Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF1 TRANSPORT ŚWIATŁA W SCYNTYLATORACH (wykład dla ZKF) ZAKŁAD OPTOELEKTRONIKI Instytut Fizyki UMK, TORUŃ-BYDGOSZCZ.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF1 TRANSPORT ŚWIATŁA W SCYNTYLATORACH (wykład dla ZKF) ZAKŁAD OPTOELEKTRONIKI Instytut Fizyki UMK, TORUŃ-BYDGOSZCZ."— Zapis prezentacji:

1 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF1 TRANSPORT ŚWIATŁA W SCYNTYLATORACH (wykład dla ZKF) ZAKŁAD OPTOELEKTRONIKI Instytut Fizyki UMK, TORUŃ-BYDGOSZCZ Andrzej J. Wojtowicz

2 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF2 PLAN WYKŁADU Scyntylatory do kamer PET; wstęp Wydajność scyntylacji pixeli; eksperyment Interpretacja wyników, prosty model Poprawki do prostego modelu Potrzeba (możliwość) bardziej zaawansowanych obliczeń PODSUMOWANIE

3 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF3 Wybrane kryształy scyntylacyjne; podstawowe własności Kryształy: Photonic Materials Ltd, CTI Inc, ITME - Warszawa

4 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF4 LuAP: 8.34 g/cm 3, 0.3 fotoułamek, emisja 365 nm, czas zaniku ns, LY ponad 2xBGO trudny w produkcji, stąd LuYAP PROJEKT ClearPet TM : pixele 2x2x8 i 2x2x10mm LuAP, LuYAP i LYSO

5 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF5 Najważniejszy dla PET parametr charakteryzujący scyntylator (pixel) to wydajność scyntylacji. Wydajność scyntylacji mierzymy w dwóch geometriach (dlaczego; patrz dalej): ver (pixel prostopadły do okienka PMT) hor (pixel leżący na okienku PMTr) Geometrią roboczą w PET jest ver

6 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF6 PROBLEM z LuAP: niska wydajność ver (duże straty) stosunek V2H (LYver/LYhor) zaledwie 0.3 (niezła wydajność ale duże straty) Inne kryształy; najwyższe zmierzone wartości V2H: BGO 0.6 LSO, LYSO 0.63 LuAP 0.43 LuYAP 0.56

7 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF7 BADANE PRÓBKI Photonic Materials Ltd, PML pixele 2x2x10 mm i płytki 5x5x1 blisko 60 próbek LuAP, YAP i LuYAP, dostarczone w latach Kryształ z produkcji (Czochralski): średnica do 53 mm, długość cylindra do 130 mm

8 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF8 LuAP (PML) V2H= 1) 900/2104 = ) 909/2247 = ) 856/2068 = ) 909/2122 = ) 740/1837 = ) 873/2110 = ) 855/1982 = 0.43 PODSUMOWANIE POMIARÓW WYDAJNOŚCI SCYNTYLACJI LuYAP (PML) V2H = 1) 999/1774 = ) 793/1614 = ) 856/1712 = ) 1186/2533 = ) 1061/2555 = ) 945/2271 = 0.42

9 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF9 Model – 2R (dwóch promieni) Uzasadnienie eksperymentalne: Wczesne prace Lempicki et al, ostatnio Dujardin et al: LY zależy przede wszystkim od wysokości kryształu a nie od jego szerokości czy długości

10 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF10 Model – 2R (dwóch promieni) W geometrii hor mniejsze straty (krótsza droga fotonu); LY(hor) bliższy prawdziwej wydajności scyntylacji W geometrii ver duże straty (dłuższa droga fotonu); LY(ver) zależy zarówno od prawdziwej wydajności scyntylacji jak i od strat Metoda pozwala z dwóch pomiarów ver i hor wyliczyć prawdziwą wydajność scyntylacji (bez strat) i współczynnik strat

11 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF11 Model - 2R Punkty eksperymentalne, Balcerzyk et al., 2005 Linia ciągła model – 2R

12 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF12 LuAP (PML) 1) 1.46 / ) 1.61 / ) 1.55 / ) 1.46 / ) 1.62 / ) 1.55 / ) 1.44 / 2610 ZESTAWIENIE WYNIKÓW Z MODELU 2R LuYAP (PML) 1) 0.86 / ) 1.14 / ) 1.10 / ) 1.24 / ) 1.54 / ) 1.53 / 3040 Współczynnik strat (cm -1 ) / LY(0) (phel/MeV)

13 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF13 MODEL-2R, wybrane pixele LuAP Wsp. strat cm -1, LY(0) = phel/MeV

14 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF14 MODEL-2R, wybrane pixele LuYAP Wsp. strat cm -1, LY(0) = phel/MeV

15 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF15 MODEL-2R, podsumowanie Bez modelu podanie pełnej charakterystyki wydajności scyntylacyjnej pixela wymaga podania trzech liczb; LY(ver), LY(hor) i LY(ver)/LY(hor) Model 2R pozwala na zastąpienie trzech liczb dwoma; LY(0) – wewn. (intrinsic) wydajność scyntylacji μ – współczynnik strat Model pozwala na prawidłową ocenę fizycznych przyczyn dobrej lub złej charakterystyki pixela

16 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF16 LICZNIK SCYNTYLACYJNY Warunek zarejestrowania fotonu: n 1 : okienko fotopowielacza (1.5)

17 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF17 Całkowite wewnętrzne odbicie na powierzchniach bocznych Warunek na n:

18 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF18 Dla n 1 = 1.5 i n = 1.95 czynnik wynosi: 0.18 dla n 1 = 1.5 i n = 1.6 czynnik wynosi: 0.32 Czynnik związany z kątem granicznym:

19 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF19 Dla n 1 = 1.5 i n = 1.95 kąt α gr = 50° i m = 1.24 Czynnik m (efektywna droga fotonu):

20 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF20 Dla m = 1 i r = 1, wzór ten przechodzi w model 2R Wydajność scyntylacji pixela o długości L:

21 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF21 DLACZEGO MODEL 2R (nawet z poprawkami) nie jest zadowalający CO MOŻNA POLICZYĆ? Jakie są możliwości numeryczne? Czy istnieją zaawansowane programy dostępne na świecie? Czy to się da zrobić?

22 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF22 Geant4, CERN, program typu Monte Carlo Symulacja przechodzenia cząstek przez ośrodki materialne (fizyka wysokich energii, fizyka jądrowa, fizyka medyczna, badania z wykorzystaniem akceleratorów i w przestrzeni kosmicznej) / WADY: rozbudowany, trudny w użyciu ZALETY: pozwala na rozwiązanie bardzo różnorodnych problemów, duże możliwości

23 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF23 LITRANI: program typu Monte-Carlo, symuluje rozchodzenie się fotonów scyntylacyjnych w ośrodkach izo- i anizotropowych AUTOR: F.X. Gentit Strona www: LITRANI 3.3, napisany w C++, w środowisku ROOT. Pracuje w Windows NT/2000/XP i Linuxie. Wszystkie kody źródłowe są dostępne. W Windows XP, wersja LITRANI skompilowana (VC++7.1), z wersjami "Pro" i "Win32gdk" ROOTa : 5.08/00. można ściągnąć (bez opłat) wszystkie potrzebne pliki, instrukcje, jest forum użytkowników, FAQs.

24 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF24 LITRANI, charakterystyka ogólna: każdy foton jest śledzony od generacji do zarejestrowania przez detektor różne kształty scyntylatora (także pixele PET), różne materiały (stała dielektryczna, współczynnik absorpcji i długość dyfuzji zależne od długości fali), anizotropowość powierzchnie graniczne; odbicie lustrzane i dyfuzyjne, różne współczynniki odbicia, reflektor z warstwą przejściową fotony; emisja spontaniczna, generacja przez kaskadę e-m, włókna optyczne detektor: APD, PMT

25 9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF25 PODSUMOWANIE I WNIOSKI: Numeryczne rozwiązanie problemu transportu światła w oparciu o metodę Monte Carlo i bezpłatne programy z CERNu, w pixelach LuAP i LuYAP dla kamer PET to może być sensowna i pożyteczna praca magisterska DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!!


Pobierz ppt "9 stycz. 2006Andrzej J. Wojtowicz, wykład dla ZKF1 TRANSPORT ŚWIATŁA W SCYNTYLATORACH (wykład dla ZKF) ZAKŁAD OPTOELEKTRONIKI Instytut Fizyki UMK, TORUŃ-BYDGOSZCZ."

Podobne prezentacje


Reklamy Google