Polovodičová spektroskopie ionizujícího záření

1. Polovodičová spektroskopie ionizujícího záření 3 Josef Dočkal , Růžek Lukáš

2. Připomenutí • 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.

3. Alfa částice • 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.

4. Detekce Alfa záření 1/2 • Alfa záření detekujeme křemíkovým detektorem při pokojové teplotě,za nízkého tlaku a vysokého napětí. K dispozici máme tento detektor.

5. Detekce Alfa záření 2/2 • 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.

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

7. Ze předu Ze zadu Nákresy pohledů na alfa spektrometr

8. 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.

9. ___ _______ -spočítání rozlišení detektoru -Spočítání účinnosti detektoru(Geometrické, vlastní, celkové)

10. Rozlišení detektoru -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

11. Geometrická účinnost -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%

12. Vlastní účinnost -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%

13. Celková účinnost -Celková účinnost představuje součiny účinnosti geometrické a vlastní.

14. Cíle • Vše zdokonalit pro poslední prezentaci • Naměřit více hodnot pro přesnost našich výpočtů • Sepsat manuál k Ciceru

15. Děkujeme za pozornost