente NON mi sembra il caso di aggiungere un altro condensatore in serie per disaccoppiare il sistema di misura quando puoi connetterti direttamente prima.

CITAZIONE

e gestire digitalmente il segnale. Forse c'è un modo per discriminare i Gamma ad alta energia cosmici di fondo dalle alfa (ampiezza d'impulso sul tubo PM!?).

Le gamma penetrano fortemente nella materia ed interagiscono pochissimo con l' esiguo spessore del solfuro di zinco demandato alla rivelazione delle alfa, i lampi di luce prodotti sono veramente bassissimi!
Se guardi lo schema (o leggi il manuale), la sonda betagamma al NaI (Ti) viene preamplificata da 4 transistor in cascata, la sonda alfa solo da 3.

CMQ, hai centrato appieno il bersaglio.
Lo sai com'e' fatto un analizzatore multicanale????
C'e' proprio un cristallo scintillatore accoppiato ad un PMT (+ circuiti di alimentazione e preamplificazione) e il segnale risultante viene dato in pasto ad un ADC ultraveloce che registra l' ampiezza di ogni singolo impulso, poi il risultato viene fornito in numero di impulsi per ciascuna energia (canale).
Credo che per i nostri scopi possa bastare un ADC ad 8 bit (256 canali) ma e' chiaro che se vuoi sbizzarrirti puoi metterci tutti i canali che desideri.

Se poi conosci lo spettro di emissione del boro, quando vai a leggere i risultati ottenuti tieni conto dei soli canali che corrispondono alle righe spettrali emesse dal boro e scarti tutto il resto.


In sostanza, siamo partiti dal contatore geiger (il misuratore di radiazioni elettronico piu' banale ed economico) all' analizzatore multicanale (il misuratore elettronico di radiazioni piu' evoluto e complesso attualmente presente sul mercato), in queste condizioni se i neutroni ci sono NON POSSIAMO NON VEDERLI!!!!

CITAZIONE (teslacoil @ 25/9/2007, 00:45)

CMQ, hai centrato appieno il bersaglio.
Lo sai com'e' fatto un analizzatore multicanale????
C'e' proprio un cristallo scintillatore accoppiato ad un PMT (+ circuiti di alimentazione e preamplificazione) e il segnale risultante viene dato in pasto ad un ADC ultraveloce che registra l' ampiezza di ogni singolo impulso, poi il risultato viene fornito in numero di impulsi per ciascuna energia (canale).
Credo che per i nostri scopi possa bastare un ADC ad 8 bit (256 canali) ma e' chiaro che se vuoi sbizzarrirti puoi metterci tutti i canali che desideri.

Se poi conosci lo spettro di emissione del boro, quando vai a leggere i risultati ottenuti tieni conto dei soli canali che corrispondono alle righe spettrali emesse dal boro e scarti tutto il resto.

In effetti non sapevo che l'analizzatore multicanale, di cui ho solo vagamente sentito parlare, fosse proprio quello che stiamo dicendo. Meglio così. Non pi pare una roba astrusa.
Anzi, vi dirò che ho intenzione di sviluppare un circuitino con un PIC per realizzare l'interfaccia USB del Ram63. Va da sé che condivideremo PCB e software qui dentro.
Ragioniamo solo bene se non valga la pena di rifare anche un adattatore d'impedenza (da mettere nel missile-sonda) e un alimentatore (anche esterno) per il tubo PM.
Oggi con un integratino SMD abbiamo più transistor a bassissimo rumore e bilanciati tra loro, che dovrebbero lavorare anche meglio di quello nel Ram. L'alimentazione non è un problema impossibile... Basta partire da un inverterino per fogli elettroluminescenti (la retroilluminazione degli schermi LCD) e al limite aggiungere qualche duplicatore di tensione a diodo-condensatore. Che ne pensate? Avviamo il progetto?

P.S. Lo strato di 10B !? Idee? Tipo: vaporizzazione su un foglio di Al (col boro lato-scintillatore)?

Neutron cross section of boron (Black is 10B and blue is 11B)
http://en.wikipedia.org/wiki/Boron

Arricchimento (e impoverimento) del Boro:
http://www.igcar.ernet.in/lis/nl48/A2.htm
http://www.freepatentsonline.com/5265135.html
http://www.smart-elements.com/?element=B&arg=show

Escludendo il sistema industriale, si potrebbe pensare ad una ion-implantation 'pilotata', sfruttando il diverso raggio di curvatura per la diversa massa degli isotopi obbligati ad attraversare un campo magnetico (o elettrico) statico. Le zone di raccolta degli ioni Boro dovrebbero risultare diverse per ciscun isotopo.
Certo, occorre una camera a vuoto dotata di geometria 'ad hoc', ma.... poter usare la curva nera !!!

P.S. Forse, per le esigue quantità che ci servono, si potrebbe anche cercare di ottenere uno di quei farmaci carrier del Boro-10 usati nella BNCT (BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY) tipo la borofenilalanina arricchita. Ma come?

Edited by ElettroRik - 25/9/2007, 12:44

L-BPA-f ? mmmm .... ci vorrebbe un miracolo .... o qualcuno che ci lavora, anche cio' che resta nella fiala dopo l'iniezione e che di solito viene buttato ... basterebbe per un rilevatore.
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Comunque, guarda il link, la q minima e' un grammo, ma non conviene usare la BPA, forse hanno qualche cosa a base di B10 che lega subito con l'alluminio per ottenere Alluminio Borato da isotopo 10.
Unica fonte con q=1 grammo che sono riuscito a trovare:
http://www.katchem.cz/products.php
Essendo che sono Cechi, magari sono piu' inclini al guadagno. Tentar non nuoce.

CITAZIONE (Elektron @ 25/9/2007, 14:50)

Essendo che sono Cechi...

...non vedono l'ora!

Scherzi a parte, hanno del carborano arricchito a 42€ ! Non è male, si potrebbe chiedere una campionatura, no?