LABORATÓRIUMI GYAKORLAT FÉLVEZETŐ-DETEKTOROS GAMMA-SPEKTROSZKÓPIA. (Bódizs Dénes: BME Nukleáris Technikai Intézet, 1997)
|
|
- Brigitta Némethné
- 8 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 LABORATÓRIUMI GYAKORLAT FÉLVEZETŐ-DETEKTOROS GAMMA-SPEKTROSZKÓPIA (Bódizs Dénes: BME Nukleáris Technikai Intézet, 1997)
2 2 LABORATÓRIUMI GYAKORLAT FÉLVEZETŐ-DETEKTOROS GAMMA-SPEKTROSZKÓPIA 1. BEVEZETÉS A mérési feladat célja, hogy megismertesse a félvezető-detektoros gammaspektroszkópia alapjait, fontosabb eszközeit, a gamma-spektrum kiértékelésének lépéseit és alkalmazásával meghatározható alapmennyiségeket, úgymint: a gammasugárzás energiája és intenzitása. A félvezető-detektorok megjelenése (az 1960-as évek eleje) forradalmasította a gamma-spektroszkópiát, elsősorban azért, mert az ilyen típusú detektorokkal nagyságrenddel jobb energiafelbontás érhető el, mint az addig alkalmazottakkal (gáztöltésű, szcintillációs). A gamma-spektroszkópia tárgya az atommagból valamilyen ok (pl. radioaktív bomlás, magreakciók) következtében kilépő gamma sugárzás energiájának, intenzitásának, szögeloszlásának, stb. vizsgálata. Mint mérési módszert számos területen alkalmazzák mind a tudományos kutatásban, (pl. az atommag energianívók nagyságának, élettartamának meghatározására, bomlási sémák megállapítására, belső konverziós együttható mérésére, gammagamma szögkorreláció vizsgálatára, stb.), mind közvetlenül gyakorlati céllal (neutronaktivációs analízis, reaktor fűtőelem vizsgálat, orvosi-, ipari-, mezőgazdasági munkák, környezet- és sugárvédelem). 2. ELMÉLETI ÖSSZEFOGLALÁS 2.1. Gamma emisszió és abszorpció (kölcsönhatás az anyaggal) Az alfa és béta bomlások, a maghasadás valamint számos más jellegű magreakció is, igen gyakran a termékmag gerjesztett állapotához vezetnek. Az atommag a gerjesztett állapotból egy, vagy egymás után több gamma kvantum kibocsátásával tér vissza alapállapotba (ld. pl. l.ábra). A gamma-spektroszkópia a gamma sugárzást is kibocsátó radioaktív izotópok azon sajátságán alapul, hogy a kibocsátott gamma fotonok energiája, szögeloszlása stb. jellemző az emittáló atommagra. 1.ábra. A Co-60 bomlássémája A gamma-sugárzás mérése a detektoranyaggal való kölcsönhatások révén történik. A gamma-sugárzás és az anyag kölcsönhatása három alapvető folyamattal jellemezhető: fotoeffektus, Compton-szórás és párkeltés. A kölcsönhatások
3 3 bekövetkezésének gamma-energiától függő valószínűsége hatáskeresztmetszetekkel írható le. A fotoeffektusra (2.ábra) - melynek során a gamma-foton teljes energiáját átadja a detektoranyag valamelyik kötött elektronjának - a következő összefüggések érvényesek: Ef = Eγ Ek (1) ahol E k = a fotoelektron kötési energiája az adott elektron héjon, E γ = a beeső gamma foton energiája, E f = a fotoelektron által nyert energia; a folyamat hatáskeresztmetszete (bekövetkezési valószínűsége): ahol: N = az anyag atomsűrűsége, Z = a detektoranyag rendszáma. ( ) µ f = N Z Eγ (2) 2.ára. A fotoeffektus A Compton-szórás szabad és kötött elektronon (a detektorokban általában kötött e - -ok vannak, de a kötési energia sokkal kisebb, mint E γ, így az e - könnyen kiszabadulhat az atomból és szabadnak tekinthető) is létrejöhet (3.ábra). A folyamatot leíró összefüggések - az energia és impulzus megmaradást alkalmazva - írható: a Compton elektron energiája: Ee = Eγ Eγ' (3) a szórt foton energiája: E γ, = Eγ mc ahol: m = az elektron nyugalmi tömege, c = a fénysebesség, ϑ = o, a folyamat hatáskeresztmetszete: µ c Eγ (4) ( 1 cosϑ) N Z Eγ = ln 2 + E γ 1 (5) 2 mc 2
4 4 Fontos megjegyezni, hogy ebben a folyamatban a "meglökött" elektron energiája, mint az a (3) és (4) összefüggésekből is látszik, 0-tól egy meghatározott értékig, amikor ϑ = 180 o (Compton él) terjedhet. Pl kev-re a Compton él: 1119 kev. 3.ábra. A Compton szórás A párkeltés folyamatát szemlélteti a 4.ábra. A kölcsönhatás - melynek során a beeső gamma foton energiája a detektor anyag valamely atommagjának erőterében egy elektron-pozitron párrá alakul - 2 mc 2 = MeV küszöbenergia fölött jöhet létre, mivel ennyi a pozitron + elektron nyugalmi tömegének megfelelő energia. Ha E γ >1.022 MeV, a maradék energia az elektron és pozitron kinetikus energiájára fordítódik. A pozitron később egyesül egy elektronnal annihiláció ("megsemmisülés") következik be és két MeV-es foton jelenik meg, melyek iránya egymáshoz képest 180 o. A párkeltés hatáskeresztmetszete: ( ) 2 2 µ p = N Z Eγ 2 mc (6) 4.ábra. A párkeltés folyamata A három kölcsönhatási folyamat eredménye a gamma sugárzás abszorpciója: µ x I = Io e (7)
5 5 ahol µ = az ún. lineáris gyengítési együttható (cm -1 ) x = az abszorbeáló rétegvastagság (cm), I o = a kezdeti, I = az abszorbens utáni intenzitás. Mindhárom folyamat eredménye energiával rendelkező elektronok megjelenése. Ezek az elektronok azután energiájukat a detektor anyagban ionizációs vagy gerjesztési folyamatokban veszítik el. A detektor az így létrehozott töltéshordozókat összegyűjtve jeleníti meg a kimenetén feszültség vagy áram impulzus formájában, melynek amplitúdója arányos az abszorbeált gamma foton energiájával. A hatáskeresztmetszetek energiafüggését a két leggyakoribb félvezető-detektor alapanyagra (Ge és Si) az 5.ábra mutatja. 5.ábra. Kölcsönhatási folyamatok hatáskeresztmetszete Összegezve tehát a detektálás folyamata általánosan a következő lépésekből áll: - a foton energiájának konverziója (a fent ismertetett kölcsönhatási folyamatokban) az elektronok (pozitronok) kinetikus energiájává; - ezen energiával rendelkező elektronok által elektron - pozitív ion (félvezetőben "lyuk") párok létrehozása; - a töltéshordozók összegyűjtése és további feldolgozása (feszültség vagy áram impulzus formában) Sokcsatornás gamma-spektrométer felépítése
6 6 Egy, az utóbbi néhány évben kialakított (ún. harmadik generációs) sokcsatornás gamma-spektrométer általános blokkvázlatát mutatja a 6.ábra. Maga a sokcsatornás analizátor valójában egy személyi számítógépbe (PC) helyezhető kártya, amely illesztve a PC-hez, fel- ill. kihasználja annak számos, már eleve meglévő szolgáltatását. Az ilyen berendezések lehetőséget adnak arra is, hogy pl. elindítva egy mérést (gamma-spektrum felvételt), a számítógép ezen idő közben más feladatot oldjon meg. 6.ábra. PC alapú sokcsatornás gamma-spektrométer blokkvázlata Detektor Mint fentebb említettük, manapság két fajta félvezető-detektor a legelterjedtebb: a Ge és a Si alapanyagú egykristályok. Ezek a detektorok - megfelelő speciális formában - alkalmasak béta és nehéz töltött részecskék mérésére is. A következőkben csupán a gamma-sugárzás detektálásával foglalkozunk röviden. Részletesebb ismeretek nyerhetők az irodalomjegyzékben feltüntetett művekből. A félvezető-detektorok működése sokban hasonlítható a gáztöltésű ionizációs kamrákéhoz. Lényegében olyan ionizációs detektornak tekinthető, amelyben az ionizáció szilárd, félvezető anyagban történik (nagyobb Z és ρ). Az egykristályos Ge vagy Si anyagban kb. 3 ev abszorbeált energia szükséges egy elektron-lyuk pár (ionpár) létrehozásához. Ez a szám majdnem 10-es faktorral kisebb a gáztöltésű detektor és kb. 100-as faktorral a szcintillációs detektorokhoz képest. Ez azt eredményezi, hogy azonos energia átadással a félvezető-detektorban sokkal több töltéshordozó keletkezik, mint a másik két említett detektorban. A nagyobb töltéshordozó szám relatív ingadozása kisebb, ami jobb energiafelbontást eredményez.
7 7 Mint a gamma-sugárzás és az anyag kölcsönhatásának ismertetésében láttuk (2.1.pont) a hatáskeresztmetszetek alakulását a detektor anyag rendszáma, sűrűsége és térfogata erősen befolyásolja. Ezért pl. a kis sűrűségű és térfogatú gáztöltésű detektorok hatásfoka gamma-sugárzásra alacsony. A Ge rendszáma is és sűrűsége is kb. 2-es faktorral nagyobb, mint a Si-é, ezért lehet a Ge detektorokat nagyobb energiájú ( kev) gamma-sugárzás mérésére alkalmazni, míg a Si detektorokat alacsony energiájú (3-60 kev) gammaill. Röntgen-sugárzásra. A következőkben vázlatosan ismertetjük a félvezető-detektorok működési elvét, mely az anyag sáv-elmélete alapján magyarázható. (Részletesebb leírások az irodalomjegyzékben feltüntetett anyagokban találhatók). Egy félvezető egykristályban jól elkülönült atomi elektron állapotok vannak: az atomokhoz kötött elektronok betöltött legfelső sávja (valencia sáv) és az atomokhoz nem kötött, szabad elektronok sávja (vezetési sáv) között ún. tiltott sáv van. A tiltott sáv szélessége a félvezető anyagokban 1 ev körüli. Gerjesztés nélküli esetben a tiszta félvezető anyagokban a valencia sáv betöltött, míg a vezetési sáv üres. Radioaktív sugárzás (vagy egyéb gerjesztés pl. hő, fény) hatására a valencia sáv egyes elektronjai átkerülhetnek a vezetési sávba és így részt vehetnek a vezetésben. A tiltott sáv szélességét döntően befolyásolják az anyagba bevitt szennyezők. Ezek a tiltott sávban járulékos megengedett nívókat hozhatnak létre és az ezeken levő elektronok könnyebben kerülhetnek a vezetési sávba, mint a tiszta anyag valencia sávjában levők. Ezért a tiszta félvezető anyag kristályszerkezetébe öt valencia elektronú anyagokat (pl. foszfor, arzén, antimon), vagy három valencia elektronúakat (pl. alumínium, bór, gallium, indium) juttatnak a gyártás során. Az előbbiek a donor (n típusú), az utóbbiak az akceptor (p típusú) félvezető kristályok (7.ábra). n tip. p. tip. 7.ábra. Szennyező atomok által létesített nívók félvezető anyagban. a: donornívó; b: akceptornívó Amikor egy gamma foton kölcsönhatásba lép a kristály elektronjaival, átadja azoknak energiáját, melyek így a valencia sávból a vezetési sávba kerülnek. Az elég nagy energiát nyert egyes elektronok képesek további elektronokat a valencia sávból a vezetési sávba juttatni (ionizáció). Egy elektron-lyuk pár keltéséhez Ge-ban 2.8 ev, Si-ban 3.6 ev szükséges. A detektorra kapcsolt feszültség hatására létrejövő kb. 1000
8 8 V/cm-es térerő a töltéshordozókat kigyűjti és ezeket a detektorhoz kapcsolt áramkörök alakítják tovább. Ez a térerő kb.0.2 µs-os töltés-összegyűjtési időt biztosít. Ehhez viszont olyan félvezető anyagra van szükség, melynek fajlagos ellenállása kb 10 8 Ωcm, mivel különben nagy a saját áram azaz a zaj. A kellően tiszta (10 10 /cm 3 szennyezés), hibátlan n vagy p típusú Ge ill. Si egykristállyal kialakítható - záróirányú dióda struktúrában - egy megfelelő szélességű kiürített (intrinsic) tartomány, melyben külső behatás (pl. radioaktív sugárzás) nélkül kevés töltéshordozó van. Mivel a vezetési sávba elektronok termikus úton is kerülhetnek és így növelhetik a statisztikus háttér zajt, ezért a detektorokat alacsony hőmérsékleten (kb.77 o K) cseppfolyós nitrogénnel hűtve kell üzemeltetni. A félvezető-detektorok több típusát fejlesztették ki az évek során. Mivel a félvezető kristályok valamilyen mértékben mindig tartalmaznak szennyezéseket és rácshibákat, ezek veszteséget okoznak a töltés kigyűjtés során. Ennek kompenzálására régebben Li ionokat jutattak (diffúziós és ún. driftelési technikával) a Ge anyagba. A Li, mint donor szennyezés, bejutva a p típusú kristályba, kompenzálta az akceptor szennyezést és létrehozta az intrinsic tartományt. Ezek az ún. Ge\Li detektorok, melyek állandó hűtést igényelnek, mivel szobahőmérsékleten a Li ionok szétdiffundálnak az egész kristályban és a detektor tönkremegy. A gyártási technológiák fejlődése lehetővé tette elegendően tiszta Ge egykristályok előállítását, amivel a kívánt nagyságú intrinsic tartomány kompenzáció nélkül is elérhető egy dióda struktúrával. Az ilyen típusú kristályokat nevezik HP (high purity) Ge detektoroknak. Ezek egyik előnye, hogy csak akkor igényelnek hűtést amikor feszültséget kapcsolnak rájuk. Néhány detektortípust szemléltet a 8.ábra. 8.ábra. Detektor típusok: a- nyitott végű koaxiális Ge/Li; b-zárt végű p-típusú koaxiális; c-zárt végű n-típusú koaxiális; d- üreges (well) típusú. Fel vannak tüntetve az elektromos kontaktusok vastagságai is, mely befolyásolja a legkisebb mérhető energiát Elektronikus egységek
9 9 A gamma-spektrométerek egyes elektronikus egységeinek kiválasztását mindig az adott feladat szabja meg. Az előerősítő funkciója a detektor és a következő egység (főerősítő) közötti illesztés úgy, hogy a jel/zaj viszony hosszabb kábel közbeiktatásával is minél nagyobb legyen. A főerősítővel szemben támasztott követelmény a nagy fokú linearitás (energia mérés!) és stabilitás. A blokkvázlaton (6.ábra) feltüntetett alapszint helyreállító (base line restorer) nagy számlálási sebességek esetén fellépő alapszint csökkenést (jel-amplitúdó változást) mérsékli. Az újabb főerősítőkbe ezt az egységet már álltalában beépítik, tehát külön ilyenre nincs szükség. Az expander (nyújtó) erősítő a spektrum bizonyos részének széthúzását teszi lehetővé, ha finomabb struktúra vizsgálatokra van szükség. A stretcher (jel nyújtó) az analizátor bemenetének (ADC: analóg digital converter) kedvezőbb jelformát biztosít, de meg kell jegyezni, hogy ugyanakkor valamelyest rontja az energia felbontást. A pulser - stabil frekvenciájú és amplitúdójú impulzus generátor - jelalak vizsgálathoz ill. holtidő korrekcióhoz használatos. A sokcsatornás analizátor fontos jellemzői a gyorsaság, a linearitás és a csatornaszám. Két féle típusú ADC-vel rendelkező analizátor típus terjedt el: a lassúbb ún. Wilkinson típusú és a gyorsabb szukszcesszív approximáción alapuló. Félvezető-detektorok alkalmazása esetén - a jó energiafelbontás miatt csatorna szükséges. A perifériák fajtáját a mért adatok további feldolgozási módja szabja meg. Leggyorsabb a végeredményhez jutás, ha a spektrumot a PC-ben (amelyben az analizátor kártya is elhelyezkedik) futtatott programok értékelik ki. A nagyfeszültségű tápegység biztosítja a detektor működéséhez szükséges feszültséget ( V). Félvezető-detektorok esetében nem kívánalom a nagy stabilitás. A kisfeszültségű tápegység (6, 12, 24 V) az egyes elektronikus egységek tápfeszültség forrása. Az oszcilloszkóp az egyes jelalakok megfigyelésére, ellenőrzésére - esetleges rendellenes működésnél a hibakeresésre - szolgál. 3. GAMMA-SPEKTRUM ALAK ÉS KIÉRTÉKELÉS Egy sokcsatornás gamma-spektrométerrel (E γ > MeV) monoenergetikus gamma-sugárzásról felvett spektrum alak látható a 9.ábrán. A teljesenergia-csúcs - régebben foto-csúcsnak nevezték - megjelenése elsősorban a fotoeffektussal magyarázható. A kiszökési csúcsok akkor jelennek meg, ha a gamma foton párkeltési kölcsönhatásban abszorbeálódik és a pozitron annihilációban keletkezett két 511 kev-es foton közül az egyik vagy mindkettő kölcsönhatás nélkül "kiszökik" a detektorból. Az 511 kev-nél jelentkező ún. annihilációs csúcs vagy a párkeltés következménye vagy pozitron bomló sugárforrásé. A visszaszórási csúcs helye mérési geometria függő, ugyanis létrejötte a detektor burkolatán, a mérőhely árnyékolásának (ólomtorony, vagy más alacsonyhátterű kamra) belső falán történő gamma foton szóródás következménye. Nagysága és ezzel a kimutathatósági határ csökkenthető a szórófelületek távolabb helyezésével ill. anyaguk rendszámának csökkentésével. A visszaszórási-, annihilációs-, stb. csúcsok a Compton kölcsönhatás miatt kialakuló ún. Compton tartományra szuperponálódnak.
10 10 A spektrum kiértékelés általában a teljesenergia-csúcsok alapján a következő lépésekben történik: energia kalibráció után csúcskeresés, (multiplett csúcsok szétválasztása) csúcsterület számítás, izotóp azonosítás, aktivitás vagy aktivitás koncentráció számítás, a végeredmény megjelentetése. Mint fentebb említettük, ezeket a számításokat a PC-n futtatott programok, a felhasználó utasításainak megfelelő paraméterek bevitele alapján végzik. 9.ábra. Általános gamma-spektrum forma 3.1. A gamma-spektrométer főbb jellemző adatai A gamma-spektrométerek jellemzésére a következő alapvető paraméterek szolgálnak: - energia felbontó képesség: az a két legközelebbi energia érték, melyet a mérőberendezés még szét tud választani. Definíció szerint (ld.9.ábra): E f = 100 (8) E o ahol f = az energia felbontás (%). Félvezető-detektorok esetében általánosan a E ún. félértékékszélességgel (FWHM = full width at half maximum) jellemzik a felbontást kev egységben megadva, az adott energián: E o = a teljesenergia csúcs centroidja (kev). További bontásban írható, hogy: ( d ) ( e ) ) 2 2 / E = E + E 12 (9) ahol E d = a detektor okozta félértékszélesség, E e = az elektronikus egységek által okozott félértékszélesség (elektronikus zaj). Az f adott detektor esetén függ a gamma-energiától (növekedésével javul) és valamelyest a számlálási sebességtől (ennek növekedésével f romlik). Ge detektorok esetében E kb kev közötti érték 1332 kev (Co-60) gamma energiánál.
11 11 -abszolút, teljesenergia-csúcs hatásfok: értéke azt adja meg, hogy a sugárforrásból kibocsátott, adott energiájú összes gamma fotonból mennyi kerül regisztrálásra a teljesenergia-csúcsban. Definíció szerint: N η = tm Ao kγ (10) ahol N = a teljesenergia-csúcs területe (imp) ld. 10. ábra, t m = a mérési idő (s), A o = a sugárforrás abszolút aktivitása (Bq) a mérés időpontjában, és k γ = az ún gamma-gyakoriság (táblázatokban található nukleáris állandó), amely megadja a 100 radioaktív elbomló atommagra jutó, adott energiájú gamma kvantumok számát. 10. ábra. Csúcsterület számítás TPA módszerrel N = a nettó csúcsterület, N = a csúcsterület statisztikus hibája. A hatásfok értéke függ a gamma sugárzás energiájától (növekedésével csökken), a detektor térfogatától (növekedésével nő) és a mérési geometriától. Nemzetközileg elfogadott módszer az abszolút teljesenergia-csúcs hatásfok meghatározásra a következő: egy pontszerű Co-60 sugárforrás 1332 kev-es gamma vonalánál a teljesenergia-csúcsban időegység alatt mérhető impulzusszámot meghatározni 25 cm-es detektor-sugárforrás távolság mellett és ebből számítani η értékét. (Pl. egy 70 cm 3 térfogatú Ge detektorra ez kb érték.) A félvezető-detektorokat gyártók katalógusaiban található ún. relatív hatásfok, mely a fenti módon mért értéket adja meg a következő összefüggés szerint: ηge ηrel = (11) ηnai ahol η NaI a fent ismertetett módszer szerint mért abszolút teljesenergia-csúcs hatásfok egy 75x75 mm-es NaI(Tl) szcintillációs kristállyal mérve. (Irodalmi érték η NaI -ra Ez az ún. Heath-szám) Holtidő korrekciós módszerek alkalmazása
12 12 A detektorból érkező elektromos jelek feldolgozása természetesen időt vesz igénybe. Ezt az időt nevezik holtidőnek. Ennek nagysága elsősorban az ADC típusától függ (a Wilkinson típusoknál néhány tized µs), de más tényezők, mint pl. a mérendő gamma-sugárzás energiája is befolyásolják. Ha nagy aktivitású sugárforrást kell mérni, a holtidő okozta veszteség miatt akár 10-20%-al is alámérhetjük a minta aktivitását. A holtidő korrigálására több féle eljárás alkalmazható. Ezek közül a mérés során néhány egyszerűbbet - de leggyakrabban alkalmazottat - vizsgálunk Élőidő üzemmód A modern gamma-spektrométerekben lévő sokcsatornás analizátorok (MCA) bemenő áramköre - analóg digitál konverter (ADC) - lehetőséget biztosít egy fajta holtidő korrekcióra. Ez az ún. "élőidő" üzemmód. Ha a preset időt élőidőben állítjuk be, akkor az analizátor - bizonyos holtidő értékig - korrigálja a holtidő által okozott veszteséget az által, hogy a valódi mérési időt (true time) a holt idő által okozott impulzusszám veszteség százalékában megnyújtja. Ez a korrekció - berendezéstől függően % holtidőig alkalmazható Elektromos pulser korrekció Léteznek olyan stabil frekvenciájú, de változtatható amplitúdójú impulzus generátorok, - pulserek (ep) - amelyek által kibocsátott elektronikus impulzusok az előerősítőn keresztül az MCA-ra vezethetők. Az ep által szolgáltatott impulzus amplitúdó beállítható úgy, hogy az általa okozott "teljes energia-csúcs" ne zavarja a mérendő spektrumot. A holtidő a pulser által szolgáltatott impulzusszámokban kb. ugyanakkora veszteséget okoz, mint a sugárforrás által szolgáltatott impulzusszámokban. Ismerve az ep stabil ν ep frekvenciáját és a valódi mérési időt, kiszámítható a holtidő veszteség nélküli pulser csúcsterület (N ep ). Ennek segítségével alkalmazható egy pulser korrekciós faktor a holtidő okozta veszteségek korrigálására: pep = Nep t m νep (12) ahol N ep = a pulser által okozott csúcsterület [imp], t m = a valódi preset mérési idő [s], ν ep = a pulser frekvencia [1/s]. Feltételezve, hogy a holtidő okozta impulzusszám veszteség azonos minden teljes energia-csúcs esetén, a p ep faktorral elosztva az egyes, a sugárforrástól származó teljes energia csúcsterületeket, korrigálható a holtidő okozta veszteség. A módszer két hibát rejt magában: - az egyik, hogy amíg a sugárforrásból származó impulzusok véletlen - a radioaktív bomlás törvényszerűségeinek megfelelően - szerűen követik egymást, a pulser frekvencia periódikus; - a másik: a pulserből származó jelek fel- és lefutása nem egyezik meg pontosan a detektorból jövő jelekével. Emiatt a spektroszkópiai (fő) erősítő jelformálása nem azonos a két forrásból származó jelekre. Ez azt okozza, hogy minél
13 13 nagyobb a sugárforrás aktivitása, a pulser csúcs alakja annál jobban eltorzul úgy, hogy a nagyobb energiás oldalán egy tailing (farok) jelenik meg, ami nehézzé teszi a jobb oldali csúcshatár - ami nagyban befolyásolja N p értékét - kijelölését. Ez pedig erősen hat p ep értékére, azaz a holtidő helyes korrigálására Nukleáris pulser korrekció A pontban említett nehézség kiküszöbölhető, ha az elektronikus pulser helyett ún. nukleáris pulsert (NP) alkalmazunk. Ez olyan sugárforrás lehet, amelyik monoenergetikus gamma-sugárzást emittál, amely különbözik a mérendő energiáktól. Először kis holtidő (0-1%) mellett, ami az NP-ként alkalmazott sugárforrás és a detektor közötti, jól meghatározott pozícióval állítható be, meg kell határozni a NP "frekvenciát": ν NP. A mérendő minta spektrumának felvétele együtt történik az előző pozícióban hagyott NP-ével. A (12) összefüggéshez hasonlóan kiszámítható egy p NP korrekciós faktor: p NP N NP = t m νnp ahol N NP = a mintával együtt mért NP teljesenergia-csúcs területe [imp], t m = a valódi preset mérési idő [s] és ν NP = az előzetes méréssel meghatározott NP frekvencia [1/s]. A p NP faktorral a pontban leírtakhoz hasonlóan korrigálható a holtidő okozta impulzusszám veszteség a mért mintánál. A NP alkalmazása, mint említettük kiküszöböli az ep hibáit, nehézséget jelent viszont megfelelő NP megtalálása (összeeső gamma-energiák, felezési idő stb). (13) 3.3. Mérés alatti bomlás korrekciója Abban az esetben, ha a mérendő izotóp(ok) felezési ideje rövid, azaz összemérhető a minta mérési idejével, korrekcióba kell venni a mérés alatti bomlást is. A 11. ábra és a radioaktív bomlás alapján t m λt Nmé rt = I e = Io o λt e λt m, valódi c mvalódi, 1 ahol λ = a mért izotóp bomlási állandója és c = az ún. számlálási faktor. (14)
14 ábra: Mérés alatti bomlás Ha λt m,valódi 0, gyakorlatilag, ha t m /t 1/2 0.02, akkor 1-e -λtm ~λt m azaz c 1. Ellenkező esetben c < 1 éppen a mérés alatti bomlás következtében és akkor N valódi N mé rt = (15). c 4. MÉRÉSI FELADATOK 4.1. Energia kalibráció Ellenőrizze a gamma-spektrométer összeállítását és írja fel az egyes egységek típusát. A gyakorlatvezető útmutatása alapján állítsa be az egyes egységeken a mérési paramétereket (detektor feszültség, erősítés, stb.). Az energia-kalibráció elvégzéséhez helyezzen el a detektor elé ismert gammaenergiákat sugárzó etalon sugárforrásokat. Vegyen fel energia spektrumot. A teljesenergia-csúcsok helyének (csatornaszám) marker segítségével történő megkeresésével, az energiák ismeretében határozza meg a gamma-energiacsatornaszám függvényt. Gyakorlatban a mért adatpárokra első- vagy másodfokú függvény illesztése szokásos. Legegyszerűbb esetben (2 pont) legyen két ismert kalibráló energia E 1 és E 2, a hozzájuk tartozó csatornaszámok CS 1 és CS 2. Feltételezve, hogy a berendezés lineáris, írja fel a két ponton átmenő egyenes egyenletét: E Az 2 E1 m [ kev csat ] E E E E = CS2 CS1 ( CS CS ) 1 (16) = energia kalibrációs egyenes meredeksége, mely két CS2 CS1 csatorna közötti intervallum energia értékét adja meg az adott beállítás (erősítés) esetén. A (16) egyenletet célszerű átrendezni a következő formára:
15 15 E = m CS+ b (17) ahol b = a tengelymetszet. (Megjegyzés: mivel elektronikus beállítási okok miatt az egyenes gyakorlatban soha nem az origóból indul ki, azaz b 0, ezért az energia kalibrációhoz legalább két energiaérték szükséges!) 4.2. Energiafelbontás meghatározás Vegyen fel gamma-spektrumot különböző, ismert energiájú sugárforrásokkal és a pulserrel. A szükséges mérési időt úgy válassza meg, hogy a csúcsokban a statisztikus hiba 1-3%-nál ne legyen nagyobb! Nyomtassa ki a teljesenergia-csúcsok tartományait (ROI = region of interest). Számítsa ki a félértékszélességeket az egyes csúcsokra (ld.9.ábra). Határozza meg külön a detektor és az elektronikus egységek energiafelbontását. Ábrázolja mm papíron f értékeit az energia függvényében. Jelölje meg külön a pulser csúcsra a felbontást Ismeretlen izotóp(ok) azonosítása és aktivitásának meghatározása A gyakorlatvezetőtől kapott ismeretlen izotópot ill. izotópokat tartalmazó minta gamma-spektrumának (a mérési idő megfelelő megválasztásával -statisztikus hiba! - történő) felvétele után, az energia kalibráció ismeretében, határozza meg a minta által emittált gamma-energiákat a következő összefüggés felhasználásával: Ex = m CSx + b (18) ahol CS x = az ismeretlen csúcs(ok) csatornaszáma(i). Az energiák alapján izotóp táblázatból azonosítsa az izotópokat, majd a hatásfokok ismeretében számítsa ki aktivitásukat. (Figyelem a hatásfokok függnek a sugárforrás - detektor távolságtól!). Az aktivitás számítás a következő összefüggés alapján történik: N A[ Bq] = (19) tm η k γ ahol N = a nettó csúcsterület [imp], (ld. 10. ábra) és t m = a mérési idő[s]. Becsülje meg a kapott eredmény statisztikus hibáját! 4.4. Hatásfok mérés Ismert aktivitású és energiájú etalon sugárforrásokat helyezzen el a detektor elé ismert távolságra. (Legalább két különböző távolságot: egy távolabbit és egy közelit válasszon. Ügyeljen arra, hogy a holtidő a közelebbi geometriában se haladja meg a 10%-ot.) Mérjen gamma-spektrumokat úgy hogy mérési időnek élő időt állítson be. Nyomtassa ki a teljesenergia-csúcsokat (ROI-ok).
16 16 Számítsa ki a teljesenergia-csúcsok területeit az ún. TPA (total peak area) módszerrel, a 10. ábra alapján, majd ezek ismeretében a teljesenergia-csúcs hatásfokokat a (10) összefüggés felhasználásával. Ábrázolja a hatásfok értékeket az energia függvényében log-log formában. Szokásos a mért energia párokra a következő alakú függvény illesztése a legkisebb négyzetek módszere alapján: ln η= a+ bln E+ c(ln E) + d(ln E) + e(ln E) (20) ahol η= az E gamma energiánál mért hatásfok. Az illesztésből meghatározott a,b,c,d,e paraméterek ismeretében a hatásfok az adott mérési geometriánál tetszőleges energiára kiszámítható Holtidő korrekció vizsgálata Ismert aktivitású sugárforrást helyezzen el a detektor elé úgy, hogy a MCA által mutatott holtidő 1-2%-nál ne legyen nagyobb és ahol a hatásfok ismert (vagy előzetes mérésből vagy a gyakorlatvezető adja meg). Vegye fel az izotóp gamma-spektrumát többször úgy, hogy közben más sugárforrásokkal változtassa a holtidőt 1-től 30%-ig több lépcsőben (pl %). Mindegyik spektrumból végezze el az aktivitás meghatározást: - holtidő korrekció nélkül; - élőidő korrekcióval; - elektromos pulser korrekcióval és - nukleáris pulser korrekcióval. Ábrázolja a kapott aktivitásokat mm papíron a holtidő függvényében és disszkutálja az eredményeket a statisztikus hiba figyelembevételével. 5. A MÉRÉSHEZ SZÜKSÉGES ESZKÖZÖK ÉS ANYAGOK - félvezető detektorral ellátott gamma-spektrométer; - etalon és ismeretlen sugárforrások; - izotóp táblázatok; - oszcilloszkóp a jelalakok megfigyelésére; - segédeszközök a sugárforrásokkal végzett munkához (pl. csiesz, tálca). 6. ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK 1. A gamma-sugárzás és anyag közötti kölcsönhatás 2. Félvezető detektorok működési elve és típusai 3. Energia felbontó képesség 4. Teljesenergia-csúcs hatásfok
17 17 5. Holtidő korrekciós módszerek 6. Csúcsterület számítás és hibája 7. E > 2 MeV-es gamma-sugárzás energia spektrum alakja 8. Rövid felezési idejű izotópok mérésénél alkalmazandó korrekciók. 7. IRODALOM 1. Deme S.: Félvezető detektorok magsugárzás mérésére Műszaki Könyvkiadó Budapest, Nagy L.Gy.: Radiokémia és izotóptechnika Tankönyvkiadó Budapest, Szabó E.,Simonits A.: Aktivációs analízis Műszaki Könyvkiadó Budapest, G.F.Knoll:Radiation Detection and Measurement, 2nd Ed. Wiley, New York K. Debertin and R.G.Helmer: Gamma-and X-ray spectrometry with semiconductor detectors, North-Holland Pub.Co.Amsterdam, W.R. Leo: Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments Springer-Verlag 2nd Ed ORTEC Catalogue: Laboratory Manual A Second ed Semiconductor Detectors and Associated Electr. 8. ORTEC Application Note: AN 34 Experiments in Nuclear Science, Second Edition, G.Ertmann, W.Soyka: The Gamma-Rays of Radionuclides (Tables for applied gamma-ray spectrometry) Verlag Chemie, Wienmein, New York, Keszthelyi L.: Szcintillációs számlálók Műszaki Könyvkiadó Budapest, 1968
Holtidő-korrekciós módszerek. Hallgatói gyakorlat mérési útmutatója
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Nukleáris Technikai Intézet BME-NTI-LAB00 /2008 Holtidő-korrekciós módszerek Hallgatói gyakorlat mérési útmutatója Budapest, 2008. január DOKUMENTUM-LEÍRÁS
RészletesebbenGamma-spektrometria HPGe detektorral
Gamma-spektrometria HPGe detektorral 1. Bevezetés A gamma-spektrometria az atommagból valamilyen magfolyamat következtében (radioaktív bomlás, mesterséges vagy természetes magreakció) kilépő gamma sugárzás
Részletesebben3. GAMMA-SUGÁRZÁS ENERGIÁJÁNAK MÉRÉSE GAMMA-SPEKTROMETRIAI MÓDSZERREL
3. GAMMA-SUGÁRZÁS ENERGIÁJÁNAK MÉRÉSE GAMMA-SPEKTROMETRIAI MÓDSZERREL A gamma-sugárzás elektromágneses sugárzás, amely vákuumban fénysebességgel terjed. Anyagba ütközve kölcsönhatásba lép az anyag alkotóelemeivel,
RészletesebbenA gamma-sugárzás kölcsönhatásai
Ref. [3] A gamma-sugárzás kölcsönhatásai Az anyaggal való kölcsönhatás kis valószínűségű hatótávolság nagy A sugárzás gyengülését 3 féle kölcsönhatás okozza. fotoeffektus Compton-szórás párkeltés A gamma-fotonok
RészletesebbenHallgatói gyakorlat mérési útmutatója
BUDAPESTI M Ő SZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Nukleáris Technikai Intézet BME-NTI-LAB00 /2007 ALFA-SPEKTROSZKÓPIA FÉLVEZET (Si) DETEKTORRAL Hallgatói gyakorlat mérési útmutatója Budapest, 2007. január
Részletesebben-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.
Félvezető detektorok - A legfiatalabb detektor család; a 1960-as évek közepétől kezdték alkalmazni őket. - Működésük bizonyos értelemben hasonló a gáztöltésű detektorokéhoz, ezért szokták őket szilárd
RészletesebbenSugárzások kölcsönhatása az anyaggal
Radioaktivitás Biofizika előadások 2013 december Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal PTE ÁOK Biofizikai Intézet, Orbán József Összefoglaló radioaktivitás alapok Nukleononkénti kötési energia (MeV) Egy
RészletesebbenModern fizika laboratórium
Modern fizika laboratórium Röntgen-fluoreszcencia analízis Készítette: Básti József és Hagymási Imre 1. Bevezetés A röntgen-fluoreszcencia analízis (RFA) egy roncsolásmentes anyagvizsgálati módszer. Rövid
RészletesebbenMagspektroszkópiai gyakorlatok
Magspektroszkópiai gyakorlatok jegyzıkönyv Zsigmond Anna Fizika BSc III. Mérés vezetıje: Deák Ferenc Mérés dátuma: 010. április 8. Leadás dátuma: 010. április 13. I. γ-spekroszkópiai mérések A γ-spekroszkópiai
RészletesebbenLABORATÓRIUMI GYAKORLAT. Alfa-, béta-, gamma-sugárzások mérése
LABORATÓRIUMI GYAKORLAT Alfa-, béta-, gamma-sugárzások mérése (Bódizs Dénes BME Nukleáris Technikai Intézet 2006) 1. BEVEZETÉS Környezetünkben számos radioaktív izotóp fordul elő. Ezek egy része természetes,
RészletesebbenRadioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.
Különböző sugárzások tulajdonságai Típus töltés Energia hordozó E spektrum Radioaktí sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktí sugárzások detektálása. α-sugárzás pozití
RészletesebbenRadiokémia. A) Béta-sugárzás mérése GM csővel
Radiokémia Környezetünkben számos radioaktív izotóp fordul elő. Ezek egy része természetes, más része mesterséges eredetű. Valamely radioaktív izotóp bomlása során az atommagból származó sugárzásnak három
RészletesebbenNEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS (NAA) II. rész
NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS (NAA) II. rész MTA AEKI Gméling Katalin, 2009. november 1 16. gmeling@iki.kfki.hu 1. NAA rövid története 2. NAA felépítése, technikai háttér 3. Spektrum kiértékelése 4. Mérés
RészletesebbenA kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről
A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről Utolsó módosítás: 2016. május 4. 1 Előzmények Franck-Hertz-kísérlet (1) A Franck-Hertz-kísérlet vázlatos elrendezése: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/frhz.html
RészletesebbenModern Fizika Labor Fizika BSC
Modern Fizika Labor Fizika BSC A mérés dátuma: 2009. május 4. A mérés száma és címe: 9. Röntgen-fluoreszencia analízis Értékelés: A beadás dátuma: 2009. május 13. A mérést végezte: Márton Krisztina Zsigmond
RészletesebbenMag- és neutronfizika 5. elıadás
Mag- és neutronfizika 5. elıadás 5. elıadás Szcintillációs detektorok (emlékeztetı) Egyes anyagokban fényfelvillanás (szcintilláció) jön létre, ha energiát kapnak becsapódó részecskéktıl. Anyagát tekintve
RészletesebbenCompton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.
Compton-effektus jegyzıkönyv Zsigmond Anna Fizika BSc III. Mérés vezetıje: Csanád Máté Mérés dátuma: 010. április. Leadás dátuma: 010. május 5. Mérés célja A kvantumelmélet egyik bizonyítékának a Compton-effektusnak
RészletesebbenNEUTRON-DETEKTOROK VIZSGÁLATA. Mérési útmutató BME NTI 1997
NEUTRON-DETEKTOROK VIZSGÁLATA Mérési útmutató Gyurkócza Csaba, Balázs László BME NTI 1997 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés 3. 2. Elméleti összefoglalás 3. 2.1. A neutrondetektoroknál alkalmazható legfontosabb
RészletesebbenSugárzások és anyag kölcsönhatása
Sugárzások és anyag kölcsönhatása Az anyaggal kölcsönhatásba lépő részecskék Töltött részecskék Semleges részecskék Nehéz Könnyű Nehéz Könnyű T D p - + n Radioaktív sugárzás + anyag energia- szóródás abszorpció
RészletesebbenAbszolút és relatív aktivitás mérése
Korszerű vizsgálati módszerek labor 8. mérés Abszolút és relatív aktivitás mérése Mérést végezte: Ugi Dávid B4VBAA Szak: Fizika Mérésvezető: Lökös Sándor Mérőtársak: Musza Alexandra Török Mátyás Mérés
RészletesebbenPROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész
PROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész MTA Izotópkutató Intézet Gméling Katalin, 2009. november 16. gmeling@iki.kfki.hu Isle of Skye, UK 1 MAGSPEKTROSZKÓPIAI MÓDSZEREK Gerjesztés:
RészletesebbenRadioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.
Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása. Magsugárzások (α, β, γ) kölcsönhatása atomi rendszerekkel (170-174, 540-545 o.) Direkt és
Részletesebben1. mérési gyakorlat: Radioaktív izotópok sugárzásának vizsgálata
1. mérési gyakorlat: Radioaktív izotópok sugárzásának vizsgálata A méréseknél β-szcintillációs detektorokat alkalmazunk. A β-szcintillációs detektorok alapvetően két fő részre oszthatók, a sugárzás hatására
RészletesebbenA sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása
A sugárzás és az anyag kölcsönhatása A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása Cserenkov-sugárzás v>c/n, n törésmutató cos c nv Cserenkov-sugárzás Pl. vízre (n=1,337): 0,26 MeV c 8 m / s 2. 2* 10 A sugárzás
Részletesebbenhttp://www.flickr.com Az atommag állapotait kvantummechanikai állapotfüggvénnyel írjuk le. A mag paritását ezen fv. paritása adja meg. Paritás: egy állapot tértükrözéssel szemben mutatott viselkedését
RészletesebbenA Nukleáris Medicina alapjai
A Nukleáris Medicina alapjai Szegedi Tudományegyetem Nukleáris Medicina Intézet Történet 1. 1896 Henri Becquerel titokzatos sugár (Urán) 1897 Marie and Pierre Curie - radioaktivitás 1901-1914 Rádium terápia
RészletesebbenEGÉSZTESTSZÁMLÁLÁS. Mérésleírás Nukleáris környezetvédelem gyakorlat környezetmérnök hallgatók számára
EGÉSZTESTSZÁMLÁLÁS Mérésleírás Nukleáris környezetvédelem gyakorlat környezetmérnök hallgatók számára Zagyvai Péter - Osváth Szabolcs Bódizs Dénes BME NTI, 2008 1. Bevezetés Az izotópok stabilak vagy radioaktívak
RészletesebbenGamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére
Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére OAH-ABA-16/14-M Dr. Szalóki Imre, egyetemi docens Radócz Gábor, PhD
RészletesebbenRöntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)
Röntgensugárzás az orvostudományban Röntgen kép és Komputer tomográf (CT) Orbán József, Biofizikai Intézet, 2008 Hand mit Ringen: print of Wilhelm Röntgen's first "medical" x-ray, of his wife's hand, taken
Részletesebben3. RADIOAKTÍV MINTÁK AKTIVITÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA
3. RADIOAKTÍV MINTÁK AKTIVITÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA 1. Az aktivitásmérés jelentosége Modern világunk mindennapi élete számtalan helyen felhasználja azokat az ismereteket, amelyekhez a fizika az atommagok
RészletesebbenSZAKDOLGOZAT HPGe félvezet detektor energia- és helyfügg detektálási hatásfokának meghatározása
SZAKDOLGOZAT HPGe félvezet detektor energia- és helyfügg detektálási hatásfokának meghatározása Készítette: Radócz Gábor Témavezet :... Dr. Szalóki Imre egyetemi docens BME NTI Konzulens:... Dr. Czifrus
RészletesebbenA felületi radioaktívszennyezettség-mérők mérési bizonytalansága
Szűcs László Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal A felületi radioaktívszennyezettség-mérők mérési bizonytalansága Mire alkalmas egy radioaktívszennyezettség-mérő? A radioaktívszennyezettség-mérők
RészletesebbenRöntgensugárzás. Röntgensugárzás
Röntgensugárzás 2012.11.21. Röntgensugárzás Elektromágneses sugárzás (f=10 16 10 19 Hz, E=120eV 120keV (1.9*10-17 10-14 J), λ
RészletesebbenFolyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv
Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv Zsigmond Anna Julia Fizika MSc I. Mérés vezet je: Horváth Ákos Mérés dátuma: 2010. október 21. Leadás dátuma: 2010. november 8. 1 1. Bevezetés A mérés
RészletesebbenRADIOKÉMIA SZÁMOLÁSI FELADATOK. 2005. Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék
RADIOKÉMIA SZÁMOLÁSI FELADATOK 2005. Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék 1. Az atommag kötési energiája Az atommag kötési energiája az ún. tömegdefektusból ( m) számítható ki. m = [Z M p + N M n ] - M
RészletesebbenKft. Audiotechnika Kft.
Karotázs Kft. Audiotechnika Kft. Projektzáró előadás Műszerfejlesztés kutak fúrások tesztelésére Projekt azonosító száma: GOP-1.3.1-08/1-2008-0006 Projekt lezárása: 2011. december 16. Brenner Csaba, Henézi
RészletesebbenBevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék
Bevezetés a modern fizika fejezeteibe 4. (a) Kvantummechanika Utolsó módosítás: 2015. november 15. 1 Előzmények Az atomok színképe (1) A fehér fény komponensekre bontható: http://en.wikipedia.org/wiki/spectrum
RészletesebbenAz atommag összetétele, radioaktivitás
Az atommag összetétele, radioaktivitás Az atommag alkotórészei proton: pozitív töltésű részecske, töltése egyenlő az elektron töltésével, csak nem negatív, hanem pozitív: 1,6 10-19 C tömege az elektron
RészletesebbenRészecske azonosítás kísérleti módszerei
Részecske azonosítás kísérleti módszerei Galgóczi Gábor Előadás vázlata A részecske azonosítás létjogosultsága Részecske azonosítás: Módszerek Detektorok ALICE-ból példa A részecskeazonosítás létjogosultsága
RészletesebbenGÁZIONIZÁCIÓS DETEKTOROK VIZSGÁLATA. Mérési útmutató. Gyurkócza Csaba
GÁZIONIZÁCIÓS DETEKTOROK VIZSGÁLATA Mérési útmutató Gyurkócza Csaba BME NTI 1997 2 Tartalom 1. BEVEZETÉS... 3 2. ELMÉLETI ÖSSZEFOGLALÁS... 3 2.1. Töltéshordozók keletkezése (ionizáció) töltött részecskéknél...
RészletesebbenModern fizika vegyes tesztek
Modern fizika vegyes tesztek 1. Egy fotonnak és egy elektronnak ugyanakkora a hullámhossza. Melyik a helyes állítás? a) A foton lendülete (impulzusa) kisebb, mint az elektroné. b) A fotonnak és az elektronnak
RészletesebbenBAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.
BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011. 1 Mérési hibák súlya és szerepe a mérési eredményben A mérési hibák csoportosítása A hiba rendűsége Mérési bizonytalanság Standard és kiterjesztett
RészletesebbenSzilárd Leó Fizikaverseny Számítógépes feladat
Szilárd Leó Fizikaverseny 2006. Számítógépes feladat A feladat során 10 B atommagok gerjesztett állapotának (rövid) élettartamát fogjuk megmérni. Egy gyorsító-berendezéssel 10 B ionokat (atommagokat) gyorsítunk,
RészletesebbenHévíz és környékének megemelkedett természetes radioaktivitás vizsgálata
Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Fizikai Intézet Atomfizikai Tanszék Hévíz és környékének megemelkedett természetes radioaktivitás vizsgálata Szakdolgozat Készítette: Kaczor Lívia földrajz
RészletesebbenModern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 5. mérés: Elektronspin rezonancia. 2008. március 18.
Modern Fizika Labor Fizika BSc A mérés dátuma: 28. március 18. A mérés száma és címe: 5. mérés: Elektronspin rezonancia Értékelés: A beadás dátuma: 28. március 26. A mérést végezte: 1/7 A mérés leírása:
RészletesebbenJakab Dorottya, Endrődi Gáborné, Pázmándi Tamás, Zagyvai Péter Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont
Jakab Dorottya, Endrődi Gáborné, Pázmándi Tamás, Zagyvai Péter Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Bevezetés Kutatási háttér: a KFKI telephelyen végzett sugárvédelmi környezetellenőrző
RészletesebbenFÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK I. Elektrotechnika 4. előadás
FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK I. Elektrotechnika 4. előadás FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK A leggyakrabban használt félvezető anyagok a germánium (Ge), és a szilícium (Si). Félvezető tulajdonsággal rendelkező elemek: szén (C),
RészletesebbenRészecske- és magfizikai detektorok. Atommag és részecskefizika 9. előadás 2011. május 3.
Részecske- és magfizikai detektorok Atommag és részecskefizika 9. előadás 2011. május 3. Detektorok csoportosítása Tematika Gáztöltésű detektorok, ionizációs kamra, proporcionális kamra, GM-cső működése,
RészletesebbenMagfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem
1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem 2. Mit nevezünk az atom tömegszámának? a) a protonok számát b) a neutronok számát c) a protonok és neutronok
Részletesebben2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:
2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: 2008. 09. 24. Leadás dátuma: 2008. 10. 01. 1 1. Mérések ismertetése Az 1. ábrán látható összeállításban
RészletesebbenMérés és adatgyűjtés
Mérés és adatgyűjtés 4. óra - levelező Mingesz Róbert Szegedi Tudományegyetem 2011. március 18. MA lev - 4. óra Verzió: 1.3 Utolsó frissítés: 2011. május 15. 1/51 Tartalom I 1 A/D konverterek alkalmazása
RészletesebbenBevezetés az analóg és digitális elektronikába. V. Félvezető diódák
Bevezetés az analóg és digitális elektronikába V. Félvezető diódák Félvezető dióda Félvezetőknek nevezzük azokat az anyagokat, amelyek fajlagos ellenállása a vezetők és a szigetelők közé esik. (Si, Ge)
RészletesebbenSUGÁRZÁS DETEKTÁLÁS - MÉRÉS SUGÁRZÁS DETEKTÁLÁS - MÉRÉS. A sugárzás mérés eszközei Méréstechnikai módszerek, eljárások
SUGÁRZÁS DETEKTÁLÁS - MÉRÉS A sugárzás mérés eszközei Méréstechnikai módszerek, eljárások Dr. Kári Béla Semmelweis Egyetem ÁOK Radiológiai és Onkoterápiás Klinka / Nukleáris Medicina Tanszék SUGÁRZÁS DETEKTÁLÁS
RészletesebbenUránminták kormeghatározása gamma-spektrometriai módszerrel (2. év)
Uránminták kormeghatározása gamma-spektrometriai módszerrel (2. év) Kocsonya András, Lakosi László MTA Energiatudományi Kutatóközpont Sugárbiztonsági Laboratórium OAH TSO szeminárium 2016. június 28. Előzmények
RészletesebbenIonizáló sugárzások dozimetriája
Ionizáló sugárzások dozimetriája A becsült átlagos évi dózis természetes és mesterséges forrásokból 3.6 msv. környezeti foglalkozási katonai nukleáris ipari orvosi A terhelés megoszlása a források között
RészletesebbenSugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Töltött részecskék elnyelődése. Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése
Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra 2. Az ionizáló sugárzás és az anyag kölcsönhatása. Fizikai dózisfogalmak és az ionizáló sugárzás mérése Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése
RészletesebbenIDTÁLLÓ GONDOLATOK MOTTÓK NAGY TERMÉSZET TUDÓSOK BÖLCS GONDOLATAIBÓL A TUDOMÁNY ÉS A MINDEN NAPI ÉLET VONAKOZÁSÁBAN
! " #! " 154 IDTÁLLÓ GONDOLATOK MOTTÓK NAGY TERMÉSZET TUDÓSOK BÖLCS GONDOLATAIBÓL A TUDOMÁNY ÉS A MINDEN NAPI ÉLET VONAKOZÁSÁBAN (Ludwig Boltzman) (James Clerk Maxwell)!" #!!$ %!" % " " ( Bay Zoltán )
RészletesebbenEGYENÁRAMÚ TÁPEGYSÉGEK
dátum:... a mérést végezte:... EGYENÁRAMÚ TÁPEGYSÉGEK m é r é s i j e g y z k ö n y v 1/A. Mérje meg az adott hálózati szabályozható (toroid) transzformátor szekunder tekercsének minimálisan és maximálisan
RészletesebbenFÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK, MINT SUGÁRZÁSÉRZÉKELŐ DETEKTOROK
Nagy Gábor1 1 - Vincze Árpád 2 FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK, MINT SUGÁRZÁSÉRZÉKELŐ DETEKTOROK Absztrakt Mindennapi életünkben igen gyakori feladat a radioaktív sugárzások mérése, pl. laboratóriumokban, üzemekben,
RészletesebbenModern Fizika Labor. 21. PET (Pozitron Annihiláció vizsgálata) Fizika BSc. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: nov. 15.
Modern Fizika Labor Fizika BSc A mérés dátuma: 2011. nov. 15. A mérés száma és címe: 21. PET (Pozitron Annihiláció vizsgálata) Értékelés: A beadás dátuma: 2011. nov. 30. A mérést végezte: Németh Gergely
RészletesebbenA mérések általános és alapvető metrológiai fogalmai és definíciói. Mérések, mérési eredmények, mérési bizonytalanság. mérés. mérési elv
Mérések, mérési eredmények, mérési bizonytalanság A mérések általános és alapvető metrológiai fogalmai és definíciói mérés Műveletek összessége, amelyek célja egy mennyiség értékének meghatározása. mérési
RészletesebbenNehéz töltött részecskék (pl. α-sugárzás) kölcsönhatása
Az ionizáló sugárzások kölcsönhatása anyaggal, nehéz és könnyű töltött részek kölcsönhatása, röntgen és γ-sugárzás kölcsönhatása Az ionizáló sugárzások mérése, gáztöltésű detektorok (ionizációs kamra,
RészletesebbenRadioaktív sugárzások abszorpciója
Radioaktív sugárzások abszorpciója Bevezetés A gyakorlat során különböző sugárforrásokat két β-sugárzót ( 204 Tl és 90 Sr), egy tiszta γ-forrást ( 60 Co) és egy β- és γ-sugárzást is kibocsátó preparátumot
RészletesebbenBeütésszám átlagmérő k
Beütésszám átlagmérő k A beütésszám átlagmérők elsősorban a radioaktív sugárforrások intenzitásának ellenőrzésére és mérésére szolgálnak Természetesen használhatjuk más jeladók esetében is, amikor például
RészletesebbenGamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére
Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére OAH-ABA-23/16-M Dr. Szalóki Imre, fizikus, egyetemi docens Radócz Gábor,
RészletesebbenOrszágos Szilárd Leó fizikaverseny II. forduló 2013. április 20. Számítógépes feladat. Feladatok
Országos Szilárd Leó fizikaverseny II. forduló 2013. április 20. Számítógépes feladat A feladat során egy ismeretlen minta összetételét fogjuk meghatározni a minta neutron aktivációt követő gamma-spektrumának
RészletesebbenNév... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez
A Név... Válassza ki a helyes mértékegységeket! állandó intenzitás abszorbancia moláris extinkciós A) J s -1 - l mol -1 cm B) W g/cm 3 - C) J s -1 m -2 - l mol -1 cm -1 D) J m -2 cm - A Wien-féle eltolódási
RészletesebbenMAGSPEKTROSZKÓPIAI VIZSGÁLATOK
MAGSPEKTROSZKÓPIAI VIZSGÁLATOK A magfizikai kutatások, az alkalmazott magfizika és izotóptechnika egyik leggyakrabban előforduló feladata radioaktív sugárzások, elsősorban gamma és béta részecskék energia
RészletesebbenA sugárzás biológiai hatásai
A sugárzás biológiai hatásai Dózisegységek Besugárzó dózis - C/kg Elnyelt dózis - J/kg=gray (Gy) 1 Gy=100 rad Levegőben átlagos ionizációs energiája 53,9*10-19 J. Az elektron töltése 1,6*10-19 C, tehát
RészletesebbenA mérési eredmény megadása
A mérési eredmény megadása A mérés során kapott értékek eltérnek a mérendő fizikai mennyiség valódi értékétől. Alapvetően kétféle mérési hibát különböztetünk meg: a determinisztikus és a véletlenszerű
RészletesebbenA 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ. Pohár rezonanciája
Oktatási Hivatal A 017/018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ Pohár rezonanciája A mérőberendezés leírása: A mérőberendezés egy változtatható
RészletesebbenPannon Egyetem Környezetmérnöki Tudástár Sorozatszerkesztő: Környezetmérnöki Szak XXVIII. kötet Dr. Domokos Endre
Az anyag a TÁMOP- 4.1.2.A/1-11/1-2011-0089 téma keretében készült a Pannon Egyetemen. Környezetmérnöki Tudástár Sorozat szerkesztő: Dr. Domokos Endre XXVIII. kötet Nukleáris mérési technológia környezetmérnököknek
Részletesebben1. Katalizátorok elemzése XRF módszerrel Bevezetés A nehézfémek okozta környezetterhelés a XX. század közepe óta egyre fontosabb problémává válik. Egyes nehézfémek esetében az emberi tevékenységekből eredő
RészletesebbenModern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia. 2008. május 6.
Modern Fizika Labor Fizika BSc A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia Értékelés: A beadás dátuma: 28. május 13. A mérést végezte: 1/5 A mérés célja A mérés célja az
RészletesebbenRadioaktív sugárzás elnyelődésének vizsgálata
11. fejezet Radioaktív sugárzás elnyelődésének vizsgálata Az ólomtorony és a szcintillációs számláló A természetes radioaktív anyagok esetében háromféle sugárzást lehet megkülönböztetni. Erre egyszerű
RészletesebbenIII. félvezetők elméleti kérdések 1 1.) Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok a fajlagos ellenállásuk alapján?
III. félvezetők elméleti kérdések 1 1.) Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok a fajlagos ellenállásuk alapján? 2.) Mi a tiltott sáv fogalma? 3.) Hogyan befolyásolja a tiltott sáv szélessége az anyagok
RészletesebbenSugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD
Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD 2012.10.03 1976 2 1. 3 4 n 1 >n 2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2. Az ionizáló sugárzások
Részletesebbenminipet labor Klinikai PET-CT
minipet labor Klinikai PET-CT Pozitron Emissziós Tomográfia A Pozitron Emissziós Tomográf (PET) orvosi képalkotó eszköz, mely háromdimenziós funkcionális képet ad. Az eljárás lényege, hogy a szervezetbe
RészletesebbenA/D és D/A konverterek vezérlése számítógéppel
11. Laboratóriumi gyakorlat A/D és D/A konverterek vezérlése számítógéppel 1. A gyakorlat célja: Az ADC0804 és a DAC08 konverterek ismertetése, bekötése, néhány felhasználási lehetőség tanulmányozása,
Részletesebben1. Metrológiai alapfogalmak. 2. Egységrendszerek. 2.0 verzió
Mérés és adatgyűjtés - Kérdések 2.0 verzió Megjegyzés: ezek a kérdések a felkészülést szolgálják, nem ezek lesznek a vizsgán. Ha valaki a felkészülése alapján önállóan válaszolni tud ezekre a kérdésekre,
RészletesebbenAbszorpciós spektroszkópia
Tartalomjegyzék Abszorpciós spektroszkópia (Nyitrai Miklós; 2011 február 1.) Dolgozat: május 3. 18:00-20:00. Egész éves anyag. Korábbi dolgozatok nem számítanak bele. Felmentés 80% felett. A fény; Elektromágneses
RészletesebbenKutatási beszámoló. 2015. február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése
Kutatási beszámoló 2015. február Gyüre Balázs BME Fizika tanszék Dr. Simon Ferenc csoportja Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése A TKI-Ferrit Fejlsztő és Gyártó Kft.-nek munkája
RészletesebbenA Mössbauer-effektus vizsgálata
A Mössbauer-effektus vizsgálata Tóth ence fizikus,. évfolyam 006.0.0. csütörtök beadva: 005.04.0. . A mérés célja három minta: lágyvas, nátrium-nitroprusszid és rozsdamentes acél Mössbauereffektusának
RészletesebbenModern Fizika Labor Fizika BSC
Modern Fizika Labor Fizika BSC A mérés dátuma: 2009. március 2. A mérés száma és címe: 5. Elektronspin rezonancia Értékelés: A beadás dátuma: 2009. március 5. A mérést végezte: Márton Krisztina Zsigmond
RészletesebbenModern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:
Modern Fizika Labor Fizika BSc A mérés dátuma: 2011. okt. 25. A mérés száma és címe: 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Értékelés: A beadás dátuma: 2011. nov. 16. A mérést végezte: Szőke Kálmán Benjamin
RészletesebbenAz ionizáló sugárzások fajtái, forrásai
Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai magsugárzás Magsugárzások Röntgensugárzás Függelék. Intenzitás 2. Spektrum 3. Atom Repetitio est mater studiorum. Röntgen Ionizációnak nevezzük azt a folyamatot,
RészletesebbenMÉRÉSI EREDMÉNYEK PONTOSSÁGA, A HIBASZÁMÍTÁS ELEMEI
MÉRÉSI EREDMÉYEK POTOSSÁGA, A HIBASZÁMÍTÁS ELEMEI. A mérési eredmény megadása A mérés során kapott értékek eltérnek a mérendő fizikai mennyiség valódi értékétől. Alapvetően kétféle mérési hibát különböztetünk
RészletesebbenOrszágos Onkológiai Intézet, Sugárterápiás Centrum 2. Országos Onkológiai Intézet, Nukleáris Medicina Osztály 4
99m Tc-MDP hatására kialakuló dózistér mérése csontszcintigráfia esetén a beteg közvetlen közelében Király R. 1, Pesznyák Cs. 1,2,Sinkovics I. 3, Kanyár B. 4 1 Országos Onkológiai Intézet, Sugárterápiás
RészletesebbenI. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK
1 I. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK 1) Iondózis/Besugárzási dózis (ro: Doza de ioni): A leveg egy adott V térfogatában létrejött ionok Q össztöltésének és az adott térfogatban található anyag
RészletesebbenDeme Sándor MTA EK. 40. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, 2015. április 21-23.
A neutronok személyi dozimetriája Deme Sándor MTA EK 40. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, 2015. április 21-23. Előzmény, 2011 Jogszabályi háttér A személyi dozimetria jogszabálya (16/2000
RészletesebbenSzilárdtestek sávelmélete. Sávelmélet a szabadelektron-modell alapján
Szilárdtestek sávelmélete Sávelmélet a szabadelektron-modell alapján A Fermi Dirac statisztika alapjai Nagy részecskeszámú rendszerek fizikai jellemzéséhez statisztikai leírást kell alkalmazni. (Pl. gázokra
RészletesebbenNégyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató
ÓBUDAI EGYETEM Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Híradástechnika Intézet Négyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató A mérést végezte: Neptun kód: A mérés időpontja: A méréshez szükséges eszközök:
Részletesebben8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA
8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve Az atommag komponensei Izotópok Tömeghiány, kötési energia, stabilitás Magerők Magmodellek Az atommag stabilitásának
RészletesebbenAktivációs analitikai gyakorlat
Aktivációs analitikai gyakorlat 1. Bevezetés Az aktivációs analízis igen nagy érzékenységû, általában gyorsan elvégezhetõ analítikai módszer minták elemi összetételének meghatározására. Az esetek jelentõs
RészletesebbenOrvosi jelfeldolgozás. Információ. Információtartalom. Jelek osztályozása De, mi az a jel?
Orvosi jelfeldolgozás Információ De, mi az a jel? Jel: Információt szolgáltat (információ: új ismeretanyag, amely csökkenti a bizonytalanságot).. Megjelent.. Panasza? információ:. Egy beteg.. Fáj a fogam.
RészletesebbenNéhány megjegyzés az ureges félvezetö detektorok radioanalitikai alkalmazásához
IZOTÓPTECHNIKA, DIAGNOSZTIKA 36. évfolyam 3-4. szám Néhány megjegyzés az ureges félvezetö detektorok radioanalitikai alkalmazásához Bódizs Dénes, Jarosievitz Beáta, Molnár Zsuzsa, Zagyvai Péter BME Nukleáris
RészletesebbenRONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATTECHNIKA
RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATTECHNIKA NDT TECHNICS FÉMLEMEZEK VASTAGSÁGÁNAK MÉRÉSE RÖNTGENSUGÁRZÁS SEGÍTSÉGÉVEL THICKNESS MEASURING OF METAL SHEETS WITH X-RAY METHODDS BOROMISZA LÁSZLÓ Kulcsszavak: vastagság
RészletesebbenA COMPTON-EFFEKTUS VIZSGÁLATA
A COMPTON-EFFEKTUS VIZSGÁLATA. A Compton-effektus elméleti leírása A Compton-effektus során az elektromágneses sugárzás kvantuma részecskének tekinthető, és rugalmasan szóródik szabad (avagy a sugárzás
RészletesebbenCompton-effektus ( cos. Szóródás elektronon A foton energiája csökken, iránya változik. Az impulzus és energia megmaradásából: γ = m c.
Compton-effektus Szóródás elektronon A foton energiája csökken, iránya változik. Az impulzus és energia megmaradásából: p 0 = p e + p 1 p e 2 2 2 = p p p 0 1 e p0 p1 p0 p1 = + 2 cos ϕ p c + m c = p c +
RészletesebbenPásztázó elektronmikroszkóp. Alapelv. Szinkron pásztázás
Pásztázó elektronmikroszkóp Scanning Electron Microscope (SEM) Rasterelektronenmikroskope (REM) Alapelv Egy elektronágyúval vékony elektronnyalábot állítunk elő. Ezzel pásztázzuk (eltérítő tekercsek segítségével)
Részletesebben