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hiro98 2020-01-27 18:37:44 +01:00
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@ -59,37 +59,40 @@ eines Atoms zu zwei Photonen.
e^+ + e^- \rightarrow \gamma + \gamma
\end{equation}
Die entstehenden Photonen haben stets die gleiche Energie. Die Ruhemasse von Elektron und Positron
beträgt \(\SI{1022}{\kilo\electronvolt}\) und teilt sich bei der Paarvernichtung gleichmäßig auf
die Photonen auf, sodass diese ergo eine Energie von \(E_\gamma = \SI{511}{\kilo\electronvolt}\).
Da die Annihilation in Ruhe stattfindet und Energie und Impulserhaltung gilt, schließen die beiden
Die entstehenden Photonen haben stets die gleiche Energie. Die
invariante Masse von Elektron und Positron beträgt
\(\SI{1022}{\kilo\electronvolt}\) und teilt sich bei der
Paarvernichtung gleichmäßig auf die Photonen auf, sodass diese eine
Energie von \(E_\gamma = \SI{511}{\kilo\electronvolt}\). Da die
Annihilation in Ruhe stattfindet und Energie und Impulserhaltung gilt,
schließen die beiden
Photonen einen Winkel von \(180^\circ\) ein, bewegen sich also antiparallel.\\
\subsection{Grundlegende Funktionsweise des PET}
\label{sec:fktweise}
Um den Beobachtungsort sind in einem Ring (in diesem Versuch nur zwei
Um die Quelle sind in einem Ring (in diesem Versuch nur zwei
gegenüberliegende, die in einer festgelegten Geschwindigkeit um die
Quelle herumfahrende, siehe~\ref{fig:aufbau}) Detektoren angebracht,
die die entstandenen Photonen registrieren. Allerdings können zum
Beispiel durch andere Zerfallsprozesse natürlich auch andere Photonen
entstehen, die die Messungen stören. Um solche zufällige Koinzidenzen
möglichst gering zu halten, müssen die eintreffenden Lichtquanten
bestimmte Kriterien erfüllen. Wie eben beschrieben haben die Photonen
immer die gleiche Energie, sodass Photonen, die nicht in ein
Energiefenster passen, nicht berücksichtigt werden. Desweiteren haben
die Detektoren einen bestimmten Abstand zu einander, was bedeutet,
dass die Photonen mit einer maximalen zeitlichen Differenz von
Detektorabstand geteilt durch Lichtgeschwindigkeit eintreffen müssen,
sofern sie innerhalb des PET erzeugt wurden. Genau dann wird das
Registrieren dieser Photonen als Koinzidenz bezeichnet.
die die entstandenen Photonen gleichzeitig als registrieren.
Allerdings können zum Beispiel durch andere Zerfallsprozesse natürlich
auch andere Photonen entstehen, die die Messungen stören. Um solche
zufällige Koinzidenzen möglichst gering zu halten, müssen die
eintreffenden Lichtquanten bestimmte Kriterien erfüllen. Wie eben
beschrieben haben die Photonen immer die gleiche Energie, sodass
Photonen, die nicht in ein Energiefenster passen, nicht berücksichtigt
werden. Desweiteren haben die Detektoren einen bestimmten Abstand zu
einander, sodass die Photonen mit einer maximalen zeitlichen Differenz
von Detektorabstand geteilt durch Lichtgeschwindigkeit eintreffen
müssen, sofern sie innerhalb des PET erzeugt wurden. Genau dann wird
das Registrieren dieser Photonen als Koinzidenz bezeichnet.
\subsubsection{Koinzidenzen}
\label{sec:koinz}
Die Zählrate der wahren Koinzidenzen, also der für uns interessanten
ergibt sich wie in~\eqref{eq:wahrkoinz} beschrieben und ist
Proportional zur Aktivität der Quelle und der Detektorgeometrie.
Die Zählrate der wahren Koinzidenzen ergibt sich wie
in~\eqref{eq:wahrkoinz} beschrieben und ist Proportional zur Aktivität
der Quelle und der Detektorgeometrie.
\begin{equation}\label{eq:wahrkoinz}
\dot N_K = \qty(\frac{\Omega_{\min}}{2 \pi}) \cdot P_\beta\cdot A \cdot \epsilon_1\cdot\epsilon_2