espectrometría gamma (y)

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Espectrometría Y 201 3 Introducción La espectrometría gamma es un importante método para la determinación de la energía de la radiación gamma de una fuente. La mayoría de las fuentes radioactivas producen rayos gamma de varias energías e intensidades características de cada núcleo. La espectroscopia gamma se usa para determinar la identidad y la cantidad de estos emisores. 1

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La espectrometría gamma (Y) es un importante método para la determinación de la energía de la radiación gamma de una fuente. La mayoría de las fuentes radioactivas producen rayos gamma de varias energías e intensidades características de cada núcleo. La espectroscopia gamma se usa para determinar la identidad y la cantidad de estos emisores.

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Page 1: Espectrometría gamma (Y)

Espectrometría Y 2013

Introducción

La espectrometría gamma es un importante método para la determinación de la energía de la radiación gamma de una fuente. La mayoría de las fuentes radioactivas producen rayos gamma de varias energías e intensidades características de cada núcleo. La espectroscopia gamma se usa para determinar la identidad y la cantidad de estos emisores.

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Espectrometría Y 2013

PARTE TEÓRICA

La radiación gamma se caracteriza por no tener carga y por lo tanto, no producir ionización directa. La detección de los mismos depende estrictamente de interacciones entre el fotón y el material del detector. Cuando el gamma deposita su energía en él, produce electrones rápidos, los cuales son los portadores de información. Los mecanismos básicos de transferencia de energía son efecto fotoeléctrico, Compton y creación de pares. La información obtenida se grafica en un espectro de altura de pulsos. Las interacciones producen efectos distintos en un espectro. En el efecto fotoeléctrico se absorbe toda la energía del gamma, produciendo fotoelectrones. Esto produce un pico en el espectro, correspondiente a la energía del gamma (fotopico). En la interacción Compton, el gamma no es absorbido y el electrón se lleva parte de la energía. Por lo tanto, la radiación deposita una proporción de la energía en el detector. En la creación de pares, se generan un electrón y un positrón, generando un pico con una energía total menor en 1,022 MeV que la energía de la radiación gamma incidente. La energía umbral para este proceso es de 1,022Mev. De acuerdo a la geometría del detector pueden observarse otros picos, como el double escape, o single escape, en los cuales, los dos fotones provenientes de la aniquilación del positrón no son absorbidos, o uno si y el otro no respectivamente. Otro fenómeno interesante es el de backscattering, en el cual la radiación interacciona con otros elementos antes de ser detectados, produciendo picos de menor energía.

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Espectrometría Y 2013

Parte experimental

El valor teorico de nergias es :Eγ= 662 KeV

Cs 137 Cai Fotopico CbfCuenta 8355 12115 7666Canal 608.2 660.3 712.5

integral 635250

600 620 640 660 680 700 72075008000850090009500

100001050011000115001200012500

cuenta vs canal

cneta vs canal

TABLA Nº 2. Fotopico Nº2:

Co–60El valor teorioco de energíaes:Eγ= 1173 KeV

Co 137 Cai Fotopico CbfCuenta 6374 15363 5440Canal 1107.3 1169.9 1235.5

Cuentas netas 869709

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Espectrometría Y 2013

Calibración en eficiencia a bajas energías de los detectores γ:

Aplicando para el Co60:

CN=∑Cai

Cbf

Integral deárea−[ (Cai+Cbf )2

×Nº de canal ]

CNCo60=869709cuentas−[ (6374+5440 )cuentas2

× (1235,5−1104,3)]

¿94710,6cuentas

t 12

=5,3años t=11,5 año

Ateórica=Ao×e

−0,693t 12

× t

21,65 μCi×e−0,6935,3 a

×11,5 años=4,8 μCi=177,6 kBq

Ap=CN

t c%Pβ

Ap=94710,6 cuentas

30min×60 s1min

×1=52,62 Bq

%n=A practica

A teórica×100%= 52,62Bq

177,6kBq×100%=0,03%

De forma similar se realizan los cálculos para el Cs

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Espectrometría Y 2013

Isotopo canal CN Ap At %n E Ln(E) Ln (n)Cs 660.3 635250 411,32Bq 24,61kBq 1,67% 662 13.4 0.5Co 1169.9 94710,6 52,62Bq 177,6kBq 0.03% 1173 14.0 -3.5

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Espectrometría Y 2013

a. Calibracion de energias

660.2 660.4 660.6 660.8 661 661.2 661.4 661.6 661.8 662 662.21168

1169

1170

1171

1172

1173

1174

f(x) = 1.8235294117646 x − 34.1764705881676R² = 1

E vs Canal

b. calibración de eficiencias

c. muestra Canal 351 y canal 279 aplicando la ecuación de la grafica Ey vs Canal

canal Ey Ln(n) nfotopico 1 351 605.87 4.513 91.19

6

0 2 4 6 8 10 12 14 16

-5

0

5

10

15

f(x) = 1.35658914728682 x − 4.17829457364341

Ln(n) vs Ln(Eδ)

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Espectrometría Y 2013

fotopico 2 279.5 475.49 4.18 65.36

CONCLUSIONES

Con las energías y los canales de B obtenidos del instrumento se realizó la calibración de energías.

Con los canales obtenidos de la muestra problema se pudo obtener las energías respectivas esto debido a la ecuación obtenida de la calibración de energías.

En el análisis cuantitativo se pudo observar que la grafica obtenida es de orden

NOTA: debemos señalar que esta práctica no se realizar a todo cabalidad sin embargo se trabajaron los pocos datos que se obtuvieron y con ayuda de datos teóricos con el fin de tener nociones del análisis de información que se obtiene de la espectrometría gamma y las calibraciones correspondientes que este conlleva.

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