Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design considerations for an 8-decade current-to-digital converter with fA sensitivity

Voulgari E., Noy M., Anghinolfi F., Perrin D., Krummenacher F., Kayal M.

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2015

|

Vol. 6, nr 3

79--85

EN

Radiation measurements for high energy physics experiments, nuclear facilities, hospitals and hadron therapy institutes require precise low current sensing. This paper provides a methodology for experimental characterisation of the leakage current sources present at the input of a current-to-digital converter. The limitations in sub-picoampere current measurements are presented along with the design of an ASIC that can accurately measure currents in the femto-ampere range after integrating over sufficient time. Proposals to minimise the subthreshold leakage current of the switches connected to the input, the leakage current of the package, the leakage of the PCB and the leakage related to the ESD protection diodes are shown. The remaining leakage current can be measured and subtracted. The front-end can digitise currents over 8 decades produced by a radiation detector. These guidelines were established during the current design and testing and will be used for the second version of the front-end electronics that will be installed at CERN for radiation protection and monitoring.

2

Układy dozymetryczne do dwu- i trójwymiarowych pomiarów rozkładów dawek promieniowania jonizującego i UV

Kozicki M.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2012

|

Z. 417

1-1

PL

W pracy omówiono wyniki badań dotyczących opracowania metody dozymetrycznej do pomiarów rozkładu dawek promieniowania jonizującego i UV w 2D. Omówiono charakterystykę i zastosowanie dozymetrów o podłożu włókienniczym będących głównym elementem tej metody. Ponadto przedstawiono wyniki prac z zakresu trójwymiarowej dozymetrii polimerowej, w tym procesy zachodzące w dozymetrach polimerowych pod wpływem promieniowania jonizującego, modyfikację składów dozymetrów polimerowych o akronimach PABIG, VIP AR (nowe układy: PABIGnx i VIPARnd), aplikację dozymetrów do dozymetrii w radioterapii oraz przygotowanie dedykowanego programu do obliczeń wyników. Celem badań było uzyskanie nowych rozwiązań w postaci układów włókienniczych do mierzenia rozkładów dawek promieniowania w 2D oraz rozwój dozymetrii 3D opartej na układach hydrożelowych. Ze względu na różnicę między badanymi układami, pracę podzielono na dwie części. W rozdziale 1. omówiono wyniki prac nad metodą dozymetryczną 2D opartą na dozymetrze włókienniczym, a w rozdziale 2. wyniki prac dotyczących dozymetrii polimerowej 3D. Każdy rozdział rozpoczyna się od krótkiego wprowadzenia literaturowego oraz omówienia metodyki badań, a kończy się wnioskami. Dyskusję wyników dotyczących metody dozymetrycznej 2D zawarto w rozdziałach 1.4.1-1.4.4. Wykazano, że sole tetrazoliny mogą służyć jako związki do modyfikacji płaskich wyrobów włókienniczych celem wytwarzania układów do pomiarów rozkładów dawki promieniowania wysokoenergetycznego (UV i jonizującego), a czułość próbek i ich zakres pomiarowy zależą od ich składu, w tym stężenia soli tetrazoliny. Niehomogeniczne napromienienie próbek zarówno promieniowaniem UV jak i jonizującym powoduje wyraźne różnice w intensywności zabarwienia a intensywność jest proporcjonalna do zaabsorbowanej dawki. Aplikując odpowiedni algorytm zaproponowano sposób obliczenia rozkładu dawki, np. w postaci profili wzdłuż, w poprzek czy po przekątnej próbki, tym samym wykazując możliwość uzyskania rozkładu dawki na całej płaszczyźnie próbki. Wykazano, że różne tkaniny mogą służyć do wytwarzania dozymetrów, a także stwierdzono, że korzystnym włóknem jest poliamid o splocie płóciennym. Zastosowanie bawełny, mieszanka poliester-bawełna czy poliakrylonitrylu wiąże się z podwyższonym błędem pomiaru lub/i zmniejszoną czułością na napromienienie. Błąd pomiaru, wyższe odchylenie standardowe, wyraźne zaszumienie profili, może wynikać zarówno z rozbudowanej struktury materiału włókienniczego, jak i niehomogeniczność próbki. W przypadku promieniowania jonizującego zwiększenie czułości na dawkę można uzyskać poprzez wyeliminowanie tlenu, który wpływa na procesy radiacyjne, zastosowanie zmiataczy rodników hydroksylowych, zwiększenie stężenia soli tetrazoliny oraz zapewnienie warunków do reakcji tworzenia formazanu w środowisku wodnym o pH alkalicznym. Wykazano, że odpowiednio przygotowane próbki mogą służyć do oceny rozkładu dawki wokół źródła promieniowania stosowanego w radioterapii. Oceniono, że korzystne warunki skanowania próbek za pomocą skanerów biurowych to rozdzielczość <_100 dpi oraz brak wyostrzania obrazu; pomiary próbek są powtarzalne. Ta metoda dozymetryczna jest chroniona patentem RP od grudnia 2010 roku (nr patentu: 208671). Dyskusję wyników na temat dozymetrii 3D zamieszczono w rozdziałach 2.4.1-2.4.7. Wyjaśniono zasadę działania trójwymiarowego dozymetru polimerowego w oparciu o analizę powstawania dużych makrocząsteczek kopolimeru pod wpływem promieniowania jonizującego. Zaprezentowano możliwość mierzenia napromienionych dozymetrów za pomocą skanerów 3D, których działanie oparte jest na zjawisku jądrowego rezonansu magnetycznego protonów wody. Zmiany wielkości tworzących się cząsteczek w dozymetrze wpływają na relaksację protonów z ich otoczenia. Im większy ciężar cząsteczkowy tym szybsza relaksacja. Do ważnych wyników eksperymentów zaliczyć można zmianę składu dozymetrów PABIG i VIPAR, opracowanie fantomów kalibracyjnych specyficznych dla metod kalibracyjnych oraz opracowanie procedur kalibracyjnych, a także przygotowanie programu komputerowego i udaną aplikację dozymetrii w radioterapii. Wykazano, że zmiana składu dozymetrów przekłada się na uproszczenie ich wytwarzania poprzez wyeliminowanie etapu odtleniania. Skrócony został czas wytwarzania dozymetrów. Zwiększono czułość dozymetrów. W przypadku VIPAR uzyskano możliwość pomiaru dawek w zakresie poniżej 10 Gy. Opracowano procedury kalibracyjne oraz przystosowane do nich fantomy na dozymetry, dzięki czemu można obecnie wykonywać kalibrację na kilka sposobów tym samym uzyskując większą wiarygodność wyników. Metody te różnią się sposobem przygotowania oraz czasochłonnością i ilością punktów kalibracyjnych możliwych do uzyskania. W metodach kalibracyjnych stosowane jest napromienienie dozymetrów bezpośrednio za pomocą źródła lub z użyciem systemu planowania leczenia. Opracowano program komputerowy umożliwiający szybkie wykonanie obliczeń kalibracyjnych oraz obliczeń rozkładu dawki i porównania rozkładu dawki w dozymetrze polimerowym z rozkładem dawki zaplanowanym - teoretycznym. Wykazano, że zarówno dozymetry PABIG, VIPAR jak i PABIGnx i VIPARnd mogą służyć do pomiarów rozkładów dawek w 3D oraz weryfikacji teoretycznych rozkładów dawek (planowanych za pomocą systemów planowania leczenia, TPS). Wykazano, że za pomocą dozymetru PABIG możliwe jest mierzenie rozkładu dawki wokół źródła 125I, o małej szybkości dawkowania. Zaproponowano metodę kalibracji nieznanego źródła po kalibracji źródła znanego, wykorzystując do tego celu jeden dozymetr (na podstawie badan z użyciem 125I). Dozymetr PABIG można stosować do pomiarów rozkładów dawek w przypadku napromieniowań z wykorzystaniem urządzenia gamma knife. Wykazano skuteczność tej metody dozymetrycznej do weryfikacji planów teoretycznych napromieniowania mózgu. Zaprezentowano, że dozymetr VIP AR również może być stosowany do pomiarów rozkładów dawek w 3D generowanych przez gamma knife. Wykazano możliwość pomiaru pól o różnych średnicach. Dla obszarów o niskich dawkach zaobserwowano brak zgodności z innymi metodami dozymetrycznymi ze względu na zakres pomiarowy VIP AR (pomiar pow. 10 Gy). Z tego względu sugeruje się stosowanie PABIG, jeśli konieczna jest ocena niższych dawek. Zmodyfikowano dozymetry do składów odpowiadających VIPARnd i PABIGnx, co pozwoliło na uzyskanie układów o większej czułości na dawkę. W przypadku pierwszego uzyskano zwiększenie czułości w obszarze dawek 0,5-10 Gy, co zdecydowanie odróżnia tę kompozycję od VIPAR. Wykazano użyteczność dozymetru PABIGnx do weryfikacji rozkładu dawki wygenerowanego przez TPS. Wykazano, że zmodyfikowany dozymetr VIPARnd może służyć do weryfikacji rozkładów dawki wygenerowanych za pomocą TPS oraz do pomiarów parametrów wiązki generowanej przez unikatowe urządzenie - CyberKnife. Dozymetry polimerowe są chronione na terenie RP od stycznia 2011 roku dwoma patentami (nr patentu: 208875 i 208876).

EN

In this work results on two dosimetric methods are presented. One of them is a new method of ionising and UV dose distribution 2D measurements based on a flat textile dosimeter. Characteristics and application of the dosimeter are discussed. The other method is polymer gel 3D dosimetry. Processes under ionising radiation undergoing in the polymer gel dosimeters, which are detectors in this method, are shown. Besides, a modification of their compositions, applications to radiotherapy dosimetry as well as results on the preparation of unique software for 3D data processing are presented. The aim of this work was to achieve a new system for measurements of radiation dose distributions in 2D as well as to develop 3D dosimetry based on hydrogels. Therefore this work was divided in two parts. Chapter 1 contains information on the 2D dosimetric system based on flat textiles, whereas in Chapter 2 the 3D polymer gel dosimetry is presented. Each Chapter starts with a concise introduction to literature, which is followed by a description of experiments, and ends with conclusions. The results on textile dosimetric system are discussed in Chapters 1.4.1-1.4.4. It is shown that tertazolium salts can serve for modification of flat textiles for the purpose of measurements of radiation dose distribution (ionising radiation and UV). The sensitivity of samples and measurement range depend on composition. Inhomogeneous irradiation of samples causes distinct differences in tinge intensity between regions of different absorbed dose. Different textiles can serve for preparation of dosimeters such as cotton, polyester-cotton blend, and polyacrylonitrile; however, polyamide was show to be the most appropriate one due to high sensitivity of samples to radiation and low uncertainty of measurements. In case of ionising radiation, increase in dose sensitivity was achieved through elimination of deoxygenation, application of hydroxyl scavengers, increased concentration of tetrazolium salt and alkaline pH. Textile dosimeters were shown to be able to measure dose distribution around radiotherapy isotope of 192Ir. Simple scanning method of textile dosimeters was proposed with the aid of PC operated office scanners. The most appropriate scanning parameters include a resolution of <_100 dpi and no other correction of a scan. This dosimetric method has been Polish patent protected since December 2010 (Patent no: 208671). The results on development of 3D polymer gel dosimetry for measurements of radiation dose distributions in radiotherapy are discussed in Chapters 2.4.1.-2.4.7. The way the dosimeters function is explained through the analysis of high-molecular weight products formation under ionising radiation. The method of measurements of the dosimeters is presented and is based on 3D magnetic resonance imaging. Changes in molecular weight of the formed polymer in the dosimeters impact on water protons, which is followed by changes in magnetic resonance relaxation rate of the samples. It was shown that alteration of dosimetric compositions resulted in facilitation of their preparation. The time of the dosimeters preparation was reduced and their sensitivity towards radiation was increased. New calibration procedures and adapted phantoms allow for preparation of a few calibrations, which lead to better understanding of radiation properties of the dosimeters. Unique software for fast computation of dosimetric data and comparison of results with treatment planning system generated plans of irradiation of tumours was prepared. Additionally, it was shown that PABIG, VIPAR as well as PABIGnx and VIPARnd can serve for measurements of 3D radiation dose distribution in radiotherapy and verifications of theoretical doses planned with the aid of treatment planning systems. PABIG dosimeter was shown to be useful for dose distribution measurement around 125I as well as for the gamma knife technique for verification plans of irradiation of brain tumours. VIPAR dosimeter was also useful for gamma knife irradiation characterization. The modified composition of PABIGnx and VIPARnd are of higher sensitivity to radiation. The latter one measures doses below 10 Gy which is opposite to VIPAR composition. The potential of the new compositions was presented through application studies. For instance, VIPARnd was shown to be useful for beam profile characterization generated by CyberKnife. These dosimetric systems have been two Polish patents protected since January 2011 (Patens no: 208875 and 208876).

3

Radon - jak go unikać?

Derugo A.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2010

|

R. 15, nr 4

16-19

4

The impact of radiation on electronic devices with the special consideration of neutron and gamma radiation monitoring

Makowski D.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2007

|

z. 111

73-80

EN

This paper reports the work done in the development of a new neutron fluence sensor and a radiation-tolerant readout system. The presented SRAM-based neutron fluence dosimeter is particularly useful for a design of a real time monitoring system, whereas the readout system enables its operation in the radioactive environment. The well-known RadFET dosimeter was utilized for the gamma radiation measurement. Despite the fact that the design of the radiation monitoring system is dedicated to FLASH, both the neutron fluence detector and the readout system can be utilised in other applications. The system can be employed to gauge neutron and gamma radiation doses in various accelerators, colliders and detectors used for the analysis of high-energy collisions products.

PL

Praca dotyczy ważnej tematyki wpływu promieniowania gamma oraz neutronowego na pracę układów elektronicznych. Autor zaproponował wykorzystanie komercyjnie dostępnej pamięci statycznej SRAM do detekcji neutronów oraz zbudował kilka prototypów układów odczytowych zdolnych do pracy w warunkach podwyższonego promieniowania. Warty podkreślenia jest fakt, że zaprojektowany detektor oraz zabudowane prototypy zostały zbudowane z komercyjnie dostępnych układów oraz praktycznie przebadane. Zaprojektowany system do monitorowania promieniowania gamma oraz neutronowego w czasie rzeczywistym RadMon (Radiation Monitor) został zainstalowany w pięciu wyznaczonych miejscach w tunelu akceleratora FLASH znajdującego się w ośrodku naukowo-badawczym DESY. Układ został zaprojektowany pod kątem pomiaru promieniowania w akceleratorach FLASH oraz X-FEL, jednak może zostać wykorzystany do pomiaru promieniowania w innych akceleratorach fizycznych i medycznych. W pracy przedstawiono projekt detektora fluencji neutronów zbudowanego w oparciu o pamięć statyczną SRAM. W czasie kilkuletnich badań przetestowano ponad sto różnych egzemplarzy pamięci statycznych oraz nieulotnych pamięci statycznych NVRAM. W trakcie badań zauważono, że nowoczesne pamięci o dużych pojemnościach wyprodukowane w nowoczesnych technologiach wykazują mniejszą wrażliwość na występowanie błędów SEU niż pamięci starsze. Z tego względu czułość detektora nie może zostać zwiększona poprzez użycie nowoczesnych pamięci o coraz to większych pojemnościach. W celu poprawy czułości detektora opracowano szereg metod zwiększających wrażliwość pamięci statycznej na błędy SEU. Podczas badań wykorzystywano pamięci NVRAM do pomiarów względnych promieniowania neutronowego oraz do oszacowania bezwzględnej fluencji neutronów. Zaprojektowano dedykowany układ odczytowo-programujący nieulotne pamięci statyczne oraz opracowano metody umożliwiające bezpieczne przechowywanie informacji konfiguracyjnych w pamięciach NVRAM. W ramach doktoratu zbudowano i przebadano pięć wersji układów odczytowych wykorzystujących różne algorytmy i rozwiązania układowe do korekcji błędów wygenerowanych przez neutrony. Zaproponowano metody pozwalające na projektowanie układów tolerujących błędy wywołane promieniowaniem. Zaprojektowany detektor fluencji neutronów oraz układy odczytowe zostały praktycznie przebadane podczas eksperymentów ze źródłem neutronów wykorzystującym izotop ameryku 241AmBe oraz w tunelach akceleratorów FLASH i LINAC II.

5

Pomiary promienowania UV na spawalnicznych stanowiskach pracy

Pawlak A.

Nowa Elektrotechnika

|

2005

|

nr 2 (6)

23--24

6

Spektrometria alfa w badaniach środowiska przyrodniczego

Skwarzec B.

Analityka : nauka i praktyka

|

2005

|

nr 1

24-26

7

Pomiary i analiza promieniowania na płaszczyznę nachyloną

Kossecka E., Chochowski A., Czekalski D.

Polska Energetyka Słoneczna

|

2003

|

nr 1

10-13

PL

Przedstawiono wyniki wieloletnich pomiarów promieniowania słonecznego na płaszczyznę nachyloną, prowadzonych w SGGW. Wyznaczono średnie, maksymalne i minimalne sumy miesięczne promieniowania, średnie sumy dobowe i rozkłady ich częstości. Przeprowadzono porównanie wartości sum dobowych mierzonych i obliczanych, przy wykorzystaniu danych IMGW odnoszących się do płaszczyzny poziomej.

8

Analysis of estimated and measured solar radiation on a tilted surface

Kossecka E., Chochowski A., Czekalski D.

Archives of Civil Engineering

|

2003

|

Vol. 49, nr 4

531-544

EN

Results of the twelve years measurements carried on at SGGW, of solar radiation on tilted surface oriented south, with tilt angle equal to minimum zenith angle, were analysed. Monthly values of the measured radiation were compared with those predicted using solar data of the Typical Meteorological Year for Warsaw, for three different models of the sky diffuse radiation. Anisotropic models predict higher values of radiation on a tilted surface as compared with the isotropic model, however for summer months differences are only 1-2%.

PL

Przeprowadzono analizę wyników 12-letnich pomiarów promieniowania słonecznego na płaszczyznę orientacji południowej i nachyleniu wyznaczonym przez kąt zenitalny Słońca w południe, prowadzonych w SGGW. Przeprowadzono porównanie miesięcznych sum promieniowania na tę samą płaszczyznę, mierzonych i obliczanych przy wykorzystaniu danych Typowego Roku Meteorologicznego dla Warszawy, dla trzech różnych modeli promieniowania rozproszonego nieboskłonu. Modele anizotropowe dają wyższe wartości promieniowania na płaszczyznę nachyloną w porównaniu z modelem izotropowym, jednakże w miesiącach letnich różnice wynoszą jedynie 1-2%.

9

Pomiary i ocena promieniowania ultrafioletowego w urządzeniach oświetleniowych i specjalnych

Hemka L.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2002

|

R. LXX, nr 7-8

300-302

PL

Przedstawiono zasady oceny oraz metody określania bezpiecznych zakresów promieniowania optycznego emitowanego przez różne urządzenia oświetleniowe i specjalnego przeznaczenia. Przykładowo omówiono badanie pod tym względem poziomu promieniowania bakteriobójczego, bezpieczeństwa opraw i źródeł światła oraz kabin solaryjnych.

EN

Principles of assessment and methods of determining the safe ranges of optical radiation emitted by various illumination and special-purpose devices. By way of example, examinations in this respect are discussed as regards the level of bactericidal radiation, the safety of lighting fittings and light sources and also solarization booths.

10

Radon - bać się czy mierzyć?

Derugo A.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2002

|

R. 7, nr 2

24-28

PL

Od niedawna wiemy, iż w ogólnym bilansie dawek promieniowania jonizującego, na jakie jesteśmy narażeni, największy udział ma ok. 7,5 razy cięższy od powietrza gaz - radon. Dopiero w ostatnich latach zaczęliśmy go zauważać. Co gorsze - coraz częściej straszą nas tym pierwiastkiem, Wroga lepiej jednak przeceniać niż lekceważyć.