ラドン検出器は,α線検出部,波高分析部,データ制御部,の3つに大別される.

α線検出部

 半導体検出器としてSi PIN型Photo Diode(HAMAMATSU製:S3590-09,1cm×1cm角形)を使用している.入射したα線はPD中で,電離エネルギー損失を起こして停止する.その間にα線のエネルギーに相当する電気信号(10^6程度の電子・正孔対)を発生する.

PD.png

波高分析部

 PDからの電気信号は微弱なため,増幅・整形回路を必要とする.電荷積分型プリアンプにオーディオ用FET入力オペアンプ(OPA134, 入力バイアス電流5pA)を採用している.時定数20μ秒のCR微分回路とRC積分回路2段の組み合わせによって整形と増幅を行い,数V以上の波高の信号を得ている.マイクロプロセッサーにトリガー信号を与える比較回路とサンプル&ホールド回路を搭載している.

データ制御部

統合開発環境を備えたマイコンシステムArduino©を採用している.10bitADCを載せた8bitマイコンチップATMEGA328を回路基板上に搭載し,Arduino©言語を用いて制御を行っている.比較回路からのトリガー信号によってマイコン上の割り込みプログラムを起動し,サンプル&ホールド回路にゲート信号を送り,ホールドされた波高電圧をADCでデジタル変換している.読み込んだデータはUSBポートを経由してノートパソコンに記録する.ノートパソコン側ではオープンソースプログラムのProcessing© を用いて処理をしている.
 下の図は,製作したラドン検出器と波高分析回路基板である.高さ16cm,直径15cmで約420gと小型かつ軽量である.缶内部に岩石や土壌を直接入れるか,ラドンを含む空気を封入して,その時間変化を測定する.缶の蓋内側にはPD,蓋外側に高電圧分圧回路基板とプリアンプや波高分析回路などを搭載した回路基板が取り付けられている.現在のところ全体で約3万円のコストがかかっているが,さらに低コスト化を進める予定である.下の回路はver.6のものである。

boad.png

基板

最新の回路図や設計図を掲載します。

データ制御プログラム

データを保存、取得するためのデータ制御プログラムを掲載します。

データ解析プログラム

データを解析するためのプログラムを掲載します。


添付ファイル: fileboad.png 166件 [詳細] fileIMG_0057.JPG 91件 [詳細] filePD.png 217件 [詳細]

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Last-modified: 2014-07-28 (月) 01:22:25 (1154d)