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.
Anihilační spektrum
Při detekci záření energii vyšší než 1,022MeV dochází při interakci materiálem detektoru produkci
elektron-pozitronových párů, přičemž pozitrony vzápětí anihilují elektrony vzniku dvou kvant gama energii
511keV.. Šum
je základním omezujícím faktorem překážkou při detekci spektrometrii nízkoenergetického záření..2008 12:15:06]
. teplotu kapalného dusíku.2 "Scintilační
kamery", část "Nepříznivé vlivy scintigrafie Comptonovský rozptyl záření γ". spektrometrii záření beta bude
http://astronuklfyzika.10. Pokud jsou oba anihilační
fotony detekovány úplnou absorbcí, přispívají primárnímu fotopíku. únikový pík, ležící asi 28keV níže než hlavní fotopík. Jelikož Comptonovu rozptylu dochází vlastním vzorku materiálu
v okolí detektoru, může být přítomnosti většího množství rozptylujícího prostředí podstatně
zvýšené zastoupení (výška) spojité části spektra, jak vidět obr.
Základní úlohou spektrometrie záření gama*) stanovení energie intenzity jednotlivých
diskrétních skupin fotonů záření gama emitovaných zkoumaným radionuklidem směsí
radionuklidů. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
Comptonovo kontinuum poměrně rychlým poklesem zvaným Comptonovská hrana -
odpovídá maximálně možné energii předané elektronům při jednom Comptonovu rozptylu daného
záření gama (při totálním odrazu 180°).. Dále, některý anihilačních fotonů 511keV
může uniknout detektoru, což sníží odezvu tuto energii spektru objevuje únikový pík odpovídající energii
Eγ-511keV.
X-únikové spektrum
Při absorbci primárního fotonu materiálu scintilátoru fotoefektem vzniká charakteristické X-záření (K-série), které se
sice většinou absorbuje přispívá pak fotopíku, avšak určitá část může uniknout detektoru..
*) Záření gama daleko nejčastějším předmětem spektrometrické analýzy. Při energiích vyšších než asi 200keV, kdy fotopík široký, padnou
příslušné impulsy fotopíku způsobí pouze určité rozšíření jeho náběžné části. Pokud uniknou oba anihilační fotony, projeví píkem oblasti energie 1022keV nižší než primární fotopík. Jednotlivé energetické skupiny fotonů gama spektru zobrazují jakožto
příslušné fotopíky, přičemž energie záření určuje polohu fotopíku vodorovné ose spektra a
intenzita určuje plochu (integrál) pod fotopíkem.
Pile-up efekt
Vlétnou-li scintilátoru dvě kvanta záření téměř současně, nejsou příslušné scintilace detekovány odděleně, ale světelná
a elektrická odezva obou kvant sečte (pile-up kumulace) vznik jedinému výslednému impulsu na
výstupu fotonásobiče, jehož amplituda odpovídá součtu amplitud obou scintilací.cz/DetekceSpektrometrie. Pokud tomu
dojde, vzniká pak odezva snížená energii tohoto fotonu případě scintilátoru NaI(Tl) jedná charakteristické
X-záření jódu, jehož energie činí asi 28keV. spektru proto objevuje anihilační fotopík odpovídající této energii 511keV. paralyzabilní složku mrtvé doby. Tvar relativní zastoupení Comptonova spektra vzhledem fotopíku poněkud závisí
na geometrických poměrech při detekci.
Spektrometrie záření gama
Zde stručně rozebereme některé metodické principy spektrometrické analýzy, které jsou společné
pro všechny typy spektrometrických detektorů, nejen pro scintilační, ale polovodičové (popsané
v následujícím odstavci).
Tyto šumové impulsy případě nutnosti dají podstatně zredukovat chlazením fotonásobiče
a předzesilovače např.htm (27 54) [15.2. Tato situace nastává především při vysokých četnostech kvant záření pile-up efekt přispívá ztrátě
mrtvou dobou, může simulovat tzv. Jestliže jedna nebo obě
scintilace odpovídají fotopíku, pak vzniklý sumační impuls bude nad fotopíkem; při měření okénku
analyzátoru nastaveném fotopík tedy impuls padne mimo okénko odpovídající dvojice kvant nebude
detekována.
Šum
Úplně začátku spektra objevují impulsy nízkých amplitudách (avšak bohužel vysoké
četnosti) odpovídající šumu (spontánní termoemise fotokatody, šumy elektronických obvodech).
Sumační (kioncidenční) píky
jsou rozebírány následující pasáži "Spektrometrie záření gama".RNDr.
Tato situace může nepříznivě uplatňovat scintigrafie při vysokých četnostech impulsů viz §4. spojitém Comptonově continuu lze někdy pozorovat nízký
a široký pík zpětného rozptylu odpovídající fotonům, které byly rozptýleny okolním materiálu a
pak teprve detekovány.. Při vícenásobném Comptonovu rozptylu fotonu je
předaná energie vyšší část Comptonova rozptylu zasahuje oblasti fotopíku, což působí rušivě
při spektrometrii.2 vpravo dole. Pokud však dojde pile-up efektu dvou
současných Comptonovsky rozptýlených fotonů, výsledný impuls může svou amplitudou padnout fotopíku. Pro přesné určení energií intenzit záření je
třeba provést energetickou účinnostní kalibraci detektoru.4. Při nízkých energiích (kolem 60-
80keV, kdy fotopík užší) však spektru může objevit tzv
