Die Analyse von Gammaspektren ist sehr interessant, da sie eine Struktur aufweist und die Arbeiter zwischen echten zu analysierenden Impulsen und begleitenden Impulsen von verschiedenen Strahlungsquellen unterscheiden müssen. Wir zeigen die Struktur des Gammaspektrums am Beispiel von Cobalt-60, gemessen mit dem NaI (Tl) -Szintillationsdetektor und dem HPGe-Detektor. Der HPGe-Detektor ermöglicht das Trennen vieler eng beieinander liegender Gammalinien, was für die Messung von Multi-Gamma-emittierenden radioaktiven Quellen von großem Vorteil ist.
Cobalt-60 ist ein künstliches radioaktives Cobaltisotop mit einer Halbwertszeit von 5,2747 Jahren . Es wird synthetisch durch Neutronenaktivierung von Cobalt-59 in Kernreaktoren hergestellt . Cobalt-60 ist eine häufige Kalibrierungsquelle, die in vielen Labors zu finden ist. Das Gammaspektrum weist zwei signifikante Peaks auf , einen bei 1173,2 keV und einen anderen bei 1332,5 keV . Gute Szintillationsdetektoren sollten eine ausreichende Auflösung haben, um die beiden Peaks zu trennen. Bei HPGe-Detektoren sind diese Peaks perfekt voneinander getrennt.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, gibt es zwei Gammastrahlenphotopeaks . Beide Detektoren zeigen auch Ansprechen bei den niedrigeren Energien, die durch Compton – Streuung , zwei kleinere escape Peaks bei Energien 0,511 und 1,022 MeV unterhalb des Photopeaks für die Erzeugung von Elektron-Positron – Paaren , wenn eine oder beide Annihilationsphotonen entweichen, und einem Rückstreu peak . Höhere Energien können gemessen werden, wenn zwei oder mehr Photonen fast gleichzeitig auf den Detektor treffen und als Summenpeaks mit Energien bis zum Wert von zwei oder mehr hinzugefügten Photopeaks erscheinen.
Compton Continuum
Im Kristall unterliegt ein Gammastrahl einer Reihe von Wechselwirkungen, bei mittleren Energien dominiert jedoch die Compton-Effekt. Bei der Elektronenstreuung wird das einfallende Gammastrahlenphoton gegenüber seiner ursprünglichen Richtung um einen Winkel Θ abgelenkt. Das Photon überträgt einen Teil seiner Energie auf das Rückstoßelektronen. Die auf das Rückstoßelektronen übertragene Energie kann von Null bis zu einem großen Bruchteil (Maximum E) der einfallenden Gammastrahlenenergie variieren, da alle Streuwinkel möglich sind. Die Größe des Szintillationskristalls ändert das Verhältnis zwischen Photopeak und Compton-Kontinuum. Bei einem unendlich großen sphärischen Detektor, der um eine Quelle zentriert ist, könnten keine Photonen entweichen, und nur ein Photopeak wäre im Spektrum zu sehen. Bei sehr kleinen Detektoren ist die Chance, dass ein Photon nach der Compton-Effekt austritt, hoch und das Compton-Kontinuum wäre im Vergleich zum Photopeak groß.
Compton Edge
Die Compton-Kante ist ein Merkmal des Spektrographen, das sich aus der Compton-Effekt im Szintillator oder Detektor ergibt. Dieses Merkmal ist auf Photonen zurückzuführen, die eine Compton-Effekt mit einem Streuwinkel von 180 ° erfahren und dann aus dem Detektor austreten. Wenn ein Gammastrahl vom Detektor gestreut wird und austritt, kann nur ein Bruchteil seiner Anfangsenergie in der empfindlichen Schicht des Detektors abgelagert werden. Es hängt vom Streuwinkel des Photons ab, wie viel Energie im Detektor abgelagert wird. Dies führt zu einem Spektrum von Energien. Die Compton-Kantenenergie entspricht einem vollständig rückgestreuten Photon . Die Zählimpulse zwischen der Compton-Kante und den Photopeaks werden durch mehrere Compton-Streuereignisse verursacht, bei denen gestreutes Gammaphoton aus dem empfindlichen Material austritt.
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