AGATA (gamma-ray detector)
ए. जी. ए. टी. ए., उन्नत गामा ट्रैकिंग सरणी के लिए, एक अत्यधिक खंडित उच्च शुद्धता जर्मेनियम (एच. पी. जी. ई.) डिटेक्टर सरणी है। यह यूरोप के बारह देशों द्वारा वित्त पोषित एक यूरोपीय सहयोग परियोजना है। यह परियोजना 2001 में प्रस्तावित की गई थी और 2002 में प्रतिभागी देशों द्वारा इस पर हस्ताक्षर किए गए थे। ए. जी. ए. टी. ए. उच्च गणना घटना दर में सक्षम है और इसे सहायक डिटेक्टरों के साथ जोड़ा जा सकता है, जैसे कि चुंबकीय स्पेक्ट्रोमीटर, तेज समय वाले डिटेक्टर आवेशित कण या न्यूट्रॉन डिटेक्टर। उच्च-गुना खंडीय उच्च-शुद्धता जीई डिटेक्टर एजीएटीए डिटेक्टर जीई-डिटेक्टर हैं जो छह-गुना अजीमुथल और छह-गुना अनुदैर्ध्य विभाजन के साथ 36-गुना खंड हैं। डिटेक्टर 10 से. मी. लंबा है और पीछे की ओर गोलाकार है जिसका व्यास 8 से. मी. है और सामने की ओर षट्कोणीय है। एक सामान्य आंतरिक इलेक्ट्रोड और 36 खंडों को अलग-अलग प्री-एम्पलीफायरों के माध्यम से पढ़ा जाता है। खंडों को तब अलग डिटेक्टर माना जा सकता है। षट्कोणीय क्रिस्टलों के लिए मापदंड हैंः अधिकतम सिलेंडर आकारः 90 मिमी लंबाई, 40.00 मिमी त्रिज्या। समाक्षीय छेद आकारः 10 मिमी व्यास, सामने के चेहरे से 13.00 मिमी तक विस्तार। निष्क्रिय क्षेत्रः डिटेक्टर के पीछे 1 मिमी, समाक्षीय छेद के चारों ओर 0.6 मिमी। एनकैप्सुलेशनः 4 मिमी क्रिस्टल-कैन दूरी के साथ 0.8 मिमी मोटाई-क्रायोस्टेटः 2 मिमी कैप्सूल-क्रायोस्टेट दूरी के साथ 1 मिमी मोटाई। डिटेक्टर संकेत में निहित स्थानिक जानकारी का दोहन करके हम खंडों की ज्यामिति की तुलना में γ-किरण अंतःक्रिया को अधिक सटीक रूप से स्थानीयकृत कर सकते हैं। एक फोटोइलेक्ट्रॉन या कॉम्पटन इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन और छेद उत्पन्न करता है जो एक संकेत उत्पन्न होने पर डिटेक्टर इलेक्ट्रोड पर विपरीत संकेतों के छवि आवेश को प्रेरित करता है। छवि आवेश में परिवर्तन इलेक्ट्रोड के अंदर या बाहर धाराओं के प्रवाह का कारण बनता है। एक बहु-खंडीय डिटेक्टर में बड़ी दूरी के लिए कई इलेक्ट्रोड पर प्रेरित चार्ज वितरित किया जाता है। निकट दूरी के लिए इलेक्ट्रोड के प्रेरित चार्ज की वृद्धि और कमी तब तक जारी रहती है जब तक कि प्राथमिक चार्ज अंततः अपने गंतव्य इलेक्ट्रोड तक नहीं पहुंच जाता है और छवि को बेअसर नहीं कर देता है। डिटेक्टर क्षेत्र की पहचान करने के लिए जहां अंतःक्रिया हुई थी, हमें केवल प्रेरित संकेत की ध्रुवीयता का निरीक्षण करते हुए आवेश-संग्रह इलेक्ट्रोड पर शुद्ध आवेश का निरीक्षण करना होगा। यह छोटी और बड़ी त्रिज्यों पर अंतःक्रियाओं के बीच अंतर करने की अनुमति देता है। डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग इलेक्ट्रॉनिक्स डिटेक्टर संकेतों की स्थानिक जानकारी डिजिटल पल्स-आकार विश्लेषण से जानी जाती है। पूर्व-प्रवर्धित डिटेक्टर संकेत को 100 एमएस/एस की गति के साथ 14-बिट रिज़ॉल्यूशन के साथ डिजिटल किया जाता है। पूर्व-प्रवर्धक संकेतों को एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (ए. डी. सी.) के साथ डिजिटल किया जाता है। γ-रे ट्रैकिंग सिस्टम के लिए उच्च कंप्यूटिंग शक्ति के साथ एक कॉम्पैक्ट डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है। पूरी जानकारी के लिए प्रति अंतःक्रिया केवल पाँच मान पर्याप्त हैंः ऊर्जा निक्षेपण, इसका समय और अंतःक्रिया बिंदु के तीन स्थानिक निर्देशांक। अलग-अलग डिटेक्टर जानकारी के आधार पर अलग-अलग एल्गोरिदम विकसित किए गए हैं। पल्स-आकार विश्लेषण जीई-डिटेक्टर γ-रे के पल्स-आकार को निर्धारित करता है जिसमें इंटरैक्शन में जारी ऊर्जा के साथ डिटेक्टर के भीतर प्रत्येक व्यक्तिगत इंटरैक्शन की त्रि-आयामी स्थिति के बारे में जानकारी होती है। ट्रैकिंग सरणी की दक्षता इन आंकड़ों पर निर्भर करती है। हमें अंतःक्रिया की स्थिति को निकालने के लिए प्रत्येक बिंदु पर आवेश द्वारा उत्पादित संबंधित आकृतियों के साथ नाड़ी-आकृतियों की तुलना करने में सक्षम होना चाहिए। यह प्रायोगिक रूप से कॉम्पटन बिखरे हुए संयोग के लिए एक बाहरी कोलिमेटेड डिटेक्टर के साथ कसकर कोलिमेटेड γ-रे स्रोतों का उपयोग करके किया जाता है। जीई-डिटेक्टर की चालकता बहाव वेगों के परिमाण और विद्युत क्षेत्र सदिश और बहाव वेग के बीच के कोण को प्रभावित करती है। नतीजतन संकेत का आकार सीधे प्रभावित होता है क्योंकि जीई क्रिस्टल क्रिस्टलोग्राफिक अक्ष दिशा के संबंध में अनिसोट्रोपिक है। γ-किरण की अंतःक्रिया की स्थिति निर्धारित करने के लिए प्रेरित वास्तविक और दर्पण संकेतों की आकृतियों पर विचार करने की आवश्यकता होती है। जिस खंड में अंतःक्रिया होती है, उसके इलेक्ट्रोड का उपयोग वास्तविक संकेतों को मापने के लिए किया जाता है, जबकि दर्पण संकेतों को पड़ोसी खंडों पर मापा जाता है जहां कोई अंतःक्रिया नहीं होती है। गामा-रे ट्रैकिंग उच्च विभाजन और डिजिटल रीड आउट का उपयोग पड़ोसी खंडों में प्रेरित दर्पण आवेशों को मापने के लिए किया जा सकता है। संकेत की नाड़ी के आकार के विश्लेषण का उपयोग करके, अंतःक्रिया बिंदु का अनुमान लगाया जा सकता है। ट्रैकिंग एल्गोरिदम का उपयोग करके गामा-किरणों के मार्ग का पुनर्निर्माण किया जा सकता है। मल्टी ज्योमेट्री सिमुलेशन विश्लेषण के लिए सबसे विकसित पैकेजों में से एक है जो मल्टी स्टेप एल्गोरिदम का उपयोग करता है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, गणना के प्रत्येक चरण के परिणाम मैट्रिक्स में संग्रहीत किए जाते हैं जिन्हें बाद में पल्स आकार प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए याद किया जाता है जो भारित क्षेत्र के माध्यम से आवेश वाहक द्वारा निर्धारित किया जाता है। क्रिस्टल आयतन को एक दिए गए डिटेक्टर के लिए घन मैट्रिक्स में विभाजित किया गया है। प्रत्येक स्थिति के लिए विद्युत क्षमता, विद्युत क्षेत्र और भारित क्षेत्र के मूल्यों की गणना की जाती है और प्रवाह वेग मैट्रिक्स की गणना विद्युत क्षेत्र मैट्रिक्स से की जाती है। किसी भी मनमाने डिटेक्टर के लिए नाड़ी के आकार का अनुकरण चित्र 8 में दिखाया गया है। किसी दिए गए डिटेक्टर के लिए, क्रिस्टल आयतन को जाली साइटों के घन मैट्रिक्स में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक स्थान पर विद्युत विभव, विद्युत क्षेत्र और भार क्षेत्र के मूल्यों की गणना की जाती है। प्रवाह वेग मैट्रिक्स की गणना विद्युत क्षेत्र मैट्रिक्स से की जाती है। किसी दिए गए अंतःक्रिया स्थल के लिए डिटेक्टर प्रतिक्रिया की गणना भार क्षेत्र के माध्यम से आवेश वाहकों के प्रक्षेपवक्र पर नज़र रखते हुए की जाती है जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है। डिटेक्टर आयतन में दी गई अंतःक्रिया स्थिति के लिए पल्स आकार प्रतिक्रिया की गणना करने के लिए जिन चरणों का पालन करना चाहिए वे हैंः डिटेक्टर ज्यामिति को निर्दिष्ट करें। पॉइसन समीकरण के समाधान से विद्युत विभव सतहों और विद्युत क्षेत्र रेखाओं की गणना करें। अर्धचालक माध्यम में आवेश वाहक परिवहन को लागू करें। मनमाना अंतःक्रिया स्थितियों के लिए आवेश वाहकों के प्रक्षेपवक्र की गणना करें। संपर्कों पर आवेश को पुनर्प्राप्त करने के लिए रामो के [11] प्रमेय को लागू करें। क्षमता का वजन करें और क्षेत्र संकल्प का वजन करें। गामा-रे पथ पुनर्निर्माण एल्गोरिथ्म γ-रे अंतःक्रिया के मार्ग का पुनर्निर्माण γ-रे ट्रैकिंग की मुख्य समस्याओं में से एक है। γ-किरण के मार्ग के निर्माण के लिए कई प्रस्तावित विधियाँ हैं और उनमें से दो प्रमुख हैंः बैक ट्रैकिंग एल्गोरिदम और क्लस्टराइजेशन। ट्रैकिंग प्रदर्शन फिगर-ऑफ-मेरिट के लिए सूत्र के चयन के आधार पर काफी संवेदनशील है, इसलिए विभिन्न आंकड़े-ऑफ-मेरिट ने विस्तार से जांच की है। पुनर्निर्माण परिणामों पर कॉम्पटन प्रकीर्णन की प्रारंभिक गति के प्रभाव की जांच करने की आवश्यकता है। ए. जी. ए. टी. ए. अब तक विकसित सबसे कुशल जी. ए.-रे ट्रैकिंग सरणी है और स्थिति संवेदनशील जी. ई.-डिटेक्टर इसके लिए मुख्य अवधारणा हैं। यह उल्लेखनीय है कि कम्पोजिट जीई डिटेक्टरों को पहली बार यूरोगैम स्पेक्ट्रोमीटर के लिए विकसित किया गया था और इसका उपयोग कई मानक अनुप्रयोगों में किया गया है। एनकैप्सुलेटेड जीई डिटेक्टरों को यूरोबल स्पेक्ट्रोमीटर के लिए विकसित किया गया था। खण्डित तकनीकें उनके संयोजन में नवीनतम हैं और इनका उपयोग ए. जी. ए. टी. ए. में किया जाता है। संदर्भ बाहरी लिंक डिटेक्टर