NHAP NHAY GHI NHAN
11.2.2. Dinh do cách bế trí hệ đo
Tùy theo cách bố trí những vật liệu che chắn trong hệ đo ví dụ như loại
vật liệu che chắn , hệ chuẩn trực cho tia, khay đựng nguồn .. trong phổ sẽ xuất
hiện những đỉnh đặc trưng. Những đỉnh này được tạo thành do các bức xạ từ vật
liệu xung quanh đi vào detector.
> Đỉnh tắn xạ nền :
Trong thực tế, detector dùng để đo phổ bức xạ gamma luôn được bao bọc bởi các vật liệu che chấn xung quanh, các vật liệu này sẽ làm ảnh hướng đến dạng phổ của nguồn. Ngoài những xung do tương tác sơ cấp của tia gamma ở
trong tinh thể chất nháy, phổ biên độ xung còn bao gồm một phân bố xung gây
ra những bức xạ tấn xạ với vật liệu che chấn bên ngoài. Các bức xạ tấn xạ từ bên
ngoài như : tán xạ với thành chì che chấn, tán xạ thành ống chuẩn trực, tán xạ với các tấm hấp thy ( tấm hấp thụ dùng để hấp thụ các tia 6 phát ra từ nguồn), tấn xạ với giá đỡ nguồn, hộp chứa tinh thé, cửa sổ nhân quang điện. Bức xạ tán xa từ
bên ngoài đóng góp một đỉnh trong phổ bức xạ gọi là đỉnh tán xạ nền. Từ vị trí
của đính của tán xạ nền ta thấy sự đóng góp chủ yếu vào phân bố bức xạ từ bên ngoài là do sự tấn xạ ngược tia gamma từ cửa ống nhân quang điện.
800 +
550
460 +
=
u 4005
=`
390 -
 ẹ te. ⁄ N ý
ĐỂ = —` `
250 + ————————————_|Yˆe#®sttan wring by
‘Sound Alarm
200
7 3 ¢ 5 8 7 6 9 10 33 12 13 14 35 18 27 3B 18 20 2t
Tene (seconds)
Hình 3.11 : Bức xạ nền.
ằ Dinh tia X đặc trưng :
Tia gamma từ nguồn hoặc thoát ra từ detector đến tương tác với vật liệu
che chấn xung quanh ( thường dùng Pb ) bởi hiệu ứng quang điện ... kết quả là
trên phổ nhấp nháy ở vùng năng lượng thấp xuất hiện xuất hiện một đỉnh ở năng
lượng 72 KeV. Đây chính là năng lượng của tia X đặc trưng của Pb. Nói chung,
mọi vật liệu dùng trong thí nghiệm đều có thể hấp thụ photon của nguồn phóng xạ bằng hiệu ứng quang điện và phát tia X có năng lượng tuỳ theo bậc số nguyên
tử Z của vật liệu.
> Sự đóng góp do bức xạ huỷ :
Đây là trường hợp của những nguồn phát tia B* . Tia B* từ nguồn có thể bị huỷ trong các vật liệu che chấn trong việc đo phổ. Khi từ đó các vật liệu này sẽ phát ra các photon hủy có năng lượng 0.511 MeV. Các photon này có thể đi vào detector và tạo ra những xung đóng góp do hủy có thể đáng kể nhưng sự đóng
góp này tuỳ thuộc vào bố trí thí nghiệm.
Ngoài quá trình huỷ 6* do nguồn phát ra, sự đóng góp photon huỷ vào phổ
còn do tia gamma có năng lượng cao đến tương tic với vật liệu che chắn bên ngoài bởi hiệu ứng tạo cặp. Nếu các photon huỷ này đến được detector khi đó trong phổ ta sẽ thấy một đỉnh ở năng lượng 0.511 MeV.
~ Dinh tán xạ ngược :
Đỉnh tán xạ ngược do tia Gamma từ nguồn tương tấc với vật liệu xung
quanh bởi hiệu ứng Compton. Khi góc tán xạ 180”, chúng vào trong tỉnh thể và
năng lượng này được detector ghi nhận.
Backscatter Peak
Hình 3.12 : Sơ dé tán xạ ngược.
Khi xắy ra tấn xạ ngược, năng lương tia y là nhỏ nhất ;
“.. hư
Trong giới hạn năng lượng tia gamma tới lớn ( hv >> mục”)
hư] mt›
:
* Nang lượng tia Gamma nhỏ hơn 200 KeV.
Với năng lượng trong vùng này, các tia Gamma chủ yếu bị hấp thụ bởi
hiệu ứng quang điện nên phổ khá đơn giản. Phổ chỉ gồm một đỉnh năng lượng toàn phần và một đỉnh phụ ở năng lượng 29 KeV. Dinh phụ này là do tia X được tạo ra từ hiệu ứng quang điện thoát ra khỏi tỉnh thể nhấp nháy. Đỉnh tán xạ nền hầu như không đáng kể vì hau như tất cả bức xạ đều hấp thụ trong tinh thể.
Số đếm Dinh năng lượng
29 200
Hình 3.14 : Hình đáng phổ khi năng lượng tia gamma thấp hơn 200KeV.
Cạnh Compton
E
_
Hình 3.15 : Hình đáng phổ khi xảy ra quang điện và Compton.
Phổ sẽ bị phân tán ra 2 bên một ít do phân bố năng lượng. Mặt khác ta sẽ thấy đỉnh năng lượng toàn phần cao hơn lý thuyết, nói chung là phổ cao hơn về
bên trái.
* Nang lượng tia gamma lớn hơn 1,5 MeV.
oe N Đinh nang lưng kg | toà ỉ eh! +
| | Đình thods co 2 | |
/ ‘ |
/ `... |
; ‘gar Compton |
. wf ` | \
| ˆ `. \ ‘ \
—= 2 ` Ps \
` / ` E
Cu thể lấy phổ tia gamma có năng lượng 2 MeV.
EVENTS RECORDED : 1ST ESCAPE ---,1. COMPTON E
oz 038 149 17 20 ENERGY, Mev
SPECTRUM FOR 2 Mev GAMMA RAYS
Hình 3.16 : Phổ bức xa Gamma năng lượng 2 MeV.
Vùng năng lượng này các hiệu ứng đều có khả năng xảy ra. Trong phổ ta quan sát được đỉnh quang điện, cạnh compton, đỉnh thoát cặp thứ nhất, đỉnh thoát cặp thứ hai và đỉnh tán xạ nền cũng đóng vai trò quan trọng vì các photon không bị hấp thụ hoàn toàn, có nhiều tia Gamma tán xạ ngược với cửa sổ tỉnh thể và bộ phận nhân quang điện. Ta không còn thấy đỉnh thoát tia X nữa bởi chiéu dài hấp thụ trung bình của các tia Gamma lớn hơn nhiều so với chiéu dài trung bình của
tia X.
- Dinh năng lượng toàn phan ở năng lượng : hv = 2 MeV.
- Cạnh Compton ở năng lượng: fh w Nhan = 177 MeV.
- Binh thoát cặp thứ nhất ở năng lượng : hv - 0,511 = 1,49 MeV.
- Dinh thoát cặp thứ hai ở năng lượng : hv - 1,02=0,98 MeV.
- Dinh tán xạ ngược ở năng lượng : 0,23 MeV,
Diện tích dưới các đỉnh phụ thuộc vào yếu tố như kích thước tinh thể nhấp nhấy, nang lượng tia gamma tới. Khi kích thước tinh thể tăng năng lượng tia Gamma thoát ra sẽ giảm, diện tích dưới đỉnh năng lượng toàn phan tăng, diện tích dưới đỉnh thoát cặp thứ hai giảm, đồng thời đỉnh tán xạ nền lại tăng. Khoảng trũng xuống ở vùng giữa lưng Compton và đỉnh năng lượng toàn phần do sự tán
xạ nhiều ln trong tinh thể.
% Chú ý ; Khi 2 tia gamma vào trong tinh thể và tiêu hao năng lượng đồng thời thì kết quả xung ghi nhận được sẽ là tổng năng lượng của 2 tia thành phan.
- Chương giới thiệu vé detector nhấp nháy : nguyên tắc hoạt động. ưu khuyết điểm. Giới thiệu một xố dữ liệu vé detector nhấp nháy dùng tinh thể Nal của phòng thí nghiệm vật ly trường Khoa học Tự nhiên và giới thiệu một số
detector dùng tinh thé Nal dùng trên thế giới.
- Nói đến nguồn gốc các đỉnh trong phổ ghi nhận
+ Tuy thuộc vào loại tương tác : quang điện, compton, tạo cặp mà có các
đỉnh đặc trưng cho loại tương tác đó . Gồm :
*“ Đỉnh quang điện ( đỉnh nang lượng toàn phần ).
* Cạnh compton, lưng compton.
Đỉnh thoát cặp thứ 1, đỉnh thoát cặp thứ II.
+ Tuỳ thuộc vào cách bố trí hệ đo mà trong phố xuất hiện các đỉnh tạo thành các bức xạ từ vật liệu xung quanh đi vào detector. Gồm đỉnh tán xạ nền,
đỉnh tia X đặc trưng, sự đóng góp do bức xạ huỷ và đỉnh tán xạ ngược.