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