Учебный эксперимент: фоновые измерения

Комплект оборудования: 

Цель эксперимента:

Измерение фоновой радиоактивности для последующего вычитания из энергетических спектров образцов.

Основа эксперимента:

Основными источниками фонового энергетического спектра являются гамма-излучения, исходящие от природных радиоактивных изотопов, распространённых в окружающей среде и материалах, находящихся рядом с детектором, а также излучения космического происхождения.

Для корректного определения радиоактивного источника и его активности необходимо учитывать фоновую активность. Фоновый спектр получают путём удаления радиоактивного источника и проводят измерения в тех же условиях, что и для интересующих спектров.

Одним из способов уменьшения фонового вклада является экранирование системы свинцовыми блоками, чтобы максимально подавить внешнюю радиоактивность, способную скрыть интересующие пики.

Проведение эксперимента:

Решите, будете ли вы использовать свинцовые блоки для экранирования системы. Всю установку можно накрыть свинцовыми блоками, как показано на рисунке ниже, при этом необходимо обеспечить вентиляцию для охлаждающих вентиляторов основания i-Spector.

В любом случае важно проводить все измерения в тех же условиях, что и фоновое, чтобы вычитание фона было корректным. Также необходимо использовать те же настройки программного обеспечения, включая время накопления, чтобы фоновое вычитание можно было выполнить по каждому каналу (bin-by-bin) в энергетическом спектре.

Установите модуль i-Spector digital в основание. В этом эксперименте образец не требуется. Включите i-Spector и подключите Ethernet-кабель. Через веб-интерфейс дождитесь стабилизации температуры (это может занять до 30 минут после включения).

Проверьте форму сигнала, при необходимости откорректируйте порог и ширину окна сбора сигнала, затем начните измерение энергетического спектра. Например, выполните 30 минут накопления данных.

Схема экспериментальной установки с экранированием: свинцовые блоки закрывают активный сцинтиллятор модуля i-Spector digital:

Результаты эксперимента:

Пользователь может легко убедиться в том, как свинцовые блоки снижают уровень гамма-радиоактивности, сравнив спектры, полученные со свинцовым экранированием и без него  (соответственно слева и справа). При использовании свинцовых блоков наблюдается снижение фоновой активности примерно в 4 раза.

Фоновая радиоактивность окружающей среды, зарегистрированная без свинцовых блоков (вверху) и со свинцовыми блоками (внизу). Обратите внимание на разный масштаб по оси Y. При использовании экранирования наблюдается снижение радиоактивного фона примерно в 4 раза: