Spektrometrie záření gama

Z Enpedie
Přejít na: navigace, hledání

Radiometrické přístroje, které jsou schopny měřit též energii ionizujícího záření, se nazývají spektrometry. Záření gama je elektromagnetické záření, a proto se při jeho měření využívá sekundární ionizace elektronů vzniklých při jeho interakci s materiálem detektoru. Spektrometrickým měřením zkoumaného objektu získáme spektrum záření, což je závislost četnosti kvant gama na jejich energii. Tvar spektra závisí nejen na měřeném radioaktivním vzorku, ale i na vlastnostech detektoru a celé spektrometrické trasy.

Nejběžněji používanými typy detektorů pro spektrometrii gama jsou scintilační, např. s krystalem NaI(Tl) a polovodičové detektory, především germaniové a křemíkové. Scintilační detektory mají, oproti bežným polovodičovým, relativně vysokou citlivost, tj. schopnost zaregistrovat fotony dopadající na detektor. Na druhé straně schopnost energetického rozlišení je podstatně vyšší u polovodičových detektorů, což je výhodné při analýze složitých spekter měřených vzorků. Je tomu tak proto, že k ionizaci, tj. vytvoření iontového páru, v polovodiči je třeba energie asi 3 eV, zatímco u scintilačního detektoru je energie potřebná k vyražení elektronu z fotokatody asi 50× vyšší.

Při spektrometrii gama se soustředíme především na to, abychom určili energii fotonů zářiče. tj. abychom ve spektru našli čáry odpovídající úplnému pohlcení energie (totální absorpce) fotonu v detektoru. To nastává v jednom z těchto případů, končících fotoefektem:

  • fotoefekt
  • jeden nebo více Comptonovských rozptylů následovaných fotoefektem,
  • tvorba páru následovaná (po eventuálním Comptonovském rozptylu) fotoefektem obou anihilačních fotonů.

Ve spektru gama radioaktivního vzorku však můžeme nalézt odrazy dalších typů interakce fotonů s detektorem a jeho stíněním, které nepřispívají do píku totální absorpce, jako např.:

Gamaspektrometrie má široké využití, např. při studiu vlastností jader, jaderných reakcí a přeměn, v aktivační analýze, výzkumu materiálů, monitoringu radioaktivních látek v životním prostředí, v radiační hygieně (např. měření vnitřní kontaminace v organismu), atd.