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.
spektru proto objevuje anihilační fotopík odpovídající této energii 511keV. únikový pík, ležící asi 28keV níže než hlavní fotopík. spektrometrii záření beta bude
http://astronuklfyzika. Pokud však dojde pile-up efektu dvou
současných Comptonovsky rozptýlených fotonů, výsledný impuls může svou amplitudou padnout fotopíku.
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).
Šum
Úplně začátku spektra objevují impulsy nízkých amplitudách (avšak bohužel vysoké
četnosti) odpovídající šumu (spontánní termoemise fotokatody, šumy elektronických obvodech). Tato situace nastává především při vysokých četnostech kvant záření pile-up efekt přispívá ztrátě
mrtvou dobou, může simulovat tzv.4. 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°). Při vícenásobném Comptonovu rozptylu fotonu je
předaná energie vyšší část Comptonova rozptylu zasahuje oblasti fotopíku, což působí rušivě
při spektrometrii. Při nízkých energiích (kolem 60-
80keV, kdy fotopík užší) však spektru může objevit tzv.
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. paralyzabilní složku mrtvé doby.
Tato situace může nepříznivě uplatňovat scintigrafie při vysokých četnostech impulsů viz §4. Pokud jsou oba anihilační
fotony detekovány úplnou absorbcí, přispívají primárnímu fotopíku. 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. 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.
Základní úlohou spektrometrie záření gama*) stanovení energie intenzity jednotlivých
diskrétních skupin fotonů záření gama emitovaných zkoumaným radionuklidem směsí
radionuklidů.. 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. Šum
je základním omezujícím faktorem překážkou při detekci spektrometrii nízkoenergetického záření. Pokud uniknou oba anihilační fotony, projeví píkem oblasti energie 1022keV nižší než primární fotopík. Tvar relativní zastoupení Comptonova spektra vzhledem fotopíku poněkud závisí
na geometrických poměrech při detekci.. teplotu kapalného dusíku.2008 12:15:06]
.RNDr. Při energiích vyšších než asi 200keV, kdy fotopík široký, padnou
příslušné impulsy fotopíku způsobí pouze určité rozšíření jeho náběžné části.10.
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.2 vpravo dole. Pro přesné určení energií intenzit záření je
třeba provést energetickou účinnostní kalibraci detektoru.htm (27 54) [15. Dále, některý anihilačních fotonů 511keV
může uniknout detektoru, což sníží odezvu tuto energii spektru objevuje únikový pík odpovídající energii
Eγ-511keV.
Tyto šumové impulsy případě nutnosti dají podstatně zredukovat chlazením fotonásobiče
a předzesilovače např.
*) Záření gama daleko nejčastějším předmětem spektrometrické analýzy.
Sumační (kioncidenční) píky
jsou rozebírány následující pasáži "Spektrometrie záření gama".2..2 "Scintilační
kamery", část "Nepříznivé vlivy scintigrafie Comptonovský rozptyl záření γ". spojitém Comptonově continuu lze někdy pozorovat nízký
a široký pík zpětného rozptylu odpovídající fotonům, které byly rozptýleny okolním materiálu a
pak teprve detekovány..cz/DetekceSpektrometrie..
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. Pokud tomu
dojde, vzniká pak odezva snížená energii tohoto fotonu případě scintilátoru NaI(Tl) jedná charakteristické
X-záření jódu, jehož energie činí asi 28keV
