Учебный эксперимент: Калибровка энергии системы на основе кристалла LYSO и образца удобрения

Комплект оборудования: 

Цель эксперимента:

 Основной целью эксперимента является регистрация энергетических γ-спектров нескольких радиоактивных источников и обнаружение фотопиков для калибровки отклика системы.

Основа эксперимента:

Калибровка спектра — это первый шаг, который необходимо выполнить в типичном эксперименте. Настройки, такие как порог срабатывания триггера, ширина окна сбора сигнала и другие параметры, используемые при калибровке, должны сохраняться для всех последующих измерений, предусмотренных в комплекте Environmental kit.

Обычно рекомендуется использовать радиоактивные источники, покрывающие широкий диапазон энергий — от сотен кэВ до нескольких МэВ. В предлагаемом эксперименте для построения калибровочной кривой на весь диапазон спектра используется:

• кристалл LYSO(Ce) (иттриево-лютециевый ортосиликат, легированный церием), дающий пики на 202 кэВ и 307 кэВ,

• образец удобрения (fertilizer), содержащий природный калий-40 с фотопиком на 1468 кэВ.

Кристалл LYSO также является сцинтиллятором, который можно использовать совместно с SiPM или ФЭУ (PMT) для регистрации γ-излучения. Пример соответствующих комплектов: SP5600C и SP5600AN.

Проведение эксперимента:

Установите модуль i-Spector digital в основание и поочерёдно разместите используемые для калибровки радиоактивные источники, например кристалл LYSO и образец удобрения, чтобы получить две или три точки для построения калибровочной кривой.

Включите i-Spector и подключите Ethernet-кабель. Через веб-интерфейс дождитесь стабилизации температуры (это может занять до 30 минут с момента включения).

Проверьте форму сигнала (осциллограмму), при необходимости скорректируйте порог срабатывания и ширину временного окна (gate width), затем начните измерение энергетического спектра.

Проведите, например, 5 минут сбора данных с образцом кристалла LYSO и 30 минут с образцом удобрения. Время сбора может быть уменьшено в зависимости от активности используемых источников.

Выберите интересующие области спектра (ROI) и используйте встроенный инструмент калибровки для настройки энергетической шкалы спектра.

Блок-схема экспериментальной установки:

Результаты эксперимента:

Путём аппроксимации фотопиков гауссовой кривой проверяется линейность системы в зависимости от энергии. Полученная итоговая калибровочная функция используется для последующих измерений и экспериментов.

Линейная зависимость в энергетической калибровке: