Определение активности источника Co-60 по его γ-спектру

Комплектация оборудования:

Цель эксперимента:

Определить активность источника ⁶⁰Co по его гамма-спектру. Изучить физический смысл пика суммы сигналов , наблюдаемых в спектрах некоторых радиоактивных источников.

Основы эксперимента:

Спектр ⁶⁰Co содержит два отчётливых фотопика, соответствующих гамма-квантам γ₁ и γ₂ с энергиями 1,17 МэВ и 1,33 МэВ соответственно. В рамках эксперимента предполагается, что эти гамма-кванты испускаются изотропно. Иными словами, если γ₁ испускается в определённом направлении, γ₂ может быть испущен в любом другом направлении. Однако существует некоторая вероятность, что γ₂ будет испущен в том же направлении, что и γ₁. В этом случае их энергии суммируются в детекторе, и в спектре появляется пик суммы сигналов  — в районе 2,5 МэВ.

Активность источника можно оценить, рассчитав количество счётов под двумя основными пиками и под пиком суммы, то есть, вычислив площади соответствующих пиков ∑. В случае ⁶⁰Co количество счётов под пиком суммы можно также использовать для уточнения оценки.

Где A — активность источника, а t — время измерения.

Таким образом, аппроксимируя пики с помощью гауссовской функции и рассчитывая их площадь, можно оценить активность источника ⁶⁰Co, использованного для записи представленного спектра.

Проведение эксперимента:

Для выполнения эксперимента подключите выход DT4800 ко входному каналу мультиканального анализатора MCA DT5770 и используйте выход GP0 с DT4800 в качестве входа "trigger IN" для оцифровщика. Интерфейс программного обеспечения Emulation Control позволяет генерировать сигналы экспоненциального распада с настраиваемым временем нарастания и спада, а также эмулировать сигналы от радиоактивного источника ¹³⁷CsI. Спектр можно записать и проанализировать с помощью MCA.

 Результаты эксперимента:

Пользователь должен убедиться, что после калибровки спектра суммарный пик находится примерно на уровне 2,5 МэВ. Используя приведённую выше формулу и учитывая время измерения в секундах, пользователь может напрямую оценить активность источника ⁶⁰Co в беккерелях (Бк). Расчёт, выполненный для спектра, зарегистрированного за 100 секунд, даёт значение активности около 264 кБк.

Полный спектр ⁶⁰Co, полученный с помощью MCA DT5770 и отображённый программным обеспечением эмуляции: