ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Энергетическая градуировка g-спектрометрического комплекса
Используя данные табл. 2.1, построить график зависимости энергии g-квантов Е, потерянной в детекторе, от номера канала анализатора n (наносятся номера каналов n0, в которых находятся максимумы ППП и соответствующие им значения энергии Е испускаемых g-квантов). Убедиться в том, что номер канала анализатора линейно связан с энергией поглотившегося g-кванта. В дальнейших вычислениях вместо номера канала используется значение энергии g-кванта, поглотившейся в детекторе.
2. Определение энергетического разрешенияg-спектро-метра
По данным табл. 2.1 найти абсолютное разрешение спектрометра DЕ (Dn)и относительное разрешение h = для всех значений энергий, представленных в табл. 2.1. Результаты занести в табл. 2.4. Нанести полученные данные на график с осями координат х = ; y = .
Определить константы d и С в соотношении (2.2), рассчитав их по методу наименьших квадратов (см. прил. п3). Уравнение прямой = . . . + . . . записать в табл. 2.4. Провести вычисленную прямую y = dх + С в координатах и , убедиться в том, что прямая проходит в максимальной близости ко всем экспериментальным точкам.
По полученной аппроксимирующей формуле рассчитать относительное энергетическое разрешение для значений Е, представленных в табл. 2.4, и сравнить его с экспериментальным (DЕ/Е)экс, полученным в результате измерений, и с теоретическим пределом, вычисленным по формуле (2.1) (принять среднюю энергию образования пары носителей в Ge равной w = 2 эВ, а фактор Фано F = 0,06). Все полученные результаты занести в табл. 2.4.
Таблица 2.4
Абсолютное (DЕ) и относительное (DЕ/Е) энергетическое
разрешение
Еg, кэВ | DЕ, кэВ | (DЕ/Е)экс | 1/Е | = d/Е + С | (DЕ/Е)аппр. | (DЕ/Е)теор. = 2,35× | |
= . . . + . . . . |
- Определение эффективности спектрометра
Рассчитать активность градуировочных источниковна момент измерений. Паспортные данные градуировочных источников представлены в табл. 1.5. Расчет провести по формуле
,
где (Т1/2)i – период полураспада i-го градуировочного источника;
А0i – активность источника на момент аттестации, Бк;
t – время от момента аттестации до момента измерения.
Полученные данные занести в табл. 2.5.
Используя результаты измерений, представленные в табл. 2.2, и данные об активности градуировочных источников (табл. 2.5), по формуле (1.16) рассчитать эффективность спектрометра в ППП eППП и lneППП, полученные данные занести в табл. 2.6.
Нанести полученные данные на график с координатами x = lnE, y = lneППП.
Методом наименьших квадратов рассчитать значения коэффициентов А и b в формуле (2.6) зависимости эффективности спектрометра в ППП от энергии g-квантов. Уравнение прямой (2.6) с рассчитанными коэффициентами записать в табл. 2.6.
Таблица 2.5
Характеристики образцовых градуировочных источников
№ | Нуклид | Eg, кэВ | Выход на распад, % | Т1/2 | Активность на момент аттестации, Бк | Активность на момент измерений, Бк |
22Na | 2,6 лет | 1,02×105 на 14.09.06 | ||||
137Cs | 85,1 | 30 лет | 0,96×105 на 04.09.86 | |||
60Co | 5,27 лет | 0,989×105 на 29.09.06 | ||||
Таблица 2.6
Параметр | Энергия Е, кэВ | |||||
xi = lnEi | = | = | ||||
eППП(Ei) | ||||||
yi = lneППП(Ei) | = | = | ||||
eППП(Ei)рассч. | ||||||
lneППП(Ei) = . . . lnE + . . . . |
Провести вычисленную прямую в координатах х = lnE и y = lne(E), убедиться в том, что прямая проходит в максимальной близости ко всем экспериментальным точкам.
Рассчитать и отметить на графике «флажки» погрешности определения эффективности регистрации s(eППП) = (см. прил., п.2).
4. Определение активности объемного источника.
· Используя полученную в п.3 формулу для расчета эффективности спектрометра для точечного источника, находящегося на расстоянии 6 см от детектора lneППП = . . . lnE + . . . , найти значения eППП для энергий g-кантов 356 и 384 кэВ (принадлежащих нуклиду 133Ва). Полученные значения занести в табл. 2.3.
· Используя данные измерений (табл. 2.3), рассчитать удельную активность объемного источника 133Ва, нижняя поверхность которого находится на расстоянии 5 см от поверхности детектора по формуле
А = ,
где SППП – площадь под ППП;
t – время набора спектра, с;
m – масса образца (в данном случае m = 29,5 г);
h – квантовый выход;
eоб. – эффективность спектрометра для объемного источника.
Эффективность спектрометра для объемного источника (Æ5 и толщина 1,5 см) можно приблизительно вычислить по формуле (2.3).
Рассчитать удельную активность А источника 133Ва по двум g-линиям: 356 и 385 кэВ. Данные занести в табл. 2.3 и сравнить.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Преимущества полупроводниковых детекторов по сравнению с другими детекторами ионизирующих излучений.
2. Удельное сопротивление и собственная проводимость полупроводников.
3. Примесная проводимость полупроводникового детектора. Акцепторные и донорные примеси. Электронный и дырочный типы проводимости.
4. Образование р-n-перехода в полупроводниковом детекторе.
5. Распределение импульсов в пике полного поглощения. Гауссиан.
6. Энергетическое разрешение полупроводниковых детекторов (абсолютное и относительное). Теоретический предел энергетического разрешения. Зависимость относительного энергетического разрешения от энергии g-квантов. Условие разрешимости двух отдельных пиков.
7. Эффективность спектрометра. Зависимость эффективности спектрометра от энергии g-квантов.
8. Задачи, решаемые с помощью спектрометрических методов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брегадзе Ю.И., Степанов Э.К., Ярына В.П. Прикладная метрология ионизирующих излучений. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
2. Полупроводниковые детекторы в экспериментальной физике/Под ред. Ю.К.Акимова. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
3. Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. – М.: Атомиздат (любое издание).
Работа 3. БЕТА-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СТРОНЦИЯ-90 В ПРОБАХ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
Дата добавления: 2014-12-02; просмотров: 1463;