V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
RNDr.. Zmíníme zde některé problémy, nimiž se
obecně setkáváme při detekci záření různých druhů, energií intenzit.. Účinnou detekci lze
realizovat pomocí speciálních metod, např.
q Pozadí stínění detektoru
U každého reálného radiometru, tedy spektrometru, přes měřený signál (spektrum) překládá
a superponuje "nulový" signál pozadí (background).2008 12:15:06]
. Problémy nastávají, když měřené záření natolik slabé, srovnatelné s
intenzitou pozadí. Podrobnosti níže §2. proto přirozená snaha dosahovat nejlepšího energetického rozlišení spektrometrů..
Detekce záření podle druhu, energie intenzity
Volba detekčních metod přístrojů závisí přirozeně především vlastnostech záření, které chceme analyzovat na
druhu záření, energii jeho kvant jejich četnosti (intenzitě záření). Daří
se jen velmi omezeně detekovat pomocí rozsáhlých detekčních systémů viz §1.htm 54) [15.. Týká zvláště záření středních energií desítky stovky keV intenzity
cca 10÷104 fotonů/sekundu.
q Rozptýlené sekundární záření
Spolu primárním zářením, emitovaným studovaným jaderným procesem, vždy přítomno i
sekundární záření vznikající Comptonovým rozptylem, excitacemi deexcitacemi atomů jak v
samotném zdroji záření, tak materiálu detektoru (včetně clon vymezujících svazek záření).. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
Především jedná nedokonalou rozlišovací schopnost spektrometru, který nedokáže rozlišit
blízké energie záření.. Pro korektní měření musí být pozadí odečteno od
výsledného spektra..
♦ Korpuskulární záření p+
se detekuje obtížněji vlivem své malé pronikavosti látce obtížně dostává citlivého objemu detektoru, často
je absorbováno již materiálu samotného vzorku viz níže "Detekce záření alfa, beta"..
Toto konvoluční zkreslení projevuje jako rozmazání spektra, které zahlazuje příp.. použitím kapalných scintilátorů.
Odezvová rozlišovací funkce LSF(E,E´) (Line Spread Function) představuje odezvu spektrometru
na monoenergetické záření energie jednotkové intenzity δ(E -E´), kde Diracova δ-funkce. Používají elektronické
metody stabilizace zpětné vazbě... Měřené spektrum n(E) pak výsledkem konvoluce skutečného spektra N(E)
a odezvové funkce LSF(E,E´) spektrometru:
n(E) −Ąň+Ą
LSF(E,E´) N(E) dE´ .
Není však vždy možné, naráží omezení fyzikálního technického charakteru.
q Časové nestability
Časová proměnnost elektronických parametrů spektrometru může negativně ovlivnit přesnost
měření energií intenzit jednotlivých složek analyzovaného záření. špičkových
badatelských spektrometrů proto věnována velká pozornost elektrické stabilizaci napětí a
proudů, jakož stabilizaci teploty jednotlivých dílů spektrometru..
http://astronuklfyzika. Pozadí vnějšího prostoru lze výrazně
omezit důkladným stíněním detektoru.10. jemné detaily
ve spektru... Toto pozadí svůj původ jednak elektrickém
šumu spektrometru, jednak záření okolního prostoru (kosmické záření, zemské záření,
radioaktivita konstrukčních dílů spektrometru pod. .cz/DetekceSpektrometrie.4 "Scintilační detektory", pasáž "Spektrometrie záření gama")...5
"Polovodičové detektory".
q Nelinearita (energetická účinnostní)
Dalším vlivem, zkreslujícím tvar měřeného spektra, může být případná nelinearita energetické
odezvy spektrometru energetická závislost detekční účinnosti.2, část "Neutrina".
♦ Neutrinové záření
je nejobtížněji detekovatelné všech známých druhů záření, vzhledem krajně slabé interakci neutrin látkou...4 "Scintilační detekce spektrometrie záření gama", §2. Navíc rozlišení
a detekční účinnost (citlivost) spektrometru vzájemně konkurují, takže snaha dosažení co
nejlepšího rozlišení může neúnosně zhoršit detekční účinnost. .
Odezvová funkce LSF(E,E´) proměnné většinou zvonovitý tvar blízký Gaussově křivce, její šířka
často závisí energii Pološířka odezvové funkce LSF nazývá (energetické) rozlišení spektrometru. Tyto vlivy mohou být
eliminovány pečlivou energetickou účinnostní kalibrací spektrometru (příklad takové kalibrace
je uveden níže §2......). Nejdříve všimneme druhu záření:
♦ Fotonové záření
se díky své pronikavosti relativně nejsnadněji detekuje pomocí ionizačních komor (včetně G-M detektorů),
scintilačních polovodičových detektorů
