إلى اإلشعاعية مقرر إلى يهدف اإلشعاعية مقرر يهدف

اإلشعاعية -1-1 الفيزياء علم أهمية اإلشعاعية توضيح الفيزياء علم أهمية توضيحالكائنات صحة على الحفاظ في الكائنات ودورة صحة على الحفاظ في ودورة

البيئة وسالمة البيئة الحية وسالمة الحيةاألشعة -2 -2 قياس أجهزة بعض تركيب األشعة دراسة قياس أجهزة بعض تركيب دراسة

وخواصهاوخواصهاالمتبعة -3 -3 القياس بوحدات الطالب المتبعة تعريف القياس بوحدات الطالب تعريف

واآلثار المختلفة والجرعات واآلثار عالميا المختلفة والجرعات عالمياالحية الخاليا على الحية البيولوجية الخاليا على البيولوجية

بحساب -4-4 متعلقة مسائل بحل بحساب القيام متعلقة مسائل بحل القيامالدروع , حسابات وكذا اإلشعاعية الدروع , الجرعات حسابات وكذا اإلشعاعية الجرعات

المختلفة المشعة المصادر من المختلفة الواقية المشعة المصادر من الواقيةالقياس -5-5 أجهزة استخدام على القياس المقدرة أجهزة استخدام على المقدرة

اإلشعاعي التلوث مع والتعامل اإلشعاعي المختلفة التلوث مع والتعامل المختلفة

يةيةالنوو النوو اتاتالكاشفالكاشفالنووية األشعة عن للكشف النووية أجهزة األشعة عن للكشف أجهزة

تستخدم؟ تستخدم؟ أين أينالبحوث البحوث معامل معامل

النووية النووية المحطات المحطات

بالوقاية الخاصة بالوقاية القياسات الخاصة القياسات

تستخدم؟ تستخدم؟ لماذا لماذااألشعة تحديد تحديد األشعة نوع كميتها نوع كميتها وقياس طاقتها وقياس طاقتها وتحديد وتحديد

يةيةالنوو النوو اتاتالكاشفالكاشف عل النووى الكاشف نوع عل يتوقف النووى الكاشف نوع ىىيتوقف

األشعة أو الجسيمات األشعة نوع أو الجسيمات نوع الجسيمات ثثكك الجسيمات افة افة

األشعة األشعة شدة شدة به يوضع الذى المكان به طبيعة يوضع الذى المكان طبيعة

الجهازالجهاز

Ionizing Radiation

المؤينة أنواع المؤينة أنواع األشعة األشعة

Alpha Particle

Neutron Particle

Beta Particle

Radioactive Atom

Gamma Ray (X Ray)

أ كهربية شحنة تحمل جسيماتجاما و أشعة

نيوترونات أو

األشعة األشعة نفاذية نفاذية

األشعة األشعة نفاذية نفاذية

مداره من اليكترون إلنتزاع تكفى األشعة طاقةالذرة خارج وإخراجه

الذرة الذرة تأيين تأيين

Ionization Radiation

Ejected ElectronNeutrons

and Protons

ية/ ية/ النوو النوو اتاتالكاشفالكاشفالتأيينالتأيين

مثالمثال األ األزواج عدد األ احسب األزواج عدد عن يياحسب الناشئة عن ونية الناشئة ونية

11؟ ؟ امتصاص امتصاص Mev Mev بطاقة ألفا بطاقة جسيم ألفا جسيم

ال المادة لالطاقة نوع على تعتمد ال أيونى زوج النتاج زمة تقريبا ا وو 35.ى وساتثابتة volt حوالى

N= 1 x106/35=2.85x104

Q=N x e= 1 x106/35=2.85x104X1.6x10-19C

=4.56x10-15 C

الكيميائية الكيميائية التغييرات التغييرات - حاالت فى تستخدم ضعيفة - حساسية حاالت فى تستخدم ضعيفة حساسية

العالية العالية الكثافة الكثافة

النووية النووية التفاعالت التفاعالت النيوترونات النيوترونات كثافة كثافة

ية/ ية/ النوو النوو اتاتالكاشفالكاشفأخرى أخرى أنواع أنواع

عن الكشف عن مبادىء الكشف مبادىءالمؤينة المؤينة األشعةاألشعة

التأيينالتأيين

ثارةثارةإلإلاا غازية ششكواكوا غازية ف ف

كواشف كواشف وميضيةوميضية

أش أش كواشف ت ببكواشف الموصال ت اه الموصال اه

Ne

Helium

Halogen

Dry air

الغازية الغازية الكواشف الكواشف

Ne He

Dry air

األيونات األيونات حركة حركةفى فى واإلليكترونات واإلليكترونات

الغازاتالغازات + ve

-ve

+

حركة إنسياقية

إعادة اإللتصاق

اإللتحام إعادة

الجهد بين الجهد العالقة بين العالقةاألزواج األزواج وعدد وعدد

األيونيةاأليونية

التأين التأين غرفة غرفةالحارثة الحارثة الحلقات الحلقات

أشعة مؤينة

مقاومة كبيرة

كهربية عوازل

جهاز القياس

الحجم حلقات الحساس

حارسة

+

dNeI s )(0

dNeI s )(0

dNeI s )(0

dNeI s )(0

غرفة غرفة خصائص خصائصالتأينالتأين

- الفولتية - المميزة الفولتية المميزةاألمبيريةاألمبيرية

50 100 150 Volt

10-12

إشعاعات وكثافة هواءكبيرة

إشعاعات وكثافة هيليوم غازكبيرة

وكثافة هيليوم غازصغيرة إشعاعات

إشعاعات وكثافة هواءصغيرة

I am

p

10 -10

10-11

10-12

المتوسطة القيمة المتوسطة نظام القيمة : :نظام

دخول عن الناشئ للتيار المتوسطة القيمة دخول يقيس عن الناشئ للتيار المتوسطة القيمة يقيسالزمن لوحدة الزمن الجسيمات لوحدة ..الجسيمات

النبضى النبضى النظام ::النظام

جسيم عن الناشئة الجهد نبضة جسيم يقيس عن الناشئة الجهد نبضة يقيسواحدواحد

غرفة غرفة خصائص خصائصالتأينالتأين

Il Ic

Il=V/Rc

V= 100 volts

Rc= 1013

Il= 10-11 A

= 10 pA

R= 1016

التأين غرفة التأين خصائص غرفة خصائص - نوعية التشبع - تيار نوعية التشبع تيار

العازالتالعازالت

dNeI s )(0 Is – ناتج التشبع تيار

عن

الشحنات كلالمتكونة

مقاوما ت

التأين غرفة التأين خصائص غرفة خصائصالديناميكى اإلستجابة الديناميكى منحنى اإلستجابة منحنى

Rc Cc

CeRe

VReRc Cc Ce

0.68V

التأين غرفة التأين خصائص غرفة خصائص

Vo

0.68V

V

RI= V + RC dV/dt

V= RI(1+e-t/RC)

RC=

V=RI(1-1/e)=0.68 RI=0.68 Vo

time

الزمن RC= ثابت

غرفة غرفة إستخدام إستخدامالتأينالتأين

: المشحونة الثقيلة والجسيمات ألفا جسيماتضعيفة إختراقية -قدرة

خاصة ناقذة تحتاج : جاما إختراقية أشعة ناقذة قدرة تحتاج ال عالية

الغاز- ضغط زيادة خاصةالكاشف فى العد كفاءة

العدد إلى الكاشف فى المسجلة األشعاعات عدد نسبةالكاشف على الساقطة للإلشعاعات الكلى

- النيوترونات: كشف كفاءة عالية إختراقية قدرةللغاز- عالى ضغط منخفضة

مشحونة جسيمات عنه ينشأ نووى تفاعل

n + 5B10 3Li7 +

النبضية التأين النبضية غرفة التأين غرفة

أشعة

غرفة غرفة التأينالتأين

د جه

ضةنبال

أو الطاقةالزمن

أو الطاقةالزمن

د جه

ضةنبال

V

V/2

t1 t t2

t2- t1

على يعتمد النبضة استمرار :زمن

- - القياس جهاز الزمن ثابتالقطبين بين المسافة

النبضة استمرار زمنعلى :يعتمد

الزمن جهاز ثابتالقياس

– RC صغيرة

- القطبين بين صغيرة المسافةاألرجون عاز

النبضية التأين النبضية غرفة التأين غرفة

التحليلية التحليلية القدرة القدرةللزمن/ للزمن/للطاقة للطاقة

o

o

XE

Er 0100

o

ot X

t

tr 0100

الزمن

N

N/2

E

E

E O1 E1 Eo E2 الطاقة

الجهد

السيزيوم نواة السيزيوم طيف نواة طيف

تأثير كومبتون

التناسبية التناسبية العدادات تكت العدادات عالية جهود ب سعندطاقات االبتدائية األيونات

عالية

من جديدة نات يتأي مجموعةثانوية

( ناتيتأيال +االبتدائي التأينثانويةال )

أخرى يتأي ثانوية + ناتعالية طاقات

من – صادرة أكس أشعة

اتوداإللكتر –

التفريغ تشبه حالة. الكهربي

التناسبية التناسبية العدادات العدادات

)/( abrLn

V

اإلسطوانة محور منrالمجالالكهربىعندنقطةتبعدمسافة

السلك قطر نصف aالمحورى

األسطوانة قطر نصفb الداخلى

جهد Vالمجمع

مثال

a=0.01 cm, b=1 cm, V= 100 volt, r=0.01 cm

= 6000 volt/cm

أساسا: النتيجة الثانوى التأين يحدثاألنود سلك من بالقرب

األيونات عن أساسا تنتج الكهربية النبضةاألنود حول سحابة لتكوينها نظرا الموجبة

اإلليكترونات وصول تمنع

جايجر جايجر عداد عداد

وميضية وميضية كواشف كواشف

وميضية وميضية كواشف كواشف المادة داخل النووي الجسم طاقة امتصاص

أثار مالوميضة إلى يؤدي المادة ةما هذه تأين أو ضوء إلى المادة في الممتصة الطاقة تحول

هذه الوميضة خالل العملية الضوئي الكاثود إلى الضوئية الفوتونات انتقال

التضاعف ألنبوب الضوئية الفوتونات لطاقة الكاثود امتصاص

منه عوانب إلكترونات اث التضاعف أنبوبة داخل اإللكترونات عدد تضاعف أ عند اإللكترونات هذه وتكون ال دونتجميع أنبوب

علي كهربية هشحنة .

وميضية وميضية كواشف كواشفQ = eMnph = eMCTFSE

اإللكترون e شحنةاألنبوب في التضاعف M معامل

من الصادرة اإللكترونات عددالضوئي nph الكاثود

تحويل في الوميضة المادة كفاءةطاقة C الطاقة إلى النووية

ضوئية

المادة شفافية معدلالفوتونات )الضوئية T نسبةإلى منها تخرج التي الضوئية

المتكونة ( الفوتوناتالضوئي الكاثود مادة F شفافية

الضوئي الكاثود عدد ) حساسيةالتي S الفوتونات الضوئية

المتكونة الفوتونات إلى منها تخرج)

الساقط الجسيم .E طاقة

وميضية وميضية كواشف كواشف

V100

10

104 105 106 107 M

M=k eI,

I=V

وميضية وميضية كواشف كواشف- على الثانوي االنبعاث معامل

األول الدينود3 لثالث 1 الثاني - 2 ا

لعدد الكلي التضاعف M معامل n دينودM= n

M= n =..=n

الدينودات : = مثال 10عددالمطلوب التضاعف 106 معامل

الثانوي 95 .3 االنبعاث = معامل

وميضية وميضية كواشف كواشف

كواشفكواشفال ستخدام اجاما NaI(Th)وميضيةوميضيةالال إشعاعات

عالية كبيرة) كفاءة كبير -كثافة ذري (عدد على البلورة تعتمد جاما + سمك أشعة طاقة

وميضية عضوية جسيماتموادألمنيوم - غالبا حافظ لجدار تحتاج متميعة مادة ال –ألنها

NaI(Th) تصلح

خ الذري لتشتت الوزن لزيادة نظرا عالي في

تروناتوالني ا المشحونة الجسيمات عن تفاعل لناتجةالكشف عن

الوميضية المادة مع . النيتروناتLi (B) خليط الني LiI (Th ) أو حالة البطىء وفي ترون

الني حالة السريع وفي ترون الخارصين الشمع : كبريتات كبيرة مع نسبة على تحتوى

بروتونات التفاعل وناتج الهيدروجين . من

الثنائية الثنائية الوصلة الوصلة

فجوة

حرة اليكترونات

سالبة أيونات

موجبة أيونات

وصلة زيادة التوصيليةB+ Ga ثالثية

التكافؤP+ As خماسية

التكافؤ

الثنائية الثنائية الوصلة الوصلة

- 10 6- 1الشوائب:

أيونى = زوج لتكوين الالزمة 3.5الطاقةفولت اليكترون

تحديد + في دقة فائقة تحليلية قدرةاألشعة طاقة

صغير الصلبة األجسام فى المدىللغاز بالنسبة

زمن + صغر الكاشف حجم صغرالتجميع

التكافؤ رباعية Si Ge مواد

اليكترون 1.12 لتحرير eV 0.72 eV

: بعض تتحرر الغرفة حرارة درجة فىاإلليكترونات

10: 1:10131للجيرمانيوم للسيليكون11

توصيل كهربى

الثنائية الثنائية الوصلة الوصلة

-+

عكسى تحييز منطقة جهد زيادةالملتقى

السيليكون السيليكون كواشف كواشف

<1 m عالى تركيز للشوائب

Few mm

N

Pd

d= dn + dpn

np

p eN

Vd

eN

Vd

22

vcm/s, d= o.1 cm

Time= d/v= 3x10-9: 10-7sعن للكشف :يستخدم

مثل الثقيلة المشحونة الجسيماتالبروتونات- ألفا

كواشف كواشف ليثيوم- ليثيوم-الجيرمانيوم الجيرمانيوم

الملتقى منطقة مم 3-1عرض

الملتقى منطقة عرض يزدادليثيوم بغرس ذرات

الكفاءة زيادة إلى يؤدى هذاجاما أشعة عن حوالى للكشف تحتاج الغرس إلنتاج 10عملية من 2أيام سم

المغروس الجيرمانيم

- مع العكسى التيار زيادةالحرارة درجة

تبريد درجةعالية

أشباه أشباه كواشفكواشفموصالتموصالت

أشباه أشباه كواشفكواشفمزايا مزايا موصالتموصالت

الفجوة Z Z المادةالمادة الفجوة طاقة أيونى/ (eV) (eV) طاقة زوج أيونى/ الطاقة زوج (eV)(eV)// الطاقة Si 14 Si 14 1.12 3.611.12 3.61 Ge 32 Ge 32 0.74 2.980.74 2.98

عالية -1 تحليلية قدرة

الكهربية -2 والنبضة الجسم طاقة بين خطية عالقة

الكهربية -3 النبضة زمن قصر

العكسي -4 التحييز جهد بتغيير الملتقى منطقة عرض تغيير إمكانية

بالتحكم -5 بعضها عن الثقيلة المشحونة الجسيمات من المختلفة األنواع فصل إمكانيةالملتقى منطقة عرض فى

التعامل -6 وسهولة الحجم للمجال- 7صغر الحساسية عدم المغناطيسى

مختلفة - 8 هندسية باشكال إعداده

مواد مواد خواص خواصالمختلفة المختلفة الكاشفات الكاشفات

الفجوة Z Z المادةالمادة الفجوة طاقة زوج/ (eV) (eV) طاقة زوج/ الطاقة الطاقة(eV)(eV)// أيونىأيونى

Si 14 Si 14 1.12 3.611.12 3.61 Ge 32 Ge 32 0.74 2.980.74 2.98 CdTe 48 -52 1.47 CdTe 48 -52 1.47 4.43 4.43 Hgl 280 -53 2.13 Hgl 280 -53 2.13 6.56.5 GaAs 31-33 1.43 5.2GaAs 31-33 1.43 5.2

الطاقى التحليل الطاقى قدرة التحليل قدرةمختلفة مختلفة لكاشفات لكاشفات

(keV FWHM) vs. (keV FWHM) vs. / التحليل الكاشف / نوع التحليل الكاشف نوع الطاقىالطاقى

5.95.9 1.221.22 1.3321.332 (keV)(keV) الطاقةالطاقة Proportional CounterProportional Counter 1.21.2 -------- -------- X-rayX-ray NaI(Tl)NaI(Tl) 3.03.0 12.012.0 -------- 3 x 3 NaI(Tl)3 x 3 NaI(Tl) -------- 12.012.0 6060 Si(Li)Si(Li) 0.160.16 -------- -------- Planar GePlanar Ge 0.180.18 0.50.5 -------- Coaxial GeCoaxial Ge -------- 0.80.8 1.81.8

السيزيوم نواة السيزيوم طيف نواة طيف

تأثير كومبتون

A(t) A0e t

T1/ 2 ln2

* ln2 * 0.693

Here T1/2 is the half-life, the time it takes for half the nuclei to decay - i.e. for A to decrease to A/2.

Here is called the average lifetime.

A=Activity=N

A (t) =½ Ao, at t=T1/2

N t Noe t

Fundamental law of Fundamental law of radioactive decayradioactive decay

- Units time-1 (s-1, d-1, m-1, y-1)

Half-LifeHalf-Life

Radioactive DecayRadioactive Decay14C 14N

Carbon and Uranium Carbon and Uranium datingdating

}/)ln{(2ln

)(

upu

tpu

tuou

nnnt

ennenn