Physikalisches Institut der Universität Bayreuth

Physikalisches Praktikum für Fortgeschrittene

ALPHA - UND GAMMA -

SPEKTROSKOPIE

W. Richter und L. Kador

Inhalt Seite

1. Einführung und Zielsetzung 2

2. Apparatur 3

3. Fragen zur Vorbereitung 8

4. Versuchsdurchführung und Auswertung 9

5. Literatur 18

6. Anhang A: Daten zum Photopeak-Spektrometer 19

7. Anhang B: Kurzanleitung zur Software GENIE 2K 24

Version 7-2011

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1. Einführung und Zielsetzung Dieser Versuch dient zur Einführung in kernphysikalische Messmethoden. Ein von einem

instabilen Atomkern beim radioaktiven Zerfall emittiertes -Teilchen oder -Quant hat ei-ne wohldefinierte Energie, die charakteristisch ist für das jeweilige Isotop. Im Prinzip

kann man also die Gammastrahlung zur chemischen Analyse verwenden ( -Teilchen sind hierfür wegen ihres schnellen Energieverlustes in Materie nicht geeignet). Zum Nachweis der Gammaquanten wird im Praktikum ein Halbleiterdetektor verwendet (Germanium). Dieser zeichnet sich gegenüber anderen Detektortypen wie Szintillations-zählern (NaJ) und gasgefüllten Proportional-Zählrohren vor allem durch eine wesentlich bessere Energieauflösung aus. Das favorisiert ihn für spektroskopische Zwecke, bei de-nen es darauf ankommt, nahe benachbarte scharfe Linien von einander zu trennen.

Abb. 1: Gammaspektrum aufgenommen mit NaJ-Szintillationszähler (links) und mit li-thiumgedriftetem Germanium-Detektor (rechts) im Rahmen einer Neutronenaktivie-rungsanalyse eines Druckausschnittes der "Nürnberger Chronik" von 1493. Eine gute Energieauflösung ergibt aber auch ein besseres Signal/Rausch-Verhältnis. Dies lässt sich in einem einfachen Gedankenexperiment zeigen. Wird z.B. die Linie in ei-nem Gammaspektrum wegen schlechterer Energieauflösung um einen Faktor 10 breiter, so sinkt bei konstanter Fläche unter der Linie entsprechend die Signalhöhe um einen Faktor 10. Bei angenommenen konstantem Untergrund für beide Detektoren wird somit auch das Signal-Untergrund-Verhältnis um den Faktor 10 schlechter, und die statisti-schen Schwankungen von Signallinie und Untergrund (das Rauschen) wirken sich stär-ker aus. Aus diesem Grund sind Halbleiterdetektoren besonders auch für niedrige Intensitäten

von Gammastrahlen geeignet. Für die Spektroskopie von -Teilchen wird im Praktikum ebenfalls ein Halbleiter-Detektor verwendet. Wegen der viel stärkeren Wechselwirkung

von -Teilchen mit Materie reicht hier jedoch eine einfache Silizium-PIN-Photodiode aus.

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Die Aufgabenstellungen im Rahmen des FP-Versuches orientieren sich an den prinzipiel-

len Grundlagen, die beim Einsatz eines - oder -Spektrometers benötigt werden. Dazu gehören u.A. die Eichung dieser Spektrometer und die Interpretation der jeweiligen Spektren. Daneben werden die Absorption von Gammastrahlen und die Abbremsung

von -Teilchen in Materie sowie die prinzipiellen Möglichkeiten der Schichtdickenmes-sung mit Hilfe radioaktiver Strahlung untersucht. Die Experimente zur Umweltradioaktivi-tät (Luft, Wasser, etc.) sollen zeigen, wie mit relativ geringem Aufwand ein quantitativer Nachweis über die Art der beteiligten natürlich vorkommenden Radionuklide und ihre Ab-folge in einer Zerfallsreihe möglich ist.

2. Apparatur

2.1 Funktionsweise Abb. 2 zeigt das Blockschaltbild der Apparatur für den Fall eines Ge-Detektors. Ein Gammaquant erzeugt im Halbleiterdetektor bewegliche Ladungsträger, deren Zahl pro-portional zur deponierten Energie ist. Der resultierende Strom- bzw. Spannungspuls wird im Vorverstärker und im Hauptverstärker verstärkt und gelangt zum Vielkanalanalysator (Einsteckkarte im PC). Dieser führt eine Pulshöhenanalyse (PHA) durch. Der gesamte Bereich der Eingangsimpulshöhen von 0 - 10 V ist hierfür in eine vorwählbare Zahl von Kanälen (256, 512, 1024 oder 2048) unterteilt. Die Eingangsimpulse werden je nach ihrer Höhe einem Kanal zugeordnet und gezählt. Man erhält ein Histogramm der Pulshöhen und damit eine Aussage über die Energieverteilung der einfallenden Strahlung. Abb. 3 demonstriert dieses Verfahren für den Fall von nur 10 Kanälen.

2.2 - Detektor

Als -Detektor wird ein Germanium-Einkristall verwendet (Ge-Detektor). Germanium mit der Kernladungszahl 32 ist zur Detektion von Gammaquanten besser geeignet als Silizi-um mit der Kernladungszahl 14. Auf Grund der höheren Ordnungszahl (genauer: der hö-heren Elektronenzahl) besitzt Ge für Gammastrahlung einen größeren Wechselwir-kungsquerschnitt und damit eine höhere Nachweisempfindlichkeit.

Die ersten kommerziellen mit Lithium gedrifteten Ge-Detektoren wurden 1965 herge-stellt. Das Driften mit Lithium diente zur Kompensation von p-leitenden Verunreinigungen im Germanium. Derartige Ge(Li)-Detektoren mussten jedoch - auch wenn sie nicht im Betrieb waren - ständig mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden, weil sonst das Li weiter driftete und der Detektor zerstört wurde. Inzwischen ist es möglich, Germanium so rein herzustellen, dass es auch ohne Driften mit Li für Detektoren verwendet werden kann. In der Praktikumsapparatur wird ein solcher Reinst-Ge-Detektor ("Intrinsic Germanium") verwendet.

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Abb. 2: Blockschaltbild der Apparatur

Abb. 3a: Eingangsspannungspulse

Abb.3b: PHA – Histogramm

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2.3 - Detektor Im Prinzip handelt es sich bei diesem Detektor um eine Silizium - PIN - Photodiode, de-ren Grenzschicht der zu untersuchenden ionisierenden Strahlung ausgesetzt wird. Sol-che Photodioden besitzen nur eine geringe Dicke der Grenzschicht und eignen sich des-

halb weder als - noch als -Strahlungsdetektoren. -Teilchen weisen jedoch ein wesent-lich größeres Ionisierungsvermögen pro Wegstrecke (kurze Reichweite selbst in Luft) auf und zeigen damit eine hinreichend starke Wechselwirkung, so dass sie ihre Energie auch in dünnen Diodengrenzschichten vollständig abgeben.

Zur spektralen Untersuchung von niederenergetischen -Teilchen muss die Grenz-schicht der Diode unmittelbar an der Oberfläche liegen. Diese Forderung wird von Pho-todioden auf Grund ihres Einsatzes zur Lichtdetektion zwangsläufig erfüllt. PIN-Dioden haben zusätzlich einen vergrößerten Eigenleitungsbereich, d.h. eine größere Sperr-schichtdicke. Die hier verwendete PIN-Photodiode BPX 61 hat eine empfindliche Fläche A von 7,6 mm

2. Die Sperrschichtdicke d errechnet sich aus der vom Hersteller angege-

benen Sperrschichtkapazität von C = 13 pF bei 12 V Sperrspannung zu

.600 mC

Ad (1)

In dieser Schichtdicke geben -Teilchen mit bis zu ca. 10 MeV ihre Energie vollständig ab, d.h. man erhält ein energieproportionales Ausgangssignal. In der Praktikumsappara-tur wird die Photodiode sogar mit 24 V vorgespannt, weil dadurch ihre Energieauflösung besser wird. Für die Experimente zur Umweltradioaktivität, bei denen die instabilen Ker-ne nur in sehr geringer Konzentration vorliegen, steht außerdem die Diode PIN-RD100A mit 100mm

2 Fläche zur Verfügung.

Abb. 4: Vorverstärkerschaltung für PIN-Photodiode als - Detektor

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Diese Schaltung wird für beide Photodioden BPX 61 und PIN-RD100A verwendet.

Da die Photodioden gegen mechanische Beschädigung normalerweise durch ein Ge-häuse mit Glas- oder Epoxidharzfenster geschützt sind, dieses aber ein Eindringen von

-Strahlung verhindern würde, musste das Gehäuse entfernt werden. Die Oberfläche der verwendeten Photodioden liegt deshalb im Versuch als ungeschützter Halbleiterkristall

vor und darf auf keinen Fall (!) berührt werden. In Abb.4 ist die Vorverstärkerschaltung

für den Betrieb der PIN-Photodioden als -Detektoren aufgezeichnet. Vor dem Detektor kann eine Lochblende (verschiedene Bohrungen mit 1mm bis 3mm Durchmesser) aufgeschraubt werden, die mehrere Zwecke erfüllt.

Verringerung der Strahlungsintensität bei zu hohen Impulsraten, um eine Übersteuerung der Auswertungselektronik zu vermeiden. Hohe Impulsraten treten bei starken Präparaten bzw. sehr kleinen Präparatabständen auf.

Abschirmung gegen Störstrahlung, da die Elektronik naturgemäß dort am empfindlichsten ist, wo das Nutzsignal am kleinsten ist. Die gesamte Betriebs-schaltung des Detektors mit dem Vorverstärker befindet sich in einem geerdeten Aluminiumgehäuse. Der Detektor selbst ragt aber aus dem Gehäuse heraus und ist somit Störstrahlungen ausgesetzt. Die aufgeschraubte metallene Lochblende liegt an Masse und wirkt als FARADAYscher Käfig, der den Detektor wirksam ab-schirmt.

Abschirmung gegen Licht, da der Detektor in seiner Eigenschaft als Photodiode lichtempfindlich ist. Bei abgenommener Blende können daher leicht Störimpulse durch das Raumlicht oder Tageslicht auftreten. Das Licht der Leuchtstofflampen, das in Folge der Wechselspannung 100mal pro Sekunde seine Intensität ändert, ist dabei weitaus schädlicher als das konstante Tageslicht, da die Verstärker-

schaltung des -Detektors auf die Verarbeitung kurzer Signalimpulse ausgelegt

ist. Das Raumlicht sollte daher bei Messungen mit dem -Detektor (auch mit auf-geschraubter Blende!) möglichst nie eingeschaltet werden.

Für am Nachbau Interessierte und auch für den Schuleinsatz gibt es im Buch von Ch. E. Jäkel, Kernphysikalische Experimente mit dem PC (Aulis Verlag, Deubner, Köln) eine Fülle weiterer Anregungen. Hier ist auch der Selbstbau eines Vielkanalanalysators (s. Punkt 2.4) beschrieben. Die im Praktikumsversuch verwendete (auf S.5 dieser Anleitung skizzierte) Vorverstärkerschaltung für die Photodioden weicht von der im Buch angege-benen Schaltung ab, weil sie eine geringere Temperaturdrift des Verstärkungsfaktors und/oder Offsets aufweist.

2.4 Vielkanalanalysator Aufgabe der PC-Vielkanalanalysatorkarte ist die Pulshöhenanalyse der Ausgangsim-pulse nach dem Verstärker. Dazu wird deren Amplitude in einem Analog/Digitalwandler digitalisiert, wobei es auf extrem gute Linearität, Auflösung, Stabilität und hohe Ge-schwindigkeit ankommt.

Frühere A/D-Wandler arbeiteten nach dem Wilkinson-Verfahren. Dabei wurde ein Kon-densator auf eine der Amplitude des Eingangssignals proportionale Spannung aufgela-den und anschließend mittels einer Konstantstromquelle entladen. Während des Ent-ladevorgangs läuft ein quarzgesteuerter Oszillator, dessen Impulse von einem Zähler

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gezählt werden. Die Anzahl der Impulse nach der Konversion ergab die Kanalnummer im Vielkanalanalysator. Während der Konversion verhindert eine Torschaltung die Umwandlung jedes weiteren evtl. auftretenden Impulses, weil sich durch Impulsüberlagerungen Fehler bei der Digita-lisierung ergeben würden. Diese sog. Totzeit T betrug für einen Puls:

T = tA + (3.5 + 0.02 n) µs (2)

mit tA = Anstiegszeit bis Pulsspitze, n = Kanalnummer. tA wird durch die Zeitkonstante des vorgeschalteten Verstärkers bestimmt und betrug 10 µs. Während der Totzeit wird die interne Uhr des Vielkanalanalysators angehalten, damit die Bestimmung von Zählraten (Ereignisse pro Zeiteinheit) nicht verfälscht wird.

Die neueren ADC Schaltungen (Multiport II) arbeiten nach dem Successive Approximati-on Verfahren mit einer festen Totzeit und einer Linear Gate Time von 1,2 µs. Die Zahl der verwendeten Kanäle kann im Rahmen der Steuer- und Auswerte-Software GENIE2K eingestellt werden (zwischen 256 und 4096 Kanälen). Der optimale Wert hängt von der Energieauflösung des Detektors, aber auch von der Stärke der Quelle ab, weil bei geringer Zählrate und großer Kanalzahl das Signal-Rausch-Verhältnis in den einzel-nen Kanälen nur langsam anwächst.

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3. Fragen zur Vorbereitung 1. Welche Prozesse tragen zum totalen Schwächungskoeffizienten von Gammastrahlen

in Materie bei? Wie hängen die verschiedenen Prozesse von der Energie der Gammaquanten ab? Wie hängt die Schwächung vom Material ab?

2. Wie kommt die Compton-Kante im Gammaspektrum zustande (s. Anhang A)?

3. Wie wechselwirken -Teilchen mit Materie? 4. Wie funktionieren ein Halbleiter-Detektor, ein Proportionalzählrohr und ein Szin-

tillationszähler? Warum und mit welchen Einschränkungen sind diese Detektoren für spektroskopische Zwecke, d.h. für eine Energieanalyse der Gammastrahlen geeig-net? Wie unterscheiden sich die wichtigsten Daten (Energieauflösung, Ansprechemp-findlichkeit, zeitliche Auflösung)?

5. Wie funktioniert ein Vielkanalanalysator? 6. Was versteht man unter der Totzeit bei einem Geiger-Müller-Zählrohr und bei einem

Gamma-Spektrometer? Wodurch wird sie bei der Praktikumsapparatur bestimmt?

7. Warum ist bei den Absorptionsmessungen eine Berücksichtigung der Totzeit not-

wendig? 8. Durch Überlagerung von Pulsen ergeben sich Fehler bei der Pulshöhenanalyse. Wie

groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich 2 Pulse teilweise überlagern, wenn die Pulsdauer tp und die Zahl der Pulse pro Zeiteinheit z beträgt? Wodurch wird tp bei der vorliegenden Apparatur bestimmt: durch die Gammaemission, durch die Detektorzeit-konstante, durch die Zeitkonstante von Verstärker oder Vorverstärker oder durch die A/D-Wandlung?

9. Während einer bestimmten Zeit werden N Impulse registriert. Wie groß ist der stati-

stische Fehler dieser Zahl? Lässt sich dieser Fehler verkleinern, wenn man die Ge-samtereignisse N auf n kürzere Einzelintervalle aufteilt und den Standardfehler für diese n Messreihen ermittelt?

10. Welches sind die biologischen Wirkungen von ionisierender Strahlung (Radioaktivität,

Röntgenstrahlen etc.)? 11. Wie ist die biologisch wirksame Strahlendosis definiert? Welches ist ihre Einheit?

12. Was sind die Hauptunterschiede zwischen einem - und einem -Spektrum? Wie än-dert sich jeweils das Spektrum bei Einbringen zusätzlicher Absorberfolien in den Strahlengang?

13. Was sagt die Geiger-Nuttall-Regel aus? Von welchem physikalischen Effekt geht ihre Herleitung aus?

14. Wie lautet die Bethe-Bloch-Formel für -Teilchen? Auf welchen Näherungen beruht

sie? Welche Abhängigkeit liefert sie für die Energie E(x) von -Teilchen beim Durch-tritt durch Materie der Dicke x?

15. Wieviele (und welche) radioaktive Zerfallsreihen gibt es prinzipiell? Welche davon

kommen in der Natur vor ?

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4. Versuchsdurchführung 4.1 Strahlenschutz Sie arbeiten bei diesem Versuch mit schwachen radioaktiven Präparaten. Diese sind so gut abgeschirmt, dass die Strahlenbelastung bei richtiger Arbeitsweise kaum messbar ist und weit unter dem gesetzlich zulässigen Wert liegt. Die von der Bundesregierung er-lassene Strahlenschutzverordnung in der gültigen Fassung liegt beim Versuch zur Ein-sicht aus. Es steht ein Messgerät zur Verfügung, mit dem Sie die Strahlenbelastung an der Appa-ratur messen können. Die Messwerte sind in einen Vordruck einzutragen, den Sie vom Betreuer erhalten, und gemäß dem Vordruck auszuwerten. Über weitere Vorsichtsmaßregeln werden Sie vom Betreuer unterrichtet.

4.2 Aufgaben zur Gamma-Spektroskopie Überprüfen Sie, ob die Kühlung des Ge-Detektors mit flüssigem Stickstoff ausreicht (grüne LED-Anzeige muss leuchten). Verkabeln Sie die Geräte wie im Blockschaltbild in Abb. 2. Holen Sie zum Einschalten den Betreuer. Die Spannung für den Detektor soll auf

den Maximalwert von 3500 V eingestellt werden. (Spannung nur langsam verändern !!). Die Kanalzahl des Analog-Digital-Wandlers sollte auf 2048 eingestellt sein (eine Verän-derung dieses Wertes ist im Programm etwas aufwendig und sollte nur vom Betreuer vorgenommen werden). Die beiden Shaping-Tasten am Verstärker sollen nicht gedrückt sein; die Signalpolarität ist positiv(+).

Energieauflösung des Ge - Detektors Beobachten Sie das Spektrum von Co-60 auf dem Vielkanalanalysator. Erhöhen Sie die Auflösung des A/D-Converters durch Verändern der Verstärkungsstufen (Coarse Gain bzw. Fine Gain) am Verstärker, bis Sie die 2 Linien von Co-60 deutlich getrennt sehen. Spreizen Sie nun die beiden Linien möglichst weit durch Vergrößerung der Verstärkung (Wendelpotentiometer Fine Gain). Bestimmen Sie die Halbwertsbreite FWHM (volle Brei-te an der Stelle des halben Maximums = full width at half-maximum = FWHM) für beide Linien sowie den Abstand der beiden Linien. Aus dem Abstand (ca. 160 keV) erhält man die Halbwertsbreite in Energieeinheiten. (Zum Vergleich: Ein typischer Wert für die Energieauflösung eines NaJ-Szintillations-Detektors ist 50 keV.)

Energieeichung An Hand von Gammastrahlung bekannter Energie soll eine Eichgerade für den Zusam-

menhang zwischen der Kanalnummer im Vielkanalanalysator und der -Energie erstellt werden. Verwenden Sie dafür die Spektren der drei Quellen Co-60, Am-241 und Cs-137 (Gammaenergien s. Anhang A). Zur Durchführung benutzen Sie den entsprechenden Menüunterpunkt im Programm GENIE2K. Stellen Sie nun die Verstärkung so ein, dass etwa bis 1,8 MeV Linien gemessen werden können. Lassen Sie die Verstärker-Einstellung (und auch die Einstellung der Hochspan-nung) während der weiteren Messungen unverändert.

Für die Eichgerade gilt: Energie = (Kanalnr.) * m + E0

Bestimmen Sie m und E0. Wie gut ist die Linearität der Apparatur?

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Bestimmen Sie die Energien der Compton-Kanten von Co-60 (s. Anhang), und verglei-chen Sie Ihre Messwerte mit den theoretischen Werten gemäß Marmier, S.36.

VORSICHT: Beim Transport aus dem Stahlschrank dürfen die Präparate nur am massi-ven Abschirmblock getragen werden, da sonst eine Beschädigung des Präparathalters auftreten kann. Präparate immer möglichst weit vom Kör-per entfernt tragen.

Massenabsorptionskoeffizienten Im Folgenden sollen die Massenabsorptionskoeffizienten von Al, Fe und Pb für 662 keV-Gammastrahlen (Cs-137) bestimmt werden. Verwenden Sie dazu das Spektrum von Cs-137. Expandieren Sie die Linie mit Hilfe der Cursorfunktion. Setzen Sie die Integrationsgrenzen für die Linie so, dass das Verhältnis Linieninhalt/Untergrund größer als 10 ist. Notieren Sie bei allen Messungen mit und ohne Absorber jeweils den Wert des Integrals und die totzeitkorrigierte Messzeit tkor..Berechnen Sie hieraus die Zählrate = Integral / tkor. Führen Sie für jedes Absorbermaterial mindestens 5 Messungen mit unterschiedlichen Absorberdicken sowie je 1 Messung ohne Absorber durch. (Durch die Wiederholung der Messungen ohne Absorber soll die Reproduzierbarkeit der Messungen überprüft werden, die hauptsächlich von der Reproduzierbarkeit der Position der Quelle abhängt.) Wählen Sie die größte Absorberdicke so, dass die Zählrate annähernd auf 1/10 (oder weniger) abnimmt. Um eine genügende statistische Genauigkeit zu erhalten, sollte das Integral bei jeder Messung mindestens 2000 Ereignisse betragen. Für die durch den Absorber gelangende Intensität I der Gammastrahlen gilt:

I = I0 exp( µd) (3)

I0 = Intensität vor Absorber, µ = linearer Absorptionskoeffizient, d = Absorberdicke.

Zweckmäßiger als µ ist der Massenabsorptionskoeffizient µ/ ( = spez. Dichte), der im Fall überwiegender Schwächung durch Compton-Streuung für alle Elemente annähernd gleich ist (s. Marmier, S. 26).

Bestimmen Sie mittels linearer Regression µ und µ/ (Werte für s. Anhang A).

Schichtdickenmessung durch Absorption von Gammastrahlen

Aus der Schwächung von Gammastrahlen (oder Betastrahlen) durch Materie kann prin-zipiell die Dicke des Materials bestimmt werden, wenn der Absorptionskoeffizient be-kannt ist. Bestimmen Sie die Dicke einer Al-Folie mit Hilfe der Am-241-Quelle (µ = 0,85 cm

-1). Bringen Sie die Quelle möglichst dicht an den Detektor. Integrationsgrenzen set-

zen wie oben. Stellen Sie eine Meßzeit von 100 s ein. Messen Sie mehrmals abwechselnd mit und ohne Absorber (mind. jeweils 4 mal) ohne die Quelle zwischen den Messungen zu bewegen. Das Verfahren dient zur Feststellung der Reproduzierbarkeit der Messergebnisse (s. Auswertung). Die Messung erfordert eine hohe Genauigkeit. Achten Sie deshalb darauf, die Quelle gut zu zentrieren, damit die geometrische Anordnung bei allen Messungen gleich ist.

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Wie groß ist der Fehler der Einzelmessung auf Grund der Zählstatistik? Wie gut ist die Reproduzierbarkeit einer Messung, wenn die geometrische Anordnung nicht verändert wird? Wie gut ist die Reproduzierbarkeit einer Messung nach Entfernen und erneutem Zentrieren der Quelle? Schätzen Sie hieraus die Genauigkeit der Schichtdickenmessung ab.

Uranerzprobe

Messen Sie das Gammaspektrum der Uranerzprobe, indem Sie den Probenbehälter über den Detektor stellen. Der Behälter besteht aus einem dickwandigen (2 cm) Blei-hohlzylinder, der an seiner Unterseite mit einem 1 mm dicken Stahlblech abgeschlossen ist, so dass dort die Strahlung austreten kann. Die Handhabung des Behälters ist für Ihre Gesundheit ungefährlich, solange Sie die Unterseite von Ihrem Körper weghalten. Öffnen Sie auf keinen Fall den Behälter! Notieren Sie für die stärkeren Linien jeweils Kanalnummer, Kanalinhalt und Untergrund. Vergleichen Sie dazu die Spektren in Abb. 5. Bestimmen Sie aus dem gemessenen Spektrum jeweils die Isotope an Hand der Litera-tur (6). Verwenden Sie dazu nicht die Auflistung der Linien nach Gamma-Energien (ab S. 93), weil eine eindeutige Zuordnung wegen der Vielzahl der angegebenen Isotope kaum möglich ist. Prüfen Sie statt dessen an Hand der Auflistung nach Nukliden (ab S. 204), welche Isotope aus den beiden häufigsten natürlichen Zerfallsreihen (der Uran-Radium- und der Thorium-Reihe) den gemessenen Gamma-Energien eindeutig zuordenbar sind. Für die beiden Zerfallsreihen siehe Mayer-Kuckuk, S. 75. Treten beide Zerfallsreihen im Spektrum auf ?

Mit der Uranerzprobe steht im Prinzip eine -Quelle mit verschiedenen Energien zwi-schen 50 keV und 1.5 MeV zur Verfügung. Bestimmen Sie damit die Energieabhängig-

keit des Massenabsorptionskoeffizienten / für das Beispiel von Blei. Wählen Sie für

die verschiedenen Bereiche von / eine jeweils geeignete Schichtdicke. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit den Daten aus der Literatur insbesondere für den Bereich der K-Kante (vgl. Marmier S. 46). Wegen der teilweise sehr schwachen Intensitäten der einzel-

nen -Linien sollten hier Messzeiten von mindestens 1 Stunde eingeplant werden.

Untergrundspektrum

Die Untergrundstrahlung stammt z.T. aus natürlich vorkommenden radioaktiven Isotopen und ist sehr schwach (Größenordnung 1 Quant pro s). Stellen Sie deshalb alle radioakti-ven Quellen in den abgeschirmten Stahlschrank. Vor dem Ausdruck sollten Sie auch hier für die stärkeren Linien Kanalnummer, Kanalinhalt und Untergrund notieren. Die Regist-rierung des Untergrundspektrums erfordert ebenfalls eine längere Messzeit. Zur Interpre-tation des Untergrundspektrums wird die gleiche Vorgehensweise wie bei dem Spektrum der Uranerzprobe empfohlen.

Hinweis: Die Linie bei 1.4609 MeV stammt von K-40. K-40 ist ein - und -Strahler. Es gehört zu den relativ wenigen ‚leichten‘ radioaktiven Isotopen, die auf Grund ih-rer extrem langen Halbwertszeit (1.3 10

9 a für K-40) in der Natur vorkommen und

zu keiner der vier Zerfallsreihen von ‚schweren‘ Elementen (schwerer als Blei) ge-hören.

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Abb. 5: Gammaspektren von Pechblende (U) und Monazitsand (Th) Im Spektrum von Pechblende sind die gammastrahlenden Zerfallsprodukte von Uran-238 zu erkennen, insbesondere Ra-226, Pb-214, Bi-214. Im Spektrum von Monazitsand sind es die Zerfallsprodukte von Thorium-232, insbesondere Th-228, Ac-228, Pb-212, Tl-208, sowie etwas aus der Zerfallsreihe von U-238 (aus Strahlenschutz: Radioaktivität und Strahlungsmessung, Bayer. Staatsministerium für Landesentwicklung und Umwelt-fragen, 1998, Autor: Prof. Dr. H. von Philipsborn)

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Abb. 6: Zerfallsreihe von Uran-238

Links steht die Ordnungszahl, unter dem Nuklid dessen Halbwertszeit und die Arten der auftretenden Strahlung (aus Literatur siehe Abb. 5).

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4.3 Aufgaben zur Alpha-Spektroskopie

Als -Detektoren stehen zwei PIN-Dioden mit unterschiedlicher Fläche zur Verfügung. Der sehr empfindliche großflächige Detektor darf nur für die Messungen zur Umweltradi-

oaktivität verwendet werden. Schließen Sie den -Detektor (1-mm-Blende) an den Hauptverstärker an, und beobachten Sie die Zählimpulse des Detektors mit einem Oszil-loskop. Beide Shaping-Tasten am Hauptverstärker sollen gedrückt sein; als Polarität ist Minus (-) zu wählen. Als Präparat verwenden Sie für die Eichungs- und Absorptionsmes-sungen eine Ra-226 Quelle. Abstand Präparat - Detektor ca. 5 mm. Wählen Sie eine ge-eignete Verstärkung für die Pulshöhenanalyse. Die Kanalzahl des Analog-Digital-Wandlers sollte für diese Messungen auf 512 eingestellt sein (Ausnahme siehe Abschnitt 4.4).

Energieeichung

Nehmen Sie ein -Spektrum der Radiumquelle auf (Messdauer ca. 10 Minuten) und ver-suchen Sie, mit den Zerfallsdaten aus Abb. 6 und Tabelle 1 eine Energieeichung durch-zuführen. Welche zwei Linien sind dafür gut geeignet? Welche prinzipielle Problematik liegt hier bei der Energieeichung vor? Wie müsste eine optimale Anordnung für die Ei-chung aussehen? Verifizieren Sie an Hand von Abb. 6 die Geiger-Nuttall-Regel. Welches physikalische

Phänomen ist die Ursache für die starke Variation der Halbwertszeit bei Änderung der -Energie?

Nuklid Halbwertszeit Energie der Strahlung in MeV

Alpha Beta Gamma

Ra 226 1600 a 4,78 (94,5%) 4,59 ( 5,5%)

0,186 (5,5%)

Rn-222 3,82 d 5,49

Po 218 3,05 min 6,00

Pb 214 26,8 min 0,67 (50%) 0,73 (40%) 1,02 ( 6%)

0,352 (37%) 0,295 (19%) 0,241 (7%)

Bi 214 19,9 min 1,00 (23%) 1,51 (40%) 3,26 (19%)

0,609 (47%) 1,120 (17%) 1,764 (17%)

Po 214 164 s 7,69

Pb 210 22,3 a 0,015 0,061

0,047 (4%)

Bi 210 5,0 d 1,161

Po 210 138,4 d 5,30

Pb 206 stabil

Tabelle 1: Zerfallsdaten der Radium-226 Reihe

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Variation des Blendendurchmessers Messen Sie mit der 3-mm-Blende das gleiche Spektrum wie oben, und erklären Sie die Unterschiede in der Linienbreite. Woher kommen die Ausläufer zu höheren Energien?

Absorption von -Strahlen in Luft und durch Mylarfolien

Nehmen Sie die -Spektren bei unterschiedlichem Quellenabstand vom Detektor und - bei konstantem Quellenabstand - nach Durchgang durch verschieden dicke Lagen Mylar-folie (mehrmals falten) auf. Erklären Sie die Unterschiede in den Spektren. Wieso tritt

dieser Effekt bei -Spektren nicht auf? Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für die Energieeichung? Tragen Sie für beide Absorbermaterialien (Luft bzw. Mylar) die Quadrate der gemesse-

nen -Energien E(x) über der jeweils transmittierten Schichtdicke x auf. Ergibt sich ein linearer Zusammenhang? Ermitteln Sie aus der Steigung für beide Materialien den Ab-schwächungsparameter k, der in der Bethe-Bloch-Formel auftritt. In den Parameter k gehen sowohl Eigenschaften des ionisierenden Teilchens als auch solche des Absorbermaterials ein. Er kann explizit geschrieben werden als

.A

ZKk (4)

Hierin ist K eine Konstante, die nur noch vom ionisierenden Teilchen abhängt. Z,A und bezeichnen die Ordnungszahl, Massenzahl und Dichte des durchlaufenen Materials. Bil-den Sie das Verhältnis Ihrer gemessenen k-Werte für Luft und Mylar, und überprüfen Sie, ob es gleich dem Verhältnis der rechten Seiten von Gleichung (4) ist. (Zu den Mate-rialgrößen siehe Jäkel, S. 71/72. Verwenden Sie für Mylar näherungsweise die Werte von Polyethylen). Die Dicke der jeweils zu untersuchenden Mylar-Folie wird vom Betreu-er angegeben.

4.4 Umweltradioaktivität Hier sollen verschiedene Substanzen, mit denen wir täglich umgehen oder die wir dem Körper zuführen, auf ihre Strahlungsaktivität untersucht werden. Aus der energetischen Lage der einzelnen Linien und ihres zeitlichen Entstehungsverlaufes sollen Rückschlüsse auf die Art der beteiligten Nuklide und die Zugehörigkeit zu den einzelnen Zerfallsreihen gezogen werden. Nach Möglichkeit sind mit folgenden Substanzen Messungen durchzu-führen:

(i) Luft (ii) Quellwasser aus dem Fichtelgebirge oder dem Oberpfälzer Wald (iii) Regenwasser zu Beginn und Ende eines Platzregens (iv) Zeiger einer alten Taschenuhr (v) Düngemittel und Gartenerde

(i) Nachweis von Radon-Zerfallsprodukten in der Umgebungsluft Elemente der Uran-Radium- und der Thorium-Zerfallsreihe kommen fast überall im Bo-den in Spuren vor. Das in den Reihen auftretende Rn-222 bzw. Rn-220 diffundiert als Edelgas aus dem Erdboden in die Luft und sammelt sich u.a. in schlecht gelüfteten

Räumen an. Seine Zerfallsprodukte können mit dem -Detektor leicht nachgewiesen

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werden. Dabei nützt man aus, dass der Kern bei der -Emission eine Rückstoßenergie von ca. 100 keV erhält und dadurch infolge von Stößen mit umgebenden Luftmolekülen einige seiner Elektronen in der Hülle verliert. Das entstehende positive Ion wird von ne-gativen Ladungen angezogen, z.B. von einem durch mechanische Reibung negativ auf-geladenen PVC-Stab.

Reiben Sie eine Seite des flachen roten PVC-Zylinders mit einem Wolllappen (dabei auf das Knistern der Hochspannungsentladungen achten), und legen Sie ihn in einem unbe-nützten Praktikumsraum auf einen umgedrehten Kaffeebecher, so dass die geriebene Seite frei in den Raum ragt. Nach ca. 3 - 5 Minuten setzen Sie den Zylinder in die Auf-schraubblende des grossen Alpha-Detektors ein und schrauben diese auf den Detektor (geriebene Seite zur Detektorfläche). Setzen Sie den Detektor in die Vakuumkammer ein, und evakuieren Sie diese mit der Pumpe (Pumpventil vorsichtig öffnen!). Nach Errei-chen des Vakuums starten Sie eine Messung. Die Alpha-Linien sind so schmal, dass Sie für diese Messung die maximale Kanalzahl von 2048 am Analog-Digital-Wandler einstel-len können.

Hinweis: Die unverfälschte Form der Alpha-Linien kann nur im Vakuum gemessen wer-den, weil in Luft Alpha-Teilchen, die unter verschiedenen Winkeln auf die Detektorfläche treffen, unterschiedlich lange Wege durch die Luft zurückgelegt haben. Dies führt zu ei-ner künstlichen Verbreiterung der Linien.

Beobachten Sie die zeitliche Entwicklung des Spektrums. Drucken Sie das Spektrum 1 Minute, 5 Minuten und 30 Minuten nach Beginn der Messung aus. Versuchen Sie, die auftretenden Linien auf Grund ihrer Energien und ihrer zeitlichen Entwicklung Tochter-kernen des Radon-Isotops Rn-222 zuzuordnen. Erklären Sie das zu Grunde liegende Messprinzip. Warum erscheinen die Linien bei höheren Energien als bei der Messung mit dem Radi-um-Präparat? Wie können Sie die asymmetrische Form der Alpha-Linien erklären?

Hinweis: Die hochenergetische Linie (E = 8.78 MeV), die erst nach Stunden erscheint, stammt von Po-212, einem Tochterkern von Rn-220. Diese Nuklide gehören zur Thorium-Zerfallsreihe (siehe Mayer-Kuckuk)

Anmerkung: Das Einatmen von Radon und seinen Zerfallsprodukten ist für ca. 40 % der natürli-chen Strahlenbelastung verantwortlich!

Führen Sie ein analoges Experiment mit dem Ge-Detektor aus. Laden Sie dafür einen leeren Joghurt- oder Margarinebecher durch Reiben elektrostatisch auf und setzen Sie ihn für ca. 5 Minuten der Umgebungsluft aus. Messen Sie anschließend für ca. 60 Minu-

ten das -Energiespektrum. Erklären Sie die gefundenen Linien.

(ii) Nachweis von Radon-Zerfallsprodukten im Quellwasser Im Quellwasser kristalliner Gesteinsschichten ist fast immer Rn-222 (z.T. auch Rn-220)

in kleineren Mengen gelöst. ( Heilbäder mit Radonwasser-Therapien). Um die Zerfalls-produkte messen zu können, müssen die gelösten Nuklide durch Filtrieren konzentriert werden. Das Filterpapier MN 85/90 (Fa. Macherey-Nagel) hat sich hierfür als gut geeig-net erwiesen. Mit einer Plastikspritze wird ca. ½ Liter Quellwasser durch das Filter ge-drückt (Filterpapier vorher zurechtschneiden). Das Filterpapier wird anschließend bei 150ºC etwa 1 – 2 Minuten getrocknet und mit der Aufschraubblende vor dem Detektor montiert.

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Mit der Messung muss sofort nach dem Filtrieren begonnen werden. Die Messdauer soll-te nicht unter 20 Stunden betragen, damit auch eventuell vorhandenes Po-212 (aus der Th-Reihe) nachgewiesen wird. Erklären Sie analog wie bei Punkt (i), das Zustandekom-

men des -Energiespektrums und die Zugehörigkeit zu einer oder zwei Zerfallsreihen.

(iii) Untersuchung von Regenwasser Wenn während der Praktikumszeit die Möglichkeit besteht, Regenwasser nach einer län-geren Trockenperiode aufzufangen, so sollte versucht werden, analoge Messungen wie unter (ii) durchzuführen. Dabei wäre es vorteilhaft, wenn ein Vergleich zwischen Regen-wasser zu Beginn und am Ende eines Gewitterregens möglich wäre.

(iv) Zeiger einer alten Taschenuhr Die phosphoreszierende Wirkung von Zeigern oder Zifferblättern älterer Uhren war häu-fig auf die Verwendung von uran- oder radiumhaltigen Materialien zurückzuführen. Mes-

sen Sie das -Spektrum eines solchen Zeigers über eine Zeitdauer von etwa 12 Stunden mit dem kleinflächigen Detektor. Erklären Sie das Zustandekommen der stark asymmet-rischen Linien, und begründen Sie die Intensitätsverteilung der Linien im Spektrum.

(v) -Spektren von Düngemittel und Gartenerde

Untersuchen Sie eine etwa gleiche Menge von Rasendünger und normaler Gartenerde

auf -Strahlung. Erklären Sie die Unterschiede in den Spektren.

5. Literatur

Zur Vorbereitung: 1) P. Marmier: Kernphysik I, Verlag d. Fachvereine an der ETH, Zürich 1968 (8. Aufl.) Wirkungsquerschnitt: S. 20-26 WW el. magn. Strahlung mit Materie S. 28-46 Strahlenschutz: S. 90-93 2) T. Mayer-Kuckuk: Kernphysik, Verl. B.G. Teubner, Stuttgart 1979 (3. Aufl.) Zerfall instabiler Kerne S. 66-76 3) O.C. Allkofer: Teilchen - Detektoren, Verl. Karl Thiemig, München 1971 Halbleiter - Detektor: S. 123-137 Proportional-Zählrohr (Messprinzip): S.53 Szintillationszähler ( Messprinzip): S.97 4) Ch.E. Jäkel: Kernphysikalische Experimente mit dem PC, Verlag Deubner, Köln, 1997

Energieverlust von -Strahlung in Materie, Bethe-Bloch-Formel: S. 64-72.

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5) H. v. Philipsborn, Radioaktivität und Strahlungsmessung, Bay. Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen, München, April 1998

Zur Auswertung (nur zum Nachschlagen): 6) Atomic a. Nuclear Data Tables 13 (1974) 93 ff. (Signatur: UA 2686 - 13, Standort Teilbibliothek NW II, 2. Untergeschoß)

Weiterführende Literatur:

7) K. Siegbahn ed.: -, -, and -Ray Spectroscopy, Bd. 1, North Holland Publishing Company, Amsterdam 1974 (4. Aufl.) 8) H. Büker: Theorie und Praxis der Halbleiterdetektoren für Kernstrahlung, Springer Ver-lag, Berlin 1971

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6. Anhang A

6.1 Photopeak-Spektrometer (entnommen aus Literatur (8))

Beim Photopeak-Spektrometer benutzt man den Photoeffekt, den die Gammaquanten im Detektor verursachen, um am Detektorausgang ein Impulshöhenspektrum zu erhal-ten. Man ist in diesem Fall also daran interessiert, dass möglichst viele der primären Gammaquanten einen Photoeffekt im Detektor auslösen. Hierbei befreit das eingefallene Gammaquant ein Elektron aus dem Atomverband des Detektormaterials und überträgt praktisch seine gesamte Energie auf das Elektron. Dieses energiereiche Elektron verliert im Detektorkristall längs seiner Bahn seine Energie und erzeugt dabei weitere Elektron-Defektelektron-Paare, die durch das elektrische Feld im Detektor zu der jeweiligen Sammelelektrode gezogen werden. Dieser Vorgang ist im rechten Teil von Abb.7 sche-matisch dargestellt. Beim Photoeffekt wird die gesamte Energie des Primärquantes an den Kristall abgegeben. Die Höhe des Ausgangsimpulses ist dabei so groß, daß dieser im Impulshöhenspektrum in die Photo- oder Totalabsorptionslinie fällt. Die Lage der Pho-tolinie im Impulshöhenspektrum ist also ein Maß für die Energie der Primärquanten und ihre Höhe ein Maß für die Intensität der Primärstrahlung.

Abb. 7: Schematische Darstellung der Vorgänge in einem lithiumgedrifteten Halb-leiterdetektor beim Photo- und Comptoneffekt

Wie aus Abb. 8 hervorgeht, besteht bei Germaniumdetektoren für Primärquanten mit Energien oberhalb 100 keV jedoch auch ein nicht zu vernachlässigender Wirkungsquer-schnitt für Comptonstreuung. Ein Teil der Primärquanten wird also keinen Photo- son-dern den Compton-Effekt im Detektor verursachen. Hierbei entstehen ein Elektron und ein Gammaquant, wie es im linken Teil von Abb. 7 dargestellt ist. Für das weitere Schicksal des Compton-Elektrons gilt das selbe wie für das des oben genannten Photo-elektrons. Das Compton-Gammaquant kann, wenn das empfindliche Volumen des De-tektors hinreichend groß ist, seinerseits einen Photoeffekt verursachen, so dass sich hier wieder die oben genannten Vorgänge abspielen und damit die Gesamtenergie des Pri-märquantes im Kristall abgegeben worden ist. Der bei diesem Prozess entstehende Ausgangsimpuls fällt im Impulshöhenspektrum ebenfalls in die Photolinie.

Ist das empfindliche Volumen des Detektors nicht groß genug, kann das Compton-Gammaquant aus dem Detektor entweichen, und nur die Energie des Compton-

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Abb.8: Linearer Absorptionskoeffizient für Photo-, Compton- und Paareffekt (Paarbil-dung) in Abhängigkeit der Energie für verschiedene Detektormaterialien

Elektrons wird absorbiert. Der dadurch verursachte Ausgangsimpuls ist dementspre-chend kleiner und fällt im Impulshöhenspektrum in das sogenannte Compton-Kontinuum, d.h. in den Spektralbereich, der sich in Richtung kleinerer Energien an die Comptonkante Ec anschließt. Da das Compton-Kontinuum besonders bei der Analyse linienreicher, komplizierter Gammaspektren erhebliche Schwierigkeiten verursachen kann, zumal wenn in diesem Bereich noch schwache Gammalinien liegen, ist man bestrebt, das Hö-henverhältnis von Photolinie und Compton-Verteilung möglichst groß zu machen. Dies versucht man beim Photopeak-Spektrometer dadurch zu erreichen, dass man ein mög-lichst großes empfindliches Detektorvolumen verwendet. Bei dem in Abb. 9 wiedergege-benen Gammaspektrum von Cs-137 wurde ein Ge(Li)-Koaxialdetektor mit einem emp-findlichen Volumen von 16 cm

3 benutzt. Das Höhenverhältnis von Photolinie und Comp-

ton-Verteilung beträgt hier 11,5. Die Energie Ec stellt die Maximalenergie dar, die beim Compton-Prozess auf das dabei gestreute Elektron übertragen werden kann. Durch diese Energie wird im Impulshöhen-spektrum die zu der entsprechenden Photolinie gehörige Compton-Kante definiert. Abb. 10 zeigt das Photoansprechvermögen eines Ge(Li)-Detektors mit einer Dicke der kom-pensierten Zone von 3,5 mm und einer Frontfläche von 2,5 cm

2 in Abhängigkeit der

Energie der Primärquanten. Die gestrichelt gezeichnete Kurve stellt den mit Hilfe des Wirkungsquerschnittes für den Photoeffekt berechneten Verlauf des Photoansprechver-mögens dar, während die durchgezogene Kurve den experimentell ermittelten Verlauf wiedergibt. Die mit zunehmender Quantenenergie größer werdende Abweichung im Ver-lauf beider Kurven ist auf die bei höheren Energien zunehmende Anzahl absorbierter Compton-Gammaquanten zurückzuführen, die ein größeres Photoansprechvermögen vortäuschen. Dieser Effekt tritt mit zunehmender Größe des empfindlichen Detektorvo-lumens immer stärker in Erscheinung. Der steile Abfall des Ansprechvermögens unter-

halb etwa 60 keV ist auf die Absorption in dem etwa 200 m dicken Strahleintrittsfenster (n-Zone) des Detektors zurückzuführen.

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Abb. 9: Gammaspektrum von Cs-137, aufgenommen mit einem Ge(Li)-Koaxialdetektor

Abb. 10: Das Photoansprechvermögen eines Ge(Li)-Detektors mit 2,5 cm2 Frontflä-

che und 3,5 mm dicker kompensierter Zone in Abhängigkeit von der Energie. (Die gestrichelte Kurve wurde mit Hilfe des Photoeffekt-Wirkungsquerschnittes berechnet).

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Die in Abb. 10 gezeigten Kurven stellen das Photoansprechvermögen des Detektors oh-ne Berücksichtigung des Raumwinkels dar. Sie zeigen also die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gammaquant, das auf die Detektorfrontfläche trifft, einen Ausgangsimpuls erzeugt, der in die Photolinie fällt.

Abb. 11: Photoansprechvermögen verschiedener Ge(Li)-Detektoren und eines NaJ-

Detektors in Abhängigkeit der Energie. (Der jeweils benutzte Abstand Quelle-Detektor ist bei jeder Kurve angegeben).

In Abb. 11 ist der Verlauf des Photoansprechvermögens für verschiedene Ge(Ll)-Detektoren und für einen NaJ-Kristall mit 3 Zoll Durchmesser und 3 Zoll Höhe wiederge-

geben (1 Zoll = 25,4mm). Bei jeder Kurve ist der Abstand Quelle-Detektor, der bei der betreffenden Messung benutzt wurde, mit angegeben. Deutlich ist in dieser Abbildung der Anstieg des Photoansprechvermögens mit zunehmendem Detektorvolumen zu er-kennen.

6.2 Photopeak-Energien der verwendeten Gammastrahler

Isotop Gammaenergie/MeV

Co-60 1,1732 1,3325

Cs-137 0,6616

Am-241 0,0594

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6.3 Zerfallsschemata Die Zahlen an den Niveaus geben die Energie in MeV an. Beim Mutterkern ist jeweils die Halbwertszeit angegeben.

6.4 Spezifische Dichte der Absorber

Material spez. Dichte / (g/cm3)

Al 2,70

Fe 7,86

Pb 11,4

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7. Anhang B Kurzanleitung zur Software GENIE2K 1. Allgemeines

Die Aufgabe des Vielkanalanlysators wird von einem Prozessor (Multiport II) mit einge-bauter Analysatorkarte (A/D-Wandler) übernommen. Er ist über eine USB-Schnittstelle mit einem Rechner verbunden. Die Daten vom Multiport II werden mit der Software GENIE2K auf dem Rechner weiterverarbeitet. Nach dem Einschalten des Rechners wird mit dem Unterprogramm GAMMAMESSUNG & ANALYSE das Messprogramm gestar-tet. Die Programmsteuerung erfolgt über Menüs und ist weitgehend selbsterklärend. Die grundlegenden Funktionen sind im folgenden kurz zusammengefasst. 2. Grundeinstellungen Über <Datei> und Auswahlpunkt:<Datenquelle öffnen ...> wird die Datenquelle für die je-weilige Messaufgabe geladen (Auswahl Detektor anklicken)

- Detektordaten laden: GAMMA4k für Gammamessung

- Detektordaten laden: ALPHA1k oder Alpha2k für Alphamessung

Über <Datei> und Auswahlpunkt:<Datenquelle öffnen ...> können aus dem Directory <Camfiles> auch frühere Messfiles aufgerufen werden (Auswahl Dateien anklicken). Für Ihre eigenen Daten legen Sie bitte im Directory <Camfiles> ein neues Directory mit Ihrem Gruppennamen an.

Einstellungen zur Anzahl der Kanäle können im normalen Messmodus (nachdem die Detektordatenquelle geöffnet wurde) nicht mit dem Menüpunkt <VKA> umgestellt werden. Dazu muss erst das Gammamessung &Analyse Programm beendet werden. Diese Umstellungen sind nur im Unterprogramm VKA-Editor der Genie2k Software möglich. Diese Änderungen dürfen nur vom Betreuer vorgenommen werden.

Zwei Probleme existieren beim Datenhandling mit der Software GENIE2K der Fa. Canberra:

Zur Weiterverarbeitung Ihrer Messdaten benötigen Sie einen ASCII-Datenfile. Dieser wird als Report-File immer in das Directory REP-FiILES ohne Aus-wahlmöglichkeit für den Pfad gespeichert (!!). Um Ihre Files dort eindeutig identifizierbar zu halten, müssen alle von Ihnen erzeugten Datenfiles mit Ihrer Gruppennummer beginnen (z.B. Gruppe1-Absorptionsmessung-PB-10mm-Cs137. cnf)

Das zweite Problem besteht bei der Erzeugung dieser Reportfiles. Als Filena-me wird immer der aktuell angezeigte Filename (oberste Zeile im Display) verwendet. Leider wird dieser Filename nicht aktualisiert wenn Sie eine neue Messung abspeichern. (Grund: Sie befinden sich normalerweise im Detekto-raufnahmemodus und nicht im Dateienanzeigemodus). Sie müssen also den gerade abgespeicherten File neu aufrufen und erst dann den Report-File er-zeugen (!!).

Pfad zum Erzeugen des Reportfiles zur ASCII-Ausgabe:

<Analyse> F Bericht 1 Standard <EXCEL_EXPORT.TPL>

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3. Weitere wichtige Funktionen

Unter <Bearbeiten>/Probeninfo können Sie den jeweiligen File-Namen und weite-re Probeninformationen eingeben.

Unter <Datei>/Spektrengrafik können sie einen Schnellausdruck Ihrer aktuellen Messung starten

Die oben angezeigten Schaltflächen im Hauptmenü geben nur einen Teil der möglichen Befehle und Einstellungen wieder. Bei Fragen zu bestimmten Funktionen kontaktieren sie bitte Ihren Betreuer.