Gama spektroskopie určení rozpadových prvků pomocí tepelných a epitermálních neutronů Supervisor: Vojtěch Motyčka, CV Řež s.r.o. Tým: Ondřej Vrba, Vojtěch Fišer, Jan Krejčí, Aleš.
Download ReportTranscript Gama spektroskopie určení rozpadových prvků pomocí tepelných a epitermálních neutronů Supervisor: Vojtěch Motyčka, CV Řež s.r.o. Tým: Ondřej Vrba, Vojtěch Fišer, Jan Krejčí, Aleš.
Gama spektroskopie určení rozpadových prvků pomocí tepelných a epitermálních neutronů Supervisor: Vojtěch Motyčka, CV Řež s.r.o. Tým: Ondřej Vrba, Vojtěch Fišer, Jan Krejčí, Aleš Ryška Teoretický úvod ke spektroskopii • Produkce a transport neutronů v různých materiálech, které se v daných zařízeních vyskytují (urychlovačem řízené transmutory nebo jaderné reaktory) můžeme zkoumat pomocí malých vzorků různých materiálů • Ty se vloží do sestavy a díky reakcím neutronů s atomovými jádry vznikají radioaktivní jádra • • • • Tuto metodu lze použít, chceme-li zjistit obsahy prvků v neznámé látce Složení neznámé látky lze určit i z velmi malého množství látky Musíme znát přesný neutronový tok na kanálu HK1 Po ozáření látky je umístěna pod detektor záření (spektrometr), který funguje na principu změny energie, kterou s sebou nese záření Teoretický úvod ke spektroskopii • Detektor záření je připojen do elektrického systému na jeho konci počítač zobrazuje získaná data • Detektor při měření musí být nastaven tak, aby dělal co nejmenší chyby • Mezi hlavní cíle této práce patří: • 1) Určit jak je ovlivněn výsledek měření, tím že měřené vzorky nejsou bodové, ale plošné • 2) Poznat o jakou látku se jedná • 3) Ověřit zda se naměřené hodnoty shodují s výsledky, které se dají získat ze simulačních programů Příprava radioaktivních vzorků • Připravit několik vzorků z jednoho materiálu (pro více měření můžeme zvolit i více materiálů, které chceme zkoumat) • Ozářené materiály: • Neznámá hornina • Kovový váleček z neznámého materiálu • Rozumné energie záření gama • Relativně vysoká intenzita gama linky • Dvě možnosti přípravy radioaktivních vzorků: • 1) Ozáření v jaderném reaktoru moderovanými neutrony s nízkou hodnotou energie = známe hustotu a energii neutronů • 2) Využití urychlovače – cyklotron = relativně homogenní pole Ozáření vzorků v reaktoru LVR-15 • Ozařujeme vzorek o malých rozměrech (2x2 cm), aby mohl být později považován za bodový zdroj záření • Při ozařování musíme zajisti to, aby byl vzorek ozářen homogenně • Pro bodový zdroj je důležitá jeho intenzita • Pro plošný zdroj můžeme využít ozáření v cyklotronu nebo v HK1 (ovšem ty nebyly k dispozici) Ozáření vzorků v reaktoru LVR-15 • Detektor zachycuje energii záření gama • Reakce fotonu gama přenese tuto energii na elektron a ten pomocí ní vytvoří nosiče náboje • Ty způsobí v obvodu proudový impuls, který je zesílen a pomocí konvektoru převeden na digitální signál a do počítače • Měřené vzorky jsou často jen slabě radioaktivní, proto je vzorek umístěn v boxu, který je z vnější strany tvořen olovem • Záření gama je „zakódováno“ v amplitudě proudu Přílohy Naše spektra • Kalibrace spektrometru pomocí etalonového zářiče Kalibrace etalonovým zářičem • Kalibrace gama-spektrometru pomocí etalonového zářiče • Zjištění správné funkčnosti přístroje • Hlavní píky: Nuklid Aktivita (kBq) T ½, dny 241Am 56.9 157800 57Co 50.1 271.26 60Co 53.12 1925.4 137Cs 51.19 11019 88Y 54.19 ??? 106.6 ??? ??? • Neznámý kovový váleček – známe jeho složení ??? Zjišťování složení neznámého válečku • Váleček neznámého původu o délce 4mm a průměru do 2mm • Zjištění přibližného složení podle spektrometru • Ve vyšších energetických hladinách musíme počítat s přesností píku ± 1,3 – 2,0 keV • Doba expozice: 15 minut, zač. 12:07, konec: 12:23 • Zanedbání 56Mn – původ v samolepící pásce • Hlavní píky vytvořili tyto radionuklidy: Nuklid 56Mn 116In 69Zn • Ozářená hornina • K našemu údivu se jednalo o smolinec • Vznikalo Plutonium (239Pu) a Uran (235U) Zjišťování složení neznámé horniny • Vzorek horniny – k našemu údivu šlo o horninu obsahující 238U - smolinec • Zjištění přibližného složení podle spektrometru • Ve vyšších energetických hladinách musíme počítat s přesností píku ± 1,3 – 2,0 keV • Doba expozice: 32 minut, zač. 12:40, konec: 13:13 • Zanedbání 56Mn – původ v samolepící pásce • Hlavní píky vytvořili tyto radionuklidy: Nuklid Nuklid Nuklid 214Pb 239Np 214Pb 239U 110Ag 132Te 235U 214Bi 176Lu Intenzita vzorku Konec ??? Nějaké dotazy ???