Monitor svazku těžkých nabitých částic a přenosný, tkáňově ekvivalentní submikrodozimetr

Abstract

Tato práce se zabývá vývojem zařízení pro měření prostorového profilu svazku těžkých nabitých částic. Experimentálně byla ověřena funkčnost zobrazovacího systému, využívajícího tenký scintilátor monitorovaný pomocí CCD kamery, pro uvedený účel. Zvláštní pozornost je věnována posouzení radiační odolnosti jednotlivých komponent přístroje. V první řadě se jedná o studium radiačního poškození scintilátoru YAG:Ce, ve kterém je vyhodnocována změna odezvy materiálu v závislosti na míře ozáření. Získané výsledky tohoto měření jsou porovnány s publikovanými údaji pro radiačně odolné polovodičové detektory. Dále je také diskutována problematika single-event efektů v elektronických součástkách obsažených v CCD kameře (polovodičové paměti SRAM, hradlová pole), pro jejichž studium byly v rámci řešení práce připraveny elektronické testovací moduly. Přínosem diplomové práce je ověření možné konstrukce profilometru svazku těžkých nabitých částic a získání základních informací o jeho radiační odolnosti.

This thesis is focused on the development of the device for profile measurement of heavy charged particle beam. Construction of the device is based on the imaging system with a thin scintillator which is monitored by a CCD camera. Functionality of this apparatus for profiling purpose was verified by the experiment. Special attention is paid to the evaluation of radiation hardness of the device components. First, radiation damage of the scintillator YAG:Ce is studied. Change of the material response caused by irradiation is analysed experimentally. Obtained results of the measurement are compared with published data of radiation hard semiconductor detectors. In addition, issues of single-event effects in electronic components in CCD camera (semiconductor memories SRAM, field programmable gate arrays) are also discussed. Electronic test modules were prepared for testing these effects. Verification of the construction of beam profiling device and acquisition of its radiation hardness are main results of this thesis.