افزایش یونیزاسیون در محفظة یونش کوچک شدة دستگاه IMS، با ایجاد روکش نازک برروی چشمة یونیزاسیون Am-241

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکدة علوم، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، صندوق پستی : 16315-1618، تهران- ایران

2 مرکز تحقیقات و تولید آشکارسازها، مجتمع تحقیق و توسعة شهید میثمی، صندوق پستی: 4413-31585، کرج- ایران

چکیده

یکی از هدفهای مهم در آشکارسازی عاملهای شیمیایی، ساخت دستگاههایی است که ضمن برخوردار بودن از سرعت عمل و دقّت کافی، قابلیت ساخته شدن در ابعاد و اندازه‌های کوچک را داشته باشند تا در شرایط عملیاتی مختلف کارآیی آنها حفظ گردد و براحتی قابل حمل باشند. در این مقاله، از این پدیده که «قابلیت یونیزاسیون ویژة ذرّات آلفا با کاهش انرژی آنها افزایش می‌یابد» استفاده گردیده و در مورد کوچک‌سازی محفظة یونش دستگاه آشکارساز عاملهای شیمیـایی IMS، پیشنهاد شده است که یک روکش نازک بر روی چشمة یونیزاسیـون Am-241 قرار داده شود تا انرژی ذرّات آلفای خروجی از چشمه کاهش یافته و در نتیجه، میزان یونش ویژة آنها افزایش یابد. در اثر این کار، اُفت یونیزاسیون حاصل از کاستن طول محفظة یونش دستگاه، تا حدود زیادی جبران می‌شود. اثر ایجاد روکش روی چشمة لُختAm-241، بر مقدار یونیزاسیون حاصل از چشمه بصورت تئوری پیش‌بینی شده است. در مورد دو چشمة دیگر که دارای روکش اوّلیه بودند، محاسبات با استفاده از توزیع انرژی مربوط صورت گرفته و اثر ایجاد یک روکش از جنس میلار، در میزان یونیزاسیون حاصل از آنها نیز بررسی شده است. در هر دو مورد نتایج نشان می دهند که ایجاد روکش موجب افزایش نسبی مقدار یونیزاسیون در محفظة یونش دستگاه و در نتیجه افزایش توان آن در شناسایی و تفکیک عاملهای شیمیایی گوناگون می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Ionization Increase in Miniaturized IMS Cell Using a Thin Layer on Am-241 Ionization Source

نویسندگان [English]

  • M Salehkoutahi 1
  • F Payervand 2
  • A Tavassoli 1
چکیده [English]

One of the important goalsin chemical agent detection is to construct an instrument with a fast response, to be handled easily, and to be used in various operational conditions. In this paper, based on the phenomenon of “increasing the specific alpha particles ionization rate by decreasing the particles energy” a suggestion has been made for reducing the size of the ionization chamber of an IMS detection system, where a thin layer was placed on the surface of Am-241 ionizing source for decreasing the emitted alpha particles energy. With this method, to some extent, the rate of ionization loss has been compensated. The effect of layer over the Am-241 source on the ionization rate has been predicted theoretically, as well. For the other two sources with the initial coated layers, a calculation has been performed with the use of the related energy distribution; and the effect of a layer, of the Mylar type, on the ionization rate has also been investigated. The results of both cases have shown that the layer will cause to increase the ionization rate in the ionization chamber, where it subsequently increases the capability of the instrument, and the system resolution power for detecting various chemical agents.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ion mobility spectrometer instrument
  • Am-241 ionization source
  • alpha particles
  • Stopping power
  • mylar
  • ionization chambers
G.A. Eiceman and Z. Arpas, “Ion mobility spectrometery,” CRC Press (1994).

 

  • R. Schnurpfeil (Bremen, DE) and S. Klepel (Taucha, DE), United State Patent, Patent number 6064070 (May 16, 2000).

     

  • G.F. Knoll, “Radiation detection and measurement,” John Wiley & Sons, 9 (1988).

     

  • H.H. Andersen and J.F. Ziegler, “Hydrogen: stopping powers and ranges in all elements,” The Stopping and Ranges of Ions in Matter,  3, Pergamon Press, Elmsford, New York (1977).

     

  • A. Nazarov and D. Thierry, “Rate determining mractions of atmospheric corrosion,” Electrochimica Acta, Volume 49, Issues 17-18, 2717-2724 (30 July 2004).

     

  • A. Tavassoli, M. Salehkootahi, F. Payervand, “Determination the spectrum of alpha source of the NDCAM detector with an ordinary alpha counter,” 2nd International Conference On Nuclear Science and Technology, 36, April 27-30 (2004).