محققین نے ایک تابکار ماخذ کا استعمال کرتے ہوئے ایک جدید تکنیک تیار کی ہے جو گیس الیکٹران ملٹی پلائر (جی ای ایم) ڈٹیکٹرز پر تابکاری کے اثرات کے مطالعہ کو آسان بنا سکتی ہے  اورجو جوہری اور پارٹیکل فزکس( ذراتی طبعیتات) کے تجربات میں ایک اہم قدم ہے ۔

گیس الیکٹران ملٹی پلائر (جی ای ایم) ڈیٹیکٹر ،پارٹیکل ڈیٹیکٹرز ہیں، جو ہائی اینرجی فزکس کے تجربات میں ٹریکنگ ڈیوائسز کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ ایک پتلی، چھیدی ہوئی فولک کا استعمال کرتے ہیں، جس میں بلند برقی میدان ( ہائی الیکٹرک فیلڈ) ہوتا ہے تاکہ آئنائزنگ تابکاری کی وجہ سے پیدا ہونے والے ذرات کو بڑھایا جا سکے، جس سے پارٹیکل کے گیس کے ساتھ تعامل سے پیدا ہونے والے ابتدائی سگنل کو نمایاں طور پر ضرب دی جاتی ہے اور اس کے نتیجے میں مایون جیسے ذرات کا درست پتہ لگایا جا سکتا ہے۔

یہ اپنے بہترین پوزیشن ریزولیوشن کی وجہ سے میڈیکل ٹیکنالوجی میں تشخیصی( ڈائگناسٹک) ایپلی کیشنز کے لیے بھی مضبوط امیدوار ہیں۔ پروفیسر فابیو سائولی نے 1997 میں جی ای ایم ڈیٹیکٹرز کو پہلی بار متعارف کرایا۔ جی ای ایم ڈیٹیکٹرز میں 50 مائیکرون موٹی کیپٹن فوآئل شامل ہوتی ہے، جس کے دونوں طرف 5 مائیکرون تانبا چڑھا ہوتا ہے۔

اپنے فوائد کے باوجود، ایکٹو والیوم میں کیپٹن، جو کہ تابکاری سے محفوظ پولی امائیڈ فلم ہے اور بہترین انسولیٹنگ خصوصیات رکھتی ہے، کی شمولیت ان ڈیٹیکٹرز کو تابکاری سے متاثرہ اثرات کے تئیں حساس بناتی ہے، خاص طور پر ڈائی الیکٹرک میڈیم کے چارج ہونے کے اثرات کے تئیں۔ آپریشن کے دوران، آئنائزنگ تابکاری، ڈیٹیکٹر میں توانائی جمع کرتی ہے، جس سے الیکٹران ایولانچ کی تشکیل شروع ہوتی ہے۔

یہ عمل کیپٹن فوائل پر چارج کے جمع ہونے کا سبب بنتا ہے، جو کہ جی ای ایم کے سوراخوں میں برقی میدان( الیکٹرک فیلڈ) کو بڑھاتا ہے۔یہ وہ بنیادی فیلڈ ہے جہاں الیکٹران کی ضرب ہوتی ہے۔ الیکٹرک فیلڈ میں اس اضافے سے ڈیٹیکٹر کی گین اور کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ وقت کے ساتھ، ایک متحرک توازن قائم ہو جاتا ہے، جو گین کو مستحکم کرتا ہے اور ڈیٹیکٹر کی کارکردگی کو مستقل رکھتا ہے۔

ہندوستان پر مستقبل میں ایف اے آئی آر کے کمپریسڈ بیریونک مَیٹر(سی بی ایم) تجربے میں استعمال ہونے والے تمام جی ای ایم چیمبروں کی تعمیر کی مکمل ذمہ داری ہےاور یہ چیمبر بہت زیادہ تابکاری والے ماحول میں آپریٹ ہوں گے۔ اس کے لیے، جی ای ایم ڈیٹیکٹرز میں چارج ہونے کے اثرات کو بہتر طور پر سمجھنا ضروری ہے، جو ایک ایسا مظہر ہے جس کو ابھی تک مکمل طور پر نہیں سمجھا جا سکا ہے۔

شکل 1: جی ای ایم سوراخ کے اندر کیپٹن فوائل پر چارج کے جمع ہونے کا اسکیمیٹک۔ کیپٹن کی سطح پر چارجز کا متحرک طور پر جمع ہونا برقی میدان کو بڑھاتا ہے اور اس کے نتیجے میں چیمبر کی گین میں اضافہ ہوتا ہے۔

اس مظہر کی تحقیقات کے لیے، ڈاکٹر سائیکت بسواس اور ان کے پی ایچ ڈی طالب علم ڈاکٹر سیاک چٹرجی نے اپنے دیگر شریک کاروں کے ساتھ، جو کہ بوس انسٹی ٹیوٹ سے تعلق رکھتے ہیں اور جو وزارت سائنس و ٹیکنالوجی (ڈی ایس ڈی)، حکومت ہند کے تحت ایک خودمختار ادارہ ہے، کیپٹن فوائل پر چارج ہونے کے اثرات اور اس کے بعد ڈیٹیکٹر کی کارکردگی پر اس کے اثرات کی گہری تحقیقات کی۔

بوس انسٹی ٹیوٹ کے ڈیارٹمنٹ آف فزیکل سائنسز کی ٹیم نے ایک خصوصی تجرباتی سیٹ اپ تیار کیا تاکہ ٹرپل  جی ایایم ڈیٹیکٹرز میں چارج ہونے کے اثرات کا مطالعہ کیا جا سکے، جس میں اس کی گین میں تبدیلی کو وقت کے لحاظ سے جانچا گیا۔

چارج ہونے کے اثرات کے تجزیے سے یہ بات سامنے آئی کہ جیسے جیسے ڈیٹیکٹر کی گین (پرائمری چارجز اور ریڈآؤٹ بورڈ کے ذریعے ڈیٹیکٹ کیے گئے چارجز کا تناسب) یا تابکاری کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے، چارج ہونے کا وقت نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے۔ اس رویے کو ذرات کی زیادہ کثافتوں سے جوڑا گیا، جس نے جی ای ایم سوراخوں میں چارج کے توازن کو تیز تر بنانے میں مدد دی۔

(بی)

 

شکل 2:  (الف) وقت کے طور پر معمولی گین کی تبدیلی کو پولینومیل فنکشن کے ساتھ فٹ کیا گیا ہے تاکہ ڈی ایم  ٹرپل جی ای ایم چیمبر کے چارج ہونے کے وقت (پی ٹو) کو نکالا جا سکے۔  (ب) ڈی ایم ٹرپل جی ای ایم چیمبروں کے چارج ہونے کے وقت کی تبدیلی کو ایف ای-55 سورس سے تابکاری کی شرحوں کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے، جس میں ایک مقررہ ڈیٹیکٹر گین ~ 5000 پر قائم رکھا گیا ہے۔

اس مطالعے کے نتائج جی ای ایم ڈیٹیکٹرز کے رویے میں تبدیلیوں کی پیش گوئی کے لیے قیمتی بصیرت فراہم کرتے ہیں، جو کہ ہائی ریٹ تجربات میں اہم اجزاء ہیں جب انہیں بیرونی تابکاری کے زیر اثر لایا جاتا ہے۔ یہ بصیرتیں خاص طور پر تابکاری سے بھرپور ماحول میں جیسے کہ ایف اے آئی آر، جرمنی میں سی بی ایم تجربہ، میں جی ای ایم چیمبروں کے ڈیزائن کے حوالے سے خیالات اور آپریٹنگ پیرامیٹرز کو آگاہ کریں گی۔ یہ نتائج نہ صرف سی بی ایم تجربے کے لیے اہم ہیں بلکہ دیگر ہائی ریٹ تجربات کے لیے بھی اہم ہیں جہاں جی ای ایم کا استعمال کیا جائے گا۔

شکل 3: ڈی ایم اور  ایس ایم  ٹرپل جی ای ایم چیمبروں کے چارج ہونے کے وقت کی تبدیلی کو چیمبروں کی گین کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے ایف ای-55 ایکسرے سورس کا استعمال کرتے ہوئے مختلف تابکاری کی شرحوں کے ساتھ ۔

محققین اپنے کام کو مزید بڑھانے کا منصوبہ رکھتے ہیں تاکہ جی ای ایم فوائل کی جیومیٹری کے چارج ہونے کے اثرات پر پڑنے والے اثرات کا جائزہ لیا جا سکے اور مختلف اقسام کی تابکاری کے تحت رویے میں تبدیلیوں کا مطالعہ کیا جا سکے، جو لیبارٹری سیٹ اپس کی صلاحیتوں سے آگے بڑھتا ہے۔ جرنل آف انسٹرومنٹیشن اور نیوکلیئر انسٹرومنٹس اینڈ میتھڈز ان فزکس ریسرچ سیکشن اے میں شائع ہونے والے یہ مطالعات مقامی گیسوں کے ڈیٹیکٹر کی ترقی کے لیے اہم سنگ میل ہیں۔

*********************

 

UR-6318

(ش ح۔ م م ۔ص ج)

(Release ID: 2101225) Visitor Counter : 32