Promieniowanie γ powstaje w wyniku anihilacji pary pozyton-elektron, a także podczas reakcji jądrowych. Promieniowanie nie powstaje nigdy samotnie. Najczęściej towarzyszy promieniowaniu α,β. Jest ono skutkiem zmiany stanu energetycznego jądra, które (bądź już aktywne, bądź też zaktywowane reakcją jądrową) emituje cząstki α lub β. Po wyemitowaniu cząsteczek jądro pozostaje w stanie wzbudzonym. By powrócić do normalnego stanu energetycznego emituje następnie krótkofalowe promieniowanie γ (5*10-13m. -4*10-11m.). Jest to promieniowanie ogromnie przenikliwe, przez co najbardziej niebezpieczne. O ile cząstki α zatrzymywane są przez pojedyncze kartki papieru, β - wychwytywane jest przez 100 takich kartek, to promieniowanie γ przechodzi przez warstwę wielu grubych tomów. Osłonę przed promieniowaniem γ stanowią dopiero grube bloki ołowiane.
Dominującymi, z oddziaływań γ, są:
- zjawisko fotoelektryczne, polegające na wybijaniu elektronu z ich orbit wokół jądra. Energia takiego elektronu wynosi:
EP=hν- I
gdzie: I - praca wyjścia,
- zjawisko Comptona, w którym przyjmuje się pędzący foton γ jako korpuskułę, która w zderzeniach ze swobodnymi elektronami jest poddana prawom zachowania pędu i energii. Długość fali takiego rozproszonego fotonu możemy wyliczyć ze wzoru:
gdzie: θ- kąt rozproszenia,
me-relatywistyczna masa elektronu
λ0-długość promieniowania pierwotnego,
- tworzenie się par pozyton-elektron, która zachodzi w polu elektrycznym jądra, lub elektronu (trzeciej cząstki)
rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrryyyyyyyyyyyyyssssssssssss1.1
W urządzeniach, służących do pomiaru promieniowania γ, wykorzystuje się jego właściwości, mierząc nie bezpośrednio samo promieniowanie, ale pośrednio - obliczając efekty oddziaływania γ z materią. Jednym z urządzeń tego typu jest licznik scyntylacyjny( rys.1.1). Mierzona wiązka promieniowania pada na scyntylator, substancję luminescencyjną (antracen, naftalen, siarczek potasu aktywowany tlenem i inne). Powstałe w ten sposób elektrony wtórne tracą swą energię w procesach jonizacji i wzbudzenia monekół oraz atomów scyntylatora, które przechodząc do stanu podstawowego emitują krótkie w czasie (10-9-10-4s) promieniowanie widzialne lub ultrafioletowe. Liczba powstałych w scyntylatorze fotonów zależy wprost proporcjonalnie od ilości zaabsorbowanych fotonów γ. Błyski scyntylatora (scyntylacje) rejestrowane są przez fotopowielacze, lampy próżniowe o dużej ilości elektrod. Pierwszą elektrodą jest fotokatoda K, z której światło wybija elektrony, które z kolei przechodząc przez kolejno następne elektrody o dużej emisji wtórnej (dynody) są powielane. W rezultacie każdemu elektronowi opuszczającemu fotokatodę K odpowiada lawina (106- 1012) elektronów wtórnych na anodzie A. Na wyjściu fotopowielacza, na oporze Ra, powstaje impuls elektryczny, który po wzmocnieniu zostaje zarejestrowany. Licznik scyntylacyjny wraz ze wzmacniaczem, analizatorem amplitud, i przelicznikiem impulsów, stanowi tzw. liniowy spektrometr scyntylacyjny. Analizator amplitud (jednokanałowy) jest układem, na którego wyjściu pojawiają się znormalizowane impulsy tylko wtedy, gdy na jego wejście dochodzą impulsy o amplitudach większych od zadanej wartości progowej UP, lecz nie wyższej od UP+ΔUP, gdzie Up nazywane jest szerokością okienka analizatora. Czyli analizator „przepuszcza” impulsy o zadanym przekładzie amplitud.
???? |
|
|
|
|
|
Uśr[mV] |
Cs 137 |
Ba 133 |
Na 22 |
Co 60 |
X |
200 |
4871 |
5568 |
409 |
|
2812 |
300 |
4868 |
4950 |
427 |
|
2671 |
400 |
4647 |
2909 |
454 |
|
2782 |
500 |
4913 |
2088 |
510 |
|
2881 |
600 |
5606 |
1825 |
635 |
|
3090 |
700 |
6931 |
1341 |
670 |
|
4147 |
800 |
6541 |
821 |
505 |
|
3674 |
900 |
4636 |
585 |
457 |
|
2644 |
1000 |
3912 |
757 |
384 |
|
2238 |
1100 |
3467 |
1383 |
344 |
|
2041 |
1200 |
3241 |
1701 |
284 |
|
1955 |
1300 |
3082 |
2257 |
193 |
|
1927 |
1400 |
3073 |
2909 |
139 |
|
1845 |
1500 |
3022 |
2088 |
95 |
|
1831 |
1600 |
3071 |
650 |
110 |
|
1869 |
1700 |
3068 |
295 |
176 |
|
1830 |
1800 |
2432 |
205 |
487 |
|
1317 |
1900 |
1371 |
54 |
996 |
|
775 |
2000 |
827 |
11 |
910 |
|
381 |
2100 |
535 |
4 |
376 |
|
320 |
2200 |
611 |
|
101 |
|
422 |
2300 |
1321 |
|
67 |
|
1154 |
2400 |
3770 |
|
59 |
|
3217 |
2500 |
7580 |
|
68 |
|
5421 |
2600 |
8989 |
|
58 |
|
4795 |
2700 |
5607 |
|
56 |
|
2188 |
2800 |
1898 |
|
56 |
|
473 |
2900 |
336 |
|
61 |
|
58 |
3000 |
52 |
|
66 |
401 |
13 |
3100 |
31 |
|
55 |
388 |
12 |
3200 |
19 |
|
43 |
378 |
10 |
3300 |
|
|
43 |
410 |
9 |
3400 |
|
|
45 |
443 |
7 |
3500 |
|
|
61 |
343 |
|
3600 |
|
|
70 |
291 |
|
3700 |
|
|
68 |
301 |
|
3800 |
|
|
58 |
239 |
|
3900 |
|
|
51 |
244 |
|
4000 |
|
|
45 |
257 |
|
4100 |
|
|
31 |
264 |
|
4200 |
|
|
21 |
322 |
|
4300 |
|
|
21 |
426 |
|
4400 |
|
|
27 |
455 |
|
4500 |
|
|
42 |
399 |
|
4600 |
|
|
55 |
245 |
|
4700 |
|
|
83 |
217 |
|
4800 |
|
|
101 |
229 |
|
4900 |
|
|
92 |
284 |
|
5000 |
|
|
30 |
325 |
|
5100 |
|
|
21 |
262 |
|
5200 |
|
|
9 |
165 |
|
5300 |
|
|
|
85 |
|
5400 |
|
|
|
37 |
|
5500 |
|
|
|
19 |
|
5600 |
|
|
|
11 |
|