Scintilační gama spektrometrie



Podobné dokumenty
REGULACE EL. POHONŮ Stabilita a tlumení. Obr. 1. Schéma uzavřené regulační smyčky. Obr. 2. Ukazatele kvality regulace

1 Základní pojmy a vztahy

CENÍK SLUŽBA ETHERNET. Účinnost od Ceny uvedeny bez i s 20% DPH 1. PODMÍNKY

Měření momentu setrvačnosti z doby kmitu

ČÁST PÁTÁ POZEMKY V KATASTRU NEMOVITOSTÍ

1.7. Mechanické kmitání

Ústav fyziky a měřicí techniky Laboratoř chemických vodivostních senzorů. Měření elektrofyzikálních parametrů krystalových rezonátorů

1. POLOVODIČOVÁ DIODA 1N4148 JAKO USMĚRŇOVAČ

Studie proveditelnosti. Marketingová analýza trhu

a činitel stabilizace p u

ZATÍŽENÍ SNĚHEM A VĚTREM

Základní ustanovení. změněno s účinností od poznámka vyhláškou č. 289/2013 Sb a) mezi přepravní soustavou a

VYUŽITÍ MATLABU PŘI NÁVRHU FUZZY LOGICKÉHO REGULÁTORU. Ing. Aleš Hrdlička

doc. Dr. Ing. Elias TOMEH

Pravidla o poskytování a rozúčtování plnění nezbytných při užívání bytových a nebytových jednotek v domech s byty.

Úvod do zpracování měření

SYLABUS PŘEDNÁŠKY 6b Z INŽENÝRSKÉ GEODÉZIE (Polohové vytyčování) 4. ročník bakalářského studia studijní program G studijní obor G

PRAKTIKUM... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Odevzdal dne: Seznam použité literatury 0 1. Celkem max.

- regulátor teploty vratné vody se záznamem teploty

Vyvažování tuhého rotoru v jedné rovině přístrojem Adash Vibrio

Fyzikální praktikum...

Pracovní návrh. VYHLÁŠKA Ministerstva práce a sociálních věcí. ze dne o hygienických požadavcích na prostory a provoz dětské skupiny do 12 dětí

Ploché výrobky z konstrukčních ocelí s vyšší mezí kluzu po zušlechťování technické dodací podmínky

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny

TALISMAN. (dále také jen TAL 5.0 )

N á v r h VYHLÁŠKA. ze dne 2015,

c sin Příklad 2 : v trojúhelníku ABC platí : a = 11,6 dm, c = 9 dm, α = Vypočtěte stranu b a zbývající úhly.

Statistika ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA DOPRAVNÍ. Jiří Volf, Adam Kratochvíl, Kateřina Žáková. Semestrální práce - 0 -

Obchodní podmínky. sídlo.(dále jen zhotovitel) I. Základní ustanovení

METODICKÉ POKYNY PRO AKREDITACI

Znalecký posudek č /10 o odhadu tržní hodnoty nemovitosti (obvyklé ceny) pro účel exekučního řízení

OBEC HORNÍ MĚSTO Spisový řád

Nařizování exekuce a pověření exekutora

KLADENÍ VEDENÍ. VŠB TU Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra obecné elektrotechniky

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2009/76/ES

MDT xxx TECHNICKÁ NORMA ŽELEZNIC Schválena: Ochrana zabezpečovacích zařízení před požárem

ZEMNÍ ODPOR ZEMNIČE REZISTIVITA PŮDY

Měření impedancí v silnoproudých instalacích

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

KUPNÍ SMLOUVA. dle 409 a násl. zákona č. 513/1991 Sb., obchodního zákoníku, ve znění pozdějších předpisů (dále jen obchodní zákoník ) Smluvní strany:

Radioaktivita a ochrana před zářením

1.11 Vliv intenzity záření na výkon fotovoltaických článků

Znalecký posudek č /15 o odhadu tržní hodnoty nemovitosti (obvyklé ceny) pro účel exekučního řízení pro exekutora JUDr.

Protokol č. 33/10. Zkouška tepelného výkonu, stanovení účinnosti, zkouška přetížení krbová vložka KV 025G/TV

Měření základních vlastností OZ

269/2015 Sb. VYHLÁŠKA

Mechanismy. Vazby členů v mechanismech (v rovině):

MECHANICKÁ PRÁCE A ENERGIE

Tel/fax: IČO:

Metodika kontroly naplněnosti pracovních míst

VY_52_INOVACE_2NOV57. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 9.

Oblastní stavební bytové družstvo, Jeronýmova 425/15, Děčín IV

Instrukce Měření umělého osvětlení

ODŮVODNĚNÍ VEŘEJNÉ ZAKÁZKY DLE 156 ZÁKONA 137/2006 Sb., O VEŘEJNÝCH ZAKÁZKÁCH

Výzva k podání nabídky a k prokázání kvalifikace pro VZ malého rozsahu

I. Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb

I. OBECNÁ USTANOVENÍ II. POSTUP PŘI UZAVÍRÁNÍ SMLOUVY

ŘÍMSKOKATOLICKÁ FARNOST CITOV, IČ , doručovací adresa ROKYTNICE č.130

ANGLICKÝ VÝROBCE DIGITÁLNÍHO ODMĚŘOVÁNÍ POLOHY S 10 LETOU ZÁRUKOU NA LINEÁRNÍ STUPNICE

Znalecký posudek č /10 o odhadu tržní hodnoty nemovitosti (obvyklé ceny) pro účel exekučního řízení pro exekutora Mgr.

Pokyny České pošty pro označování Doporučených zásilek čárovými kódy

Stanovení optimálních teplot výpalu vápenců z různých lokalit a jejich souvislostí s fyzikálními vlastnostmi vápenců

S B Í R K A O B S A H :

Elektrické. MP - Ampérmetr A U I R. Naměřená hodnota proudu 5 A znamená, že měřená veličina je 5 x větší než jednotka - A

Obec BYŠICE. Obecně závazná vyhláška obce Byšice č. 2/2011

Elektromagnetický oscilátor

PALETOVÉ REGÁLY SUPERBUILD NÁVOD NA MONTÁŽ

Cenový předpis Ministerstva zdravotnictví 2/2008/FAR ze dne 12. května 2008, o regulaci cen zdravotnických prostředků. I. Pojmy

Navařování korozivzdorných trvrdonávarů pro rotační díly plunžrů hydraulických lisů. Zbyněk Bunda

Městský úřad Nasavrky

VÍCEÚČELOVÉHO SPORTOVNÍHO AREÁLU OBCE HŘEBEČ

( ) Úloha č. 9. Měření rychlosti zvuku a Poissonovy konstanty

VŠEOBECNÉ OBCHODNÍ PODMÍNKY

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze. Spektrum gama záření Rentgenová fluorescenční spektroskopie

Znalecký posudek č /15 o odhadu tržní hodnoty nemovitosti (obvyklé ceny) pro účel exekučního řízení

Všeobecně lze říci, že EUCOR má několikanásobně vyšší odolnost proti otěru než tavený čedič a řádově vyšší než speciální legované ocele a litiny.

DYNAMICKÉ VÝPOČTY PROGRAMEM ESA PT

MS měření teploty 1. METODY MĚŘENÍ TEPLOTY: Nepřímá Přímá - Termoelektrické snímače - Odporové kovové snímače - Odporové polovodičové

Fraktální analýza tiskových struktur

Investice a akvizice

OBCHODNÍ PODMÍNKY. Obchodní podmínky pro prodej zboží prostřednictvím internetového obchodu umístěného na internetové adrese

VÁŠ DOPIS ZN./ZE DNE Č. J., SPISOVÁ ZNAČKA VYŘIZUJE/LINKA ŽĎÁR NAD SÁZAVOU OD/633/15/LK Ing.Koubek / R O Z H O D N U T Í

o místních poplatcích

L 110/18 Úřední věstník Evropské unie

STÍRÁNÍ NEČISTOT, OLEJŮ A EMULZÍ Z KOVOVÝCH PÁSŮ VE VÁLCOVNÁCH ZA STUDENA

Možnosti stanovení příčné tuhosti flexi-coil pružin

AMC/IEM HLAVA B PŘÍKLAD OZNAČENÍ PŘÍMOČARÉHO POHYBU K OTEVÍRÁNÍ

KAPITOLA 6.3 POŽADAVKY NA KONSTRUKCI A ZKOUŠENÍ OBALŮ PRO INFEKČNÍ LÁTKY KATEGORIE A TŘÍDY 6.2

Provozní řád mateřské školy

Čl. 3 Poskytnutí finančních prostředků vyčleněných na rozvojový program Čl. 4 Předkládání žádostí, poskytování dotací, časové určení programu

Zadávací dokumentace k veřejné zakázce

PRAVIDLA PRO VYBAVENÍ ZÁVODIŠTĚ

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny

Všeobecné obchodní podmínky pro velkoobchod společnosti M & V, spol. s r.o.

úzkým propojením se rozumí stav, kdy jsou dvě nebo více fyzických či právnických osob spojeny:

PARAMETRICKÁ STUDIE PRŮBĚHU RYCHLOSTI PROUDĚNÍ V PULTOVÉ DVOUPLÁŠŤOVÉ PROVĚTRÁVANÉ STŘEŠE NA VSTUPNÍ RYCHLOSTI

ČESKÁ ŠKOLNÍ INSPEKCE. Inspekční zpráva

METODICKÉ DOPORUČENÍ Ministerstva vnitra. ze dne 17. prosince 2015

Řešené příklady z OPTIKY II

Transkript:

1 Scintilační gama pektrometrie Úkolem cintilační pektrometrie záření γ může být - tanovení energií fotonů interagujících e cintilačním detektorem a - analýzou energetického pektra určení radionuklidů a tanovení jejich aktivity. Rozpadová chémata Každý radionuklid při amovolné radioaktivní přeměně emituje záření. Způob přeměny radionuklidu dokládají rozpadová chémata, jejichž příklady jou na obr. 1 a obr. 2. 137 C 30,1r 60 Co * 10,47min β - 1,18 0,518 137 Ba * 156 0,662 β - 60 Co 1,56 1925,7d 0,31 1,48 2,505 137 Ba Obr. 1. Rozpadové chéma 137 C 8 10-13 1,332 60 i Obr. 2. Rozpadové chéma 60 Co V uvedených rozpadových chématech jou šikmými čarami zakreleny přechody pojené emií záření β - (E max v MeV) a kolmými čarami přechody emií záření γ (včetně přílušných energetických tavů v MeV vůči základnímu tavu 0). ři přeměně 137 C je emitováno záření γ energií 661,62 kev pravděpodobnotí emie p γ = 0,851 a při přeměně 60 Co jou emitovány fotony záření γ o energii 1173,24 kev, pravděpodobnotí emie p γ = 0,9985, a o energii 1332,50 kev, pravděpodobnotí emie p γ = 0,9998. Uvedené abolutní hodnoty pravděpodobnotí emie nejou uvedeny na obr. 1 a 2. Zjednodušeně lze uvét, že na 1 přeměnu radionuklidu 60 Co budou tak emitovány téměř 2 fotony, což je nutné i uvědomit, ohledem na definici aktivity, která je založena na přeměnách (rozpadech) jader a nikoli na počtu čátic, které přeměnu provázejí. Scintilační γ pektrometrie a analýza energetického pektra a výtupu mnohokanálového analyzátoru zíkáme diferenciální amplitudové pektrum d/dh, kde je počet impulů a H amplituda impulu, jehož příklad je na obr. 3.

2 Obr. 3. Amplitudové pektrum, kde je počet impulů a H je kanál Amplitudové pektrum zachycuje všechny interakční procey fotonů, ke kterým v detektoru - cintilátoru došlo. roto hrneme důledky interakce fotonů ve vztahu ke pektrometrii. Fotoefekt je proce zániku původního fotonu a předání jeho energie elektronu ve cintilátoru. Celá energie fotonu e deponuje ve cintilátoru a jí pak v amplitudovém pektru odpovídá tzv. pík totální aborpce rep. fotopík. ři Comptonově rozptylu e energie fotonu rozdělí mezi rozptýlený foton a elektron v záviloti na úhlu, o který e odchýlí foton od měru původního letu. echť do cintilačního detektoru ai:tl dopadaly monoenergetické fotony energií 661,62 kev, které emituje radionuklid 137 C. Odpovídající energetické pektrum je obr. 4. Obr. 4. Energetické pektrum záření gama radionuklidu 137 C emitujícího fotony energií E 662 kev naměřené cintilačním detektorem ai:tl (čárkovaně); jeho teoretický průběh (tučně). Ve pektru na obr. 4 jou na oe x vyneeny energie interagujících fotonů v detektoru. Toto pektrum vzniklo kalibrací původního amplitudového pektra (obr. 3). Kalibrací rozumíme určení záviloti velikoti amplitud impulů (číla kanálu) H odpovídajících maximům píků totální aborpce na energiích E monoenergetických fotonů. Tato závilot je lineární ve tvaru E = a H + b, kde a, b jou kontanty charakterizující

3 pektrometr. Hledaná závilot e tanovuje experimentálně zpravidla v proceduře energetická kalibrace pomocí ady monoenergetických zářičů nebo zářičů emitujících fotony dvou dotatečně vzdálených energií (obr. 5). Ve cintilační pektrometrii fotonového záření e čato užívají zářiče 241 Am (59,5 kev), 137 C (661,6 kev) a 22 a (511 + 1274,5 kev), přičemž v závorkách byly uvedeny energie E emitovaných fotonů. Energie (MeV) kanál 1,33 560 1,17 496 0,66 280 Obr. 5. Energetická kalibrace pektrometru pomocí zářičů 137 C a 60 Co. Comptonovo kontinuum na obr. 4 zachycuje všechny alternativy Comptonova rozptylu při interakci fotonů o energii 662 kev ve cintilátoru, tj. rozptyly fotonů pod všemi úhly. Mezní ituace rozptyl pod úhlem 180 o je vyznačen na obr. 4; při něm je elektronu předána maximální energie 478 kev (proto teoreticky Comptonova hrana) a foton odnáší zbývající čát vé původní energie, tj. 184 kev. Spektrum na obr. 4 zachycuje i další efekty, ke kterým ve cintilátoru ai:tl došlo: únik fotonů ze cintilátoru pojený emií charakteritického záření jódem (~29 kev). Dále pozorujeme regitraci charakteritického záření K érie dceřiného nuklidu 137 Ba (~32 kev), vznikajícího dle rozpadového chématu na obr. 1, a také regitraci K érie charakteritického záření b (~77 kev), jetliže měření probíhalo v olověném tínění. Hlavní příčinou neouladu mezi teoretickým a experimentálně zjištěným průběhem pektra je poměrně malá energetická rozlišovací chopnot cintilačního detektoru. Energetická rozlišovací chopnot je určena poměrem šířky píku totální aborpce E v jeho poloviční výšce (tzv. FWHM = Full Width at Half Maximum) a energie E regitrovaného monoenergetického záření a vyjadřuje e v %. Způob tanovení (relativní) energetické rozlišovací chopnoti, rep. jen FWHM, ilutruje obr. 6. Energetická rozlišovací chopnot rotoucí energií fotonů kleá. Obr. 6. Čát energetického pektra 137 C (pozadí bylo odečteno) a způob tanovení energetické rozlišovací chopnoti (rep. FWHM) podle její definice.

4 oloha píku totální aborpce v energetickém pektru tak umožňuje identifikovat radionuklidy, které přílušné monoenergetické fotony emitovaly. očet regitrovaných impulů v píku totální aborpce přílušného radionuklidu pokytuje potom informaci o aktivitách měřených radionuklidů za předpokladu, že při jejich tanovení zohledníme všechny podmínky, které mohly ovlivnit měření. Základním požadavkem pro zjištění počtu impulů v píku totální aborpce je tanovení čitého počtu impulů odečtením impulů pozadí v celé energetické oblati pektra tzv. ROI, která obahuje pík. Schématicky je tento potup znázorněn na obr. 7. Obr. 7. otup zjištění čitého počtu impulů C i v píku totální aborpce. Celkový čitý počet impulů =, kde je celkový počet impulů a je celkové pozadí v ROI. Stanovit aktivitu neznámého radionuklidu je možné dvojím způobem: relativní a abolutní metodou. ři relativní metodě e vychází z porovnání naměřeného energetického pektra (píků totální aborpce), které pokytl tzv. tandard či etalon (vzorek, jehož aktivitu známe) a energetického pektra neznámého radionuklidu. ejjednodušší bude případ, kdy neznámý vzorek bude obahovat tejný radionuklid jako tandard a bude mít geometricky hodnou formu a také měření jeho energetického pektra bude probíhat za zcela hodných podmínek jako měření e tandardem. Aktivitu neznámého vzorku A určíme pomocí známé aktivity tandardu A (k čau měření ovšem) podle vztahu n A A n n n n = =, (1) kde je celkový počet impulů v píku totální aborpce (ROI) a odpovídající pozadí, přičemž indexy označují vzorek (n), nebo tandard (). Jakoukoli odchylku v podmínkách měření vzorku ve rovnání e tandardem je nutno korigovat. K tomuto účelu louží korekční faktory, pomocí kterých je pak nutno přepočítat aktivitu vzorku. ejčatěji uplatňovanou korekcí je korekce na změnu geometrických podmínek měření (vzdálenot vzorku od detektoru a tvar vzorku). Relativní tanovení aktivity nepředpokládá nutně, aby vzorek obahoval tejný radionuklid jako tandard, ovšem ohledem na energetickou závilot detekční účinnoti detektoru pokytne tato relativní metoda upokojivé výledky pouze v případě, kdy budou porovnávané píky totální aborpce v energetických pektrech vzájemně blízké (vzdáleny od ebe do max. ± 10 %). V tomto případě bude na mítě také provedení odpovídajících korekcí na různé výtěžky fotonů o dané energii.

5 Stanovení aktivity neznámého vzorku abolutní metodou předchází nejprve identifikace radionuklidů, které vzorek obahuje. Omezíme-li e dále pouze na tanovení aktivity neznámého vzorku, který může být považován za bodový izotropní zářič a zelabení záření mezi zářičem a detektorem lze zanedbat, pak pro jeho aktivitu A [Bq] platí: n kde t p γ η Ω n n 4π An [ Bq] =, (2) t[] η Ω je tzv. live ča měření v (ča korigovaný na mrtvou dobu detektoru), je pravděpodobnot emie (výtěžek) fotonů o dané energii, je detekční účinnot detektoru v přílušném píku totální aborpce, je protorový úhel, pod kterým zářič ozařuje detektor. p γ Je-li d vzdálenot bodového zářiče umítěného v oe detektoru od jeho čela a r poloměr detektoru, pak 2 d r Ω = 2π 1 a pro d >> r platí Ω = π. 2 2 2 d + r d Elektronická měřící traa (cintilační pektrometr) cintilační detektor (ai:tl) ytém DigiBASE-K-1 (výrobce ORTEC) připojený k USB notebooku řídícím oftware Maetro (ORTEC). Úloha 1. Určení neznámého radionuklidu cintilační gama pektrometrií okyny k potupu a vyhodnocení měření a ke zpracování protokolu omocí řídícího programu Maetro natavte pracovní charakteritiky pektrometru tak, aby pík totální aborpce etalonu 137 C byl oblati kanálu 300. omocí etalonů 241 Am a 137 C proveďte energetickou kalibraci pektrometru. Stanovte energetickou rozlišovací chopnot pektrometru pro energii záření gama 662 kev 137 C. omocí vetavěné knihovny řídícího programu identifikujte neznámý zářič. Součátí protokolu budou všechny použité pracovní charakteritiky pektrometru, graf energetické kalibrace včetně analytického tvaru regrení křivky a všechna naměřená energetická pektra. Ve pektru etalonu 137 C bude vyznačen způob tanovení energetické rozlišovací chopnoti a ve pektru neznámého zářiče gama bude navíc označena Comptonova hrana a pík zpětného rozptylu. Úloha 2. Stanovení aktivity vzorku relativní a abolutní metodou okyny k potupu a vyhodnocení měření a ke zpracování protokolu ejprve potupujte bodle prvních dvou bodů předchozí úlohy. Stanovte aktivitu neznámého vzorku relativní metodou dle vztahu (1) a abolutní metodou dle vztahu (2) všechny nezbytné konkrétní hodnoty rep. vlatnoti včetně detekčních účinnotí dělí vedoucí cvičení. Součátí protokolu budou všechny použité pracovní charakteritiky pektrometru, naměřená energetická pektra a údaje použité k výpočtům. Aktivity budou tanoveny včetně tandardních nejitot.