Spectrométrie gamma


Le Theremino_MCA tout en étant complètement Freeware et open source est un véritable analyseur multi-channel-laboratoire.

Plus d'informations:
– Schémas électriques et les plans de montage: www.theremino.com/Technical/Schematics
– Logiciel: www.theremino.com/downloads/Radioactivity
– Matériel, BRICOLAGE et kits: www.theremino.com/contacts/Producers
– Images et vidéos: www.theremino.com/video-and-images
– Article sur l'Open Source électronique: artisanat de gamma-spectrométrie-signal-climatisation-de-

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Matériel pour la spectrométrie Gamma

La Theremino_PmtAdapter contient une boucle de rétroaction qui peuvent maintient la tension stable même en présence de fluctuations de température forte. De cette façon l'étalonnage reste précis dans le temps et les lignes des isotopes ne bougent pas et ne développez pas.

ATTENTION: Pour des performances optimales, utiliser des tuyaux PMT câblé comme indiqué dans le fichier PmtAdapters.pdf – PMT pour tubes à basse impédance (avec des résistances 1 Mega ou même de 560k) ne peut pas fonctionner avec ces adaptateurs. Pour les utiliser, vous devez remplacer leurs résistances, comme il est indiqué.

Cet adaptateur peut être utilisé avec le logiciel freeware bien connu PRA (Nous remercions d'avoir ouvert la voie à ce genre d'analyse Marek Dolleiser, son logiciel PRA est une référence depuis de nombreuses années et a beaucoup aidé) mais seulement avec la Theremino_MCA, vous pouvez faire le filtrage et la suppression de fond utile pour obtenir le maximum d'informations dans un délai raisonnable.

Ce fichier comprend la conception de PCB, le immagini e le simulazioni SPICE: PMT_Adapter_V3.1
Il s'agit de version 3.2 con molti piccoli miglioramenti: PMT_Adapter_V3.2
Il s'agit de version 3.3 con ulteriori miglioramenti: PMT_Adapter_V 3.3

Plus saillants:
– Compact uniquement 50 X 70 mm
– Aucune dérive thermique initial en raison de la boucle de rétroaction.
– Tension réglable de 500 À 1500 V
– Très faible consommation électrique seulement 10 mA @ 5 V
– Très faible ondulation seulement 100 UV
– Protégé contre les courts-circuits
– Puissance de sortie maximale 100 MW
– Élargissement de préampli, circuit et le pouls (De 3/5 Nous 100 Nous à être lues par une carte son de PC)

Caratteristiche tecniche:
– Compact uniquement 50 X 70 mm
– Aucune dérive thermique initiale grâce au circuit de rétroaction.
– Tension réglable de 500 dans 1500 V
– Très basse consommation à 5 v uniquement 10 mais
– Ultra faible ondulation seulement 100 UV
– Protégé contre les courts-circuits
– Puissance max 100 MW
– Pré-ampli et l'élargissement d'impulsions intégrées (transporte les impulsions du 3-5 Nous 100 Nous à être lues par une carte son de PC)

Le simple et soignée réduit les défauts de fabrication et les rend facilement visible.

Dans les photos ci-dessous, vous voyez la PMT en répétition.

Le schéma de circuit et une impulsion à l'échantillon qui montre le bruit niveau de ’ alimentation, Notez qu'il s'agit d'une impulsion de basse énergie.

Dans les dernières versions de PmtAdapter bruit est inférieur à 100uV. Pratiquement le seul bruit due à l'échantillonnage en 16 bit carte son, comme le montre les deux images suivantes.

La première photo ne montre que le carte son bruit, le deuxième bruit avec un séparé connecté.

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Le système complet

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L'adaptateur de Pmt n'est pas en production, Vous pouvez le construire mais contient un certain nombre de composants spéciaux, difficile à trouver et cher. Donc, nous vous recommandons de contacter Lello, qui sait comment trouver un composants bon marché et également imprimer un certain nombre de PCB pour les amis: ufficiotecnico@spray3d.it

Le team system Theremino seulement traite de la recherche et ne vend pas de matériel. Le système est complètement « Freeware », « Open Source », « À but non lucratif"et « Bricolage », mais il y a des fabricants qui peuvent fournir des modules assemblés et testés à un prix avantageux. On pourrait s'autoconstruction guère leur dépense moins. Pour obtenir la liste des producteurs de lire cette page: www.theremino.com/contacts/Producers


Un sabot à la R6095 PMT de Hamamatsu (et autres)

Dans ce fichier ZIP du projet complet Eagle et le GCode pour la fraise: PMT_Socket

Ces images montrent comment adapter les connecteurs à imprimé et comment se termine la plinthe (Cliquez sur les images pour les agrandir)

Le condensateur peut aussi être soudé (avec deux manchons isolants en laisse) et, pour éviter tout court-circuit avec le tube en aluminium externe, C'est bon envelopper toute la zone de PMT pour circuit imprimé, avec une feuille de feuille de plastique..


Un système MCA pour Apple (iPhone et iPad)

Par demande populaire Alessio a conçu une version spéciale de PmtAdapter, utilisable avec le logiciel disponible sur iPhone et iPad. Le logiciel est appelé Geiger bot, Ed è ONU riferimento par la comunità Apple.

Theremino system - iPhone_MCA

Le schéma est très similaire à PmtAdapter pour PC, mais j'ai ajouté une batterie (Il y a le ’ alimenté par USB). L'amplitude du signal est considérablement réduite, Vous pouvez envoyer tous les ’ entrée mic, qui sinon serait saturer et fausserait la forme de l'impulsion.

Theremino system - iPhone_MCA Am241 Theremino system - iPhone_MCA - Cs137

Ici vous pouvez voir les spectres obtenus avec l'américium et le césium. Grâce à la résolution d'affichage merveilleux “rétine”, les mots sont si petits, qui ne pas déranger la vision du beau fond noir.

Nous sommes années-lumière de véritable MCA, largeur de la ligne “FWHM” (C'est le paramètre le plus important pour un MCA) est écrasante. Des détails mineurs du spectre sont totalement invisibles. Voici le même spectre produit par MCA Theremino:

Theremino MCA - Am241 spectrum Theremino MCA - Cs137 spectrum

Avec une tablette 12 pouces de 180 Euro (avec Windows 10 et frais de port inclus dans le prix), vous auriez un instrument portable beaucoup plus pratique et précis. Mais la satisfaction d'utiliser un système Apple, Il en coûte une exagération, est inestimable!


Étalonnage et température

L'adaptateur de la Pmt et le photomultiplicateur consomment seulement quelques dizaines de milli Watts, qui sont insuffisantes pour causer des variations de température importantes. Si vous n'avez pas à attendre pour un “réchauffer de temps” entre l'allumage et les mesures. Et il ’ n'est pas encore un réchauffement progressif lors des mesures très longues.

Bien que les cristaux changent avec scintillateurs performance température ambiante, comme vous pouvez le voir dans l'image ci-dessous:

Scintillation chrystals temperature response graph

Notez que la réponse à la température n'est pas linéaire et que les changements pente même du positif au négatif, droit dans le domaine de température normale. Auquel cas, une correction automatique serait inexacte. Il faudrait une table de correction d'être calibré pour chaque cristal et ce serait très compliqué et finalement peu fiable. Procéder à un ajustement beaucoup mieux avec deux marqueurs avant chaque mesure.

Vérifiez avec le marqueur avant chaque mesure est rapide, très fiable et précis. Il est recommandé de maintenir en place deux petits échantillons (par exemple, césium et l'américium) à une distance appropriée, Si vous avez toujours deux petites lignes de référence. Césium est plus faible et vous tenir assez proche de la sonde tout en l ’ américium détiennent environ dix centimètres, ou est enfermé dans une capsule, pour diminuer son activité et lui garder à proximité de la sonde.

Les deux lignes doivent être de la même hauteur et assez petit à ne pas déranger les mesures. Si vous n'avez pas de mesurer avec précision le césium et l ’ américium, puis les deux marqueurs peuvent toujours rester en position. Voir leurs lignes dans le tableau final (peut-être a commenté) de la sécurité que le graphique est parfaitement calibré.


Construire un puits en plomb

À utiliser pour mesurer le niveau de radioactivité et de substances radioactives, de fond naturel.

PozzettoMisura_G-Ray_MR02_eng

La mesure se compose d'une plaque de base, ainsi certains cylindres concentriques, de différentes tailles et épaisseurs. Parmi les composants laisse quelque peu’ des attelages, afin de faciliter le montage ’.

Le matériel est en fait en laiton, pour le distinguer de la ’ sonde gris aluminium, Alors que le morceau de cylindre interne (à peine visible) est l'unique ’ en plastique, avec un anneau concentrique en plomb.

Toutes les pièces de plomb ont été faites de métal en feuille 1,5 mm d'épaisseur, couper avec une fiche-projet de loi commune et façonné à la main, envelopper autour de cylindres d'aluminium/acier/plastique je disposais (utilisé uniquement comme “DIME”).

La plaque de base est faite en le repliant plusieurs fois une bande de tôle de même largeur, obtenir une épaisseur décente.

Fiche se plie facilement autour de la ligne droite d'une table et s'aplatit avec marteau tape. Le plomb est très malléable.

Toutes les pièces ont été emballés avec du papier assez large, Oui poignée eux n'entre pas en contact direct avec plomb, qui a tendance à vous salir les mains. Aussi pourquoi est bon pour calculer un peu’ des attelages entre les différents diamètres des pièces, alors ce papier de revêtement ne rompt toute insertion/extraction de tous les cylindres ’ même, que partiellement doit être adaptée à l'un intérieur ’ plus (en ce qui concerne la chemise de cylindre et top)

Pour mesurer, vous suivez ce modèle:

  1. Tout d'abord se pose sur une table, la plaque de base et la base du cylindre;
  2. Vous insérez les échantillons qui seront essayés dans le tube de la base, alors qu'il touche l'intérieur (plus bas) Dell ’ anneau de la chambre de mesure: Vous pouvez rentrer sous lui ouvrir des entretoises;
  3. Vous mettez la chambre de mesure (cylindre en plastique et plomb anneau solidaire) Si le dessous échantillon est centrée sur le fond de ’ anneau;
  4. Il glisse sa chemise de base ’ à l'intérieur de la bouteille: Elle soutiendra les tuyaux en plastique et des anneaux concentriques de ’ entraînera le trou pour permettre une insertion ultérieure de la sonde;
  5. Vous insérez la sonde : dans mon cas droites attirer ’ anneau de plomb mesurant pépinière.

Les tests que j'ai fait cette configuration réduit le bruit de fond pour presque 20 Parties contractantes 3,1 CPS

Marco Russiani

Télécharger ce projet, complet avec plus d'informations et photos:
Système Theremino - Theremino_Pozzetto_di_Misura_ITA.pdf
Système Theremino - Theremino_G-Ray_Test_Chamber_ENG.pdf

  1. Luca CAMPANA dit:

    Merci pour les clarifications exhaustives.

    Je vous tiendrai informé de tout développement

    Cordialement

    Luca

  2. Paul dit:

    Salut, J'essaie de réactiver un adaptateur Theremino PMT V3.3, que j'ai acheté il y a quelques années.
    Si j'insère la clé USB modifiée dans mon ordinateur, elle affiche une LED constante et après un certain temps commence à clignoter.
    Mais quoi que je fasse sur le boîtier de l'adaptateur PMT, je n'en vois aucun “microphone” niveau d'entrée. J'entends le son du transverter dans la boîte. Peut-être que le PMT connecté à la box est cassé?
    Comment puis-je vérifier si l'entrée du microphone est correcte? Le retrait du boîtier adaptateur PMT et le fait de toucher les contacts du câble de connexion entre USB et le boîtier n'affiche aucun signal de microphone.
    Un peu d'aide s'il vous plait!
    Merci beaucoup, Paul

    • Livio dit:

      Veuillez faire un bouton droit de la souris et traduire dans votre langue.

      Difficile à comprendre à distance. Vous auriez besoin d'un expert en électronique qui, avec les diagrammes et certains outils peuvent comprendre ce qui s'est passé.
      J'essaye de te donner quelques conseils…
      Si Windows voit que l'entrée MIC est ajoutée lorsque vous branchez l'adaptateur, au moins la partie USB fonctionne.
      Lorsque vous branchez l'adaptateur sur l'USB, Windows émet le bon son?
      Peut-être que la prise n'est pas complètement insérée?
      Peut-être que quelque chose est arrivé au photomultiplicateur?
      Peut-être qu'il a pris un coup et a cassé le verre?

      Si vous ne pouvez vraiment pas, vous devrez le renvoyer à l'un de nous et nous le réparerons gratuitement (à condition qu'il n'y ait pas de composants coûteux à racheter)

  3. Anonyme dit:

    Bonjour Livio,

    Merci pour la réponse rapide. En vérifiant diverses sondes PMT, j'ai découvert que le problème ne venait pas de l'adaptateur PMT mais de l'une des sondes PMT. Donc, tout devrait bien fonctionner du côté de l'adaptateur USB.
    Qui concerne, Paul

  4. Kai dit:

    Salut,

    Ton “compensation” fonction semble faire un excellent travail d'amélioration des spectres gamma. Pouvez-vous m'indiquer une description de ce que cela fait réellement?

    Dans https://www.theremino.com/en/downloads/radioactivity dans la description de la v4.2, il est appelé « compensation de résolution ». Dans https://www.theremino.com/wp-content/uploads/files/GammaSpec_ENG.pdf à la page 35 on l'appelle “élargissement de la rémunération”. Dans https://physicsopenlab.org/2016/02/07/energy-resolution-in-gamma-spectrometry/ on l'appelle “Rémunération du logiciel”.

    Est-ce la même chose? Que fait-il réellement?

    Merci!

  5. Eugène Sigal dit:

    Salut,

    J'essaie de modifier l'adaptateur de carte son 3D, Cependant, ils ne les font pas exactement comme celui dans les instructions. Quelqu'un at-il les instructions mises à jour sur la façon de modifier la carte son audio (peut-être aussi des schémas).

    Merci!
    Eugène

    • Livio dit:

      Si la carte son est différente, personne ne peut vous aider sans rétro-ingénierie de votre carte.

      Mon meilleur conseil est de suivre le signal MIC jusqu'à la puce, puis de déterminer où couper et où placer les composants..

      Je suis désolé mais seulement toi (ou certains de vos amis experts en électronique) peut le faire.

  6. Jay Distribution dit:

    Bonjour Livio, un avoir un maître theremino DIL-V5.

    Comment puis-je faire en sorte que le Theremino MCA reconnaisse les signaux du port USB de mon ordinateur ?

    Le Theremino MCA ne reconnaît que les signaux du microphone.

    Ou comment puis-je faire pour obtenir un signal analogique sur la broche 1 et transmettre un signal numérique à partir de la broche 2.

    • Livio dit:

      L'application Theremino-MCA reconnaît uniquement les signaux du microphone.

      Si vous n'avez pas la carte son modifiée, vous pouvez utiliser n'importe quelle carte son avec une entrée MIC, également sans modifications.
      Le bruit aux basses énergies sera plus que normal mais ça marchera.

      • Jay Distribution dit:

        Comment puis-je faire pour recevoir un signal analogique sur le Theremino Master DIL-V5 et transmettre à la carte son avec une entrée MIC ?

        merci de m'avoir répondu

        • Livio dit:

          Le Master ne peut pas recevoir de signaux audio.
          Vous ne pouvez pas utiliser le maître pour la spectrométrie gamma.

          Vous DEVEZ utiliser un NaiTl Christal et un tube PMT, puis connecter le PMT à un adaptateur PMT, puis connecter la sortie de l'adaptateur PMT à une entrée MIC de carte audio..

          Une meilleure alternative est d'utiliser un PMT_AudioAdapter directement connecté à l'USB

          Appelez Lello si vous ne pouvez pas construire ces composants.
          Lello = ufficiotecnico@spray3d.it
          Vendeur Lello sur eBay = maxtheremino

  7. Anonyme dit:

    Bonjour Livio,

    Je travaille sur la fabrication d’une version portable du spectromètre gamma. Où puis-je obtenir un système MCA pour Apple (iPhone et iPad)? Celui répertorié sur Apple Store n’est qu’un compteur Geiger (Geiger bot) et n’a pas de fonction de spectrométrie.

    Merci,
    Eugène

    • Livio dit:

      Désolé, Nous ne connaissons que les systèmes Windows et nous ne pouvons donc pas vous aider à ce sujet.
      Faire travailler nos projets sur des systèmes autres que Windows est très difficile et nécessite une connaissance approfondie de la programmation de ces systèmes.

  8. Anonyme dit:

    Livio,
    Je parle du même système de Theremino que vous avez mentionné sur la même page Web où nous sommes en ce moment.. Il suffit de faire défiler quelques-uns vers le haut:

    “À la demande générale, Alessio a conçu une version spéciale de PmtAdapter, utilisable avec les logiciels disponibles sur iPhone et iPad. Le logiciel s’appelle Geiger bot, ed è un riferimento per la comunità Apple.”

    • Livio dit:

      Désolé, Je pensais à notre logiciel MCA, Mais si vous avez besoin du matériel seulement, c’est peut-être possible.
      Maintenant, j’explore ce vieux projet (sur 5 ou 10 Ans) et puis j’écris un autre message expliquant comment obtenir ce module matériel ou le construire (si possible).

    • Livio dit:

      J’ai regardé la section d’Alessio. Maintenant, une petite tablette avec Windows coûterait encore moins cher que 100 Les euros et les spectres qui en résultent seraient nettement meilleurs.

      Mais si vous voulez vraiment le faire avec Apple, vous aurez besoin:
      1) L’application Geiger Bot : https://apps.apple.com/it/app/geiger-bot/id427728355
      2) Un adaptateur PMT que vous pouvez construire vous-même ou le faire construire par Lello comme expliqué ici:
      https://www.theremino.com/en/blog/gamma-spectrometry
      3) Alimentez l’adaptateur PMT à l’aide d’un 5 Volt vous pouvez le trouver partout mais attention à ce qu’il ne soit pas bruyant. Une banque d’alimentation ferait très bien alors qu’un adaptateur secteur 220V ne ferait pas l’affaire.
      4) Ajoutez un diviseur résistif ou une tondeuse à la sortie de l’adaptateur PMT.
      5) Connectez la sortie de l’adaptateur PMT à une prise adaptée à l’entrée Apple (Il faudra probablement une prise jack à 4 pôles et le signal devrait être la pointe)

      Si vous avez Lello, faites-le, Je vais lui expliquer comment diviser et quel Jack utiliser. Mais dans ce cas, vous devrez également dire exactement à quel Apple vous devez le connecter et, si possible, nous dire comment la prise pour l’entrée microphone doit être fabriquée..

      Pour contacter Lello, écrivez votre courrier dans les données du message (Nous ne le publierons pas),
      ou écrivez à Lello à: ufficiotecnico@spray3d.it

  9. Anonyme dit:

    Ok merci!
    Eugène

  10. etc. dit:

    Bonjour Livio,
    J’utilise le MCA depuis un bon moment maintenant pour XRF ci-dessus 10 KeV, le plus bas possible avec mon capteur NaI PMT configuré, et avec de bons résultats. Merci d’avoir fourni cette demande.

    Cependant, pour les plages d’énergie inférieures à celles que je prévois d’utiliser un capteur à diodes X100-7 pour lequel j’ai un amplificateur Micod et une carte shaper comme décrit par Lodovico dans l’article 'Photodiode Si-PIN avec Micod CSA-SA'. Il mentionne dans l’article que la largeur d’impulsion de la sortie est 15 uS et peu compatible avec le MCA. Existe-t-il un moyen d’améliorer la réponse du MCA au signal, peut-être en modifiant les paramètres??
    Aussi, Je n’ai pas réussi à ajouter de nouvelles entrées à la liste des isotopes. Comment cela fonctionne-t-il ??
    Cordialement
    etc.

    • Livio dit:

      Salut ECC

      Je déconseille les photodiodes, Nous n’avons jamais réussi à les faire bien aller, trop bruyant (par rapport à la bonne PMT et dans les meilleures conditions de travail comme nous l’avons indiqué). Cependant, vous pouvez expérimenter avec les contrôles d’application (en particulier les panneaux Test de base et Params) Et si vous ne pouvez pas bien faire les choses, nous ne saurons pas quoi faire ou quoi changer.

      Le bouton Modifier le fichier d’exemples de lignes est uniquement utilisé pour sélectionner certains isotopes couramment utilisés, Vous pouvez en ajouter ou en supprimer. Mais il n’est utilisé que pour sélectionner les cases carrées.

      La table longue est stockée à la fin du fichier INI à côté de l’exécutable de l’application. Vous pouvez modifier les isotopes et en ajouter de nouveaux comme expliqué sur la page 5 des instructions.

      SALUT
      Livio

  11. etc. dit:

    Salut Livio,

    Merci pour vos conseils concernant les photodiodes, Je vous entends là-bas. Voyant que j’ai déjà toutes les pièces – y compris certains boutons Am241 – et ne peut pas se permettre d’en acheter un autre mieux, PMT basse énergie juste pour XRF en dessous de la 10 Gamme keV – Je peux essayer quand même.
    Ce que j’ai déjà prévu pour améliorer la situation du bruit des diodes – autre que l’utilisation de piles comme blocs d’alimentation – refroidit la petite carte de montage de la diode du détecteur (carte amplificateur également?) avec un élément Peltier.
    En commençant par une installation existante refroidie par ventilateur qui peut tirer vers le bas une petite boîte qui fuit et non isolée jusqu’à -7 C devrait fournir quelques données initiales.
    Si une chambre de mesure a été évacuée pour dire 500 mBar – quels seraient les effets? Cela aiderait-il à augmenter l’énergie atteignant l’échantillon à partir des boutons Am241 et à son tour du détecteur ??
    Quant aux boutons Am241 éclairant l’échantillon – Quel serait leur angle et leur distance les plus efficaces et les plus pratiques par rapport au détecteur?
    En suivant les instructions, j’ai ajouté avec succès un isotope. Merci.

    Cordialement
    etc.

    • Livio dit:

      La liste des isotopes se trouve à la fin de la “Theremino_MCA_INI.txt” fichier. Vous pouvez également modifier ce fichier avec le Bloc-notes (lorsque l’application MCA n’est pas en cours d’exécution).

      Vous pouvez également trouver dans le dossier “Supplémentaire” Les listes suivantes et d’autres fichiers utiles:
      – Isotopes_Energy.txt
      – Isotopes_Energy-avec-les-médecins.txt
      – BibliothèqueNaI.txt
      – XRFTable.txt

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