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 n ₀, 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 разрешения g-спектро-метра

По данным табл. 2.1 найти абсолютное разрешение спектрометра D Е (D n)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 = d х + 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 (D Е / 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 (D Е) и относительное (D Е / Е) энергетическое

разрешение

Е g, кэВ	D Е, кэВ	(D Е / Е)экс	1/ Е		= d/Е + С	(D Е / Е)аппр.	(D Е / Е)теор. = 2,35×
=... +....

1. Определение эффективности спектрометра

Рассчитать активность градуировочных источников на момент измерений. Паспортные данные градуировочных источников представлены в табл. 1.5. Расчет провести по формуле

,

где (Т _1/2) _i – период полураспада i -го градуировочного источника;

А _0i – 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 e_ППП и lne_ППП, полученные данные занести в табл. 2.6.

Нанести полученные данные на график с координатами x = ln E, y = lne_ППП.

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	E g, кэВ	Выход на распад, %	Т 1/2	Активность на момент аттестации, Бк	Активность на момент измерений, Бк
	^22Na			2,6 лет	1,02×10^5 на 14.09.06
	^137Cs		85,1	30 лет	0,96×10^5 на 04.09.86
	^60Co			5,27 лет	0,989×10^5 на 29.09.06

Таблица 2.6

Параметр	Энергия Е, кэВ
xi = ln Ei					=	=
eППП(Ei)
yi = lneППП(Ei)					=	=
eППП(Ei)рассч.
lneППП(Ei) =... ln E +....

Провести вычисленную прямую в координатах х = ln E 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(e_ППП) = (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 lne_ППП =... ln E +..., найти значения e_ППП 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 S _ППП – площадь под ППП;

t – время набора спектра, с;

m – масса образца (в данном случае m = 29,5 г);

h – квантовый выход;

e_об. – 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: 2014-12-08