polovodičová spektroskopie ionizujícího záření

Josef Dočkal , Růžek Lukáš

Naše hlavní úkoly jsou detekce alfa záření, změření spektra radioaktivních prvků a na konec vše porovnat s jinými metodami detekce.

K těmto úkolům máme k dispozici alfa spektrometr, vývěvu, Cicero, převaděč, počítač a zkoumaný vzorek.

Jako částice alfa označujeme jádro helia. Jde vlastně o atom helia, z něhož byl odstraněn elektronový obal.

Alfa částice se označuje symbolem α nebo He2+.

Alfa částici tvoří dva protony a dva neutrony (alfa částice je tedy kladně nabitá s elektrickým nábojem +2e).

Proud α částic se označuje jako záření alfa.

Alfa záření detekujeme křemíkovým detektorem při pokojové teplotě,za nízkého tlaku a vysokého napětí. K dispozici máme tento detektor.

Signál převedeme za pomoci převaděčů do multikanálového analyzátoru Cicero, z něhož vedeme signál do PC,který zpracujeme v programu data studio.Tato celá metoda nám pomůže zjistit vlastnosti vzorku a energetické rozlišení detektoru.

-dva výstupy (energetický a počtový)-odesílá data analyzátoru-vzorek je umístěn v komoře spektrometru-Si(křemíkový) detektor-na display zobrazit různé informace

Ze předu

Ze zadu

Nákresy pohledů na alfa spektrometr

Grafy - grafy tvoříme pomocí programu Data studio - červený graf je spektrum Plutonium s kalibračními peaky - fialový graf je spektrum Americia s kalibračními peaky - kalibrační peaky nám pomáhají přepočítat kanály(napětí) na ose x na MeV.

-spočítání rozlišení detektoru

-Spočítání účinnosti detektoru(Geometrické, vlastní, celkové)

-Je to velikost intervalu, ve kterém jsou energie částic považovány za totožné.

-Počítá se tak, že v půlce maxima peaku zjistíme polovinu jeho šířky. Hodnota vyjde dle výběru, v MeV, KeV, eV (mega-, kilo-, elektronvolt).

-Na obrázku je rozlišení vyznačeno červeno-černou částí

Nám vyšlo rozlišení detektoru 31,75KeV

-Geometrická účinnost představuje poměr, kolik povrchu z celkového povrchu koule, připadne na detektor.

-Závisí na vzdálenosti vzorku od detektoru a na povrchu detektoru, přičemž je plocha zanedbatelná, tudíž se s aproximuje bodem.

-geometrická účinnost nám vyšla 8%

-Vlastní účinnost představuje kolik procent z částic, které jim projdou jsou zachyceny.

-Závisí, na vlastnostech materiálu, z jež je detektor vyroben, na jeho šířce.

-Měření se provádí tak, že vzorek se přiblíží co nejvíce k detektoru. Následně předpokládáme, že do detektoru vletí polovina částic emitovaných vzorkem. Výsledek je počet x=změřených částic/(Aktivita vzorku*čas/2)

Aktivita našeho vzorku 239Pu je 1,403kBq, přičemž jsme na detektoru změřili za čas 334s 81714částic. Z toho vyplívá že vlastní účinnost detektoru je 34,875%

-Celková účinnost představuje součiny účinnosti geometrické a vlastní.

Cíle

Vše zdokonalit pro poslední prezentaciNaměřit více hodnot pro přesnost našich

výpočtůSepsat manuál k Ciceru