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- Francesco Merli e
Pellegrini Danilo
- Alessandro Valeri e
Palmieri Luca
Itis Roma e Colleferro
Stages Invernali 2011
Misura del coefficiente di
attenuazione di massa μ/ρ
Roma, 18-05-2011
1
Fenomeni d’ interazione dei
raggi X
I raggi X che interagiscono con una superficie di un
determinato materiale danno origine a diversi fenomeni:
Diffusione Compton
Diffusione elastica
Assorbimento (effetto fotoelettrico)
Attraversamento del campione senza interazione
S
C
R
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Legge di attenuazione dei raggi X
in un campione
I x   I 0e
 x
Dove :
I intensità della radiazione trasmessa
I0 intensità della radiazione incidente
x spessore del campione
 coefficiente di attenuazione lineare:
dipende dall’ energia della radiazione
incidente, dalla densità e numero atomico
del campione
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Il coefficiente di attenuazione di
massa

1
 I0 

ln 
 x  I 
 densità del materiale, dividendo
per  rendiamo indipendente il
coefficiente di attenuazione dalla
densità
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Sorgente di raggi X
La nostra sorgente di raggi X è composta da vari
isotopi:
al suo interno vi sono atomi di Am 241 che
attivano gli isotopi sorgente
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Il decadimento dell’Am241
• L’Am241, isotopo instabile,decade trasformandosi in
Nettunio237 ed emettendo
particelle di tipo α e tipo γ
• Spettro di emissione γ
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Schema della sorgente
Com’ è possibile ciò?
Come si producono raggi X?
Come possiamo ottenere raggi X di energie
diverse?
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Produzione raggi X
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Transizione livelli ka kb
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Apparato sperimentale
Sorgenti di RX: Cu, Rb, Mo, Ag, Ba, Tb
Campioni: Rh e Al+Mn, dei quali sono noti lo spessore e
la densità
Rivelatore a semiconduttore Si PIN raffreddato per
effetto Peltier
Amplificatore di segnale
Analizzatore multicanale MCA
Sistema computerizzato di acquisizione ed elaborazione
dati
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Il nostro strumento di rivelazione di raggi X è un detector
al silicio.
Come funziona il rilevatore?
Come arriva il segnale al PC?
Risultato delle misure:
spettro
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Misura Sperimentale del
Coefficiente di attenuazione
Due configurazioni: con e senza campione
I0
campione
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Errori di tipo statistico:
Errore sui conteggi – Distribuzione Poissoniana
Distribuzione di Poisson:
Caratteristica di processi binari
con una bassa probabilità
costante di successo sul singolo
evento.
Applicabile ai conteggi: misure
con errori indipendenti e casuali.
L’errore sul coefficiente di
attenuazione di massa:
2
x
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Errori di tipo non-statistico:
xe
All’interno della formula per il calcolo del coefficiente di attenuazione di massa
figurano due grandezze a cui non si applica la legge statistica per il calcolo
dell’errore: la densità e lo spessore.
La propagazione dell’errore su ciascuna di essa risponde alla seguente
formula (Conoscendo ambedue con un noto errore di misura diretta/indiretta):
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Analisi dati
Sorgente
Energia
KeV
Io
so/Io %
I
/ Misurato
cm2/g
s/I %
/ Al-Mn
Teorico
cm2/g
e/
cm2/g
Cu
8,04
19058
0,7
3150
2
53
61,3
5
Rb
13,37
68487
0,4
45365
0,5
12,0
13,7
1
Mo
17,44 102582
0,3
83070
0,4
6,2
6,3
0,6
Ag
22,1
97650
0,3
88505
0,3
2,9
3,1
0,3
Ba
32,06
36817
0,5
35961
0,5
0,7
1,1
0,1
Rb coll
13,37
11050
1
7074
1
13
13,7
2
Ag coll
22,1
15646
0,8
14065
0,9
3,1
3,1
0,5
Campione: Alluminio-Manganese
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Sperimentale
Teorico
15,0
14,5
14,0
13,5
13,0
12,5
12,0
11,5
11,0
10,5
Non Coll.
Collimato
Sorgente: Rubidio
13,37 KeV
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Sperimentale
Teorico
3,6
3,4
/
3,2
2
cm /g
3,0
2,8
2,6
Non Coll.
Collimato
Sorgente: Argento
22,10
KeV
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Sorgente
Energia
KeV
Io
so/Io %
I
/ Misurato
cm2/g
s/I %
e/
cm2/g
/ Al Teorico
cm2/g
Rb
13.37
68487
0,4
3982
2
46
1
46,1
Mo
17.44
102582
0,3
25998
0,6
22,1
0,6
22
Ag
22.1
97650
0,3
49214
0,5
11,0
0,3
11,4
Ba
32.06
36817
0,5
7265
1
26,0
0,7
27
Tb
44.23
9781
1
6408
2
7,0
0,5
11,4
Campione: Rodio
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Ovviamente abbiamo assorbito moltissime radiazioni ma
almeno abbiamo imparato un bel po’ di cose …
GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE
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