77
annihilyasiyası hər birinin enerjisi 0.51 MeV olan iki fotonun yaranmasına səbəb
olacaqdır.
Yalnız kristalın materialının sıxlığı və onun ölçüləri kifayər qədər böyük
olduqda, kompton və annihilyasiya şüalanmaları ssintilyatorun hüdudlarından kənara
çıxa bilmir. Kiçik və ya orta ölçülü kristallardan istifadə edilən hallarda isə
monoenergetik γ ‐ şüalanmanın əmələ gətirdiyi impulsların amplitud paylanması, həm
şüalanmanın tam enerjisinə mütənasib olan impulslardan, həm də onun yalnız bir
hissəsinə uyğun olan impulslardan təşkil olunur. Qeyd edək ki, kristalın ölçüləri
böyüdükcə, sonuncuların impuls paylanmasına verdiyi pay da kiçilir.
Dediklərimiz, sezium‐137 izotopu üçün γ ‐ kvantların yaratdığı impulsların
amplitud paylanmasına uyğun əyrilər şəklində, əyani formada şəkil 4.7 ‐ də təsvir
edilmişdir. Bu zaman, detektor olaraq, ölçüləri 2.54 x 3.81 sm və 7.62 x 7.62 sm
olan NaJ(Tl) monokristallarından istifadə edilmişdir.
Şəkil 4.7 Sezium ‐137 izotopu üçün müxtəlif ölçülü NaJ(Tl) kristalları vasitəsilə
alınmış γ ‐ kvantların yaratdığı impulsların amplitud paylanmasına
uyğun əyrilər (1 ‐ mənbədən 5 sm məsafədə olan 2.54 x 3.81 sm
ölçülü kristal; 2 ‐ mənbədən 0.2 sm məsafədə olan 2.54 x 3.81 sm
ölçülü kristal; mənbədən 3 sm məsafədə olan 7.62 x 7.62 sm ölçülü kristal).
Şəkildən göründüyü kimi, kristalın ölçüsü böyüdükcə, sağda yerləşmiş və
sezium‐137 izotopunun 661 keV enerjili γ ‐ kvantlarına uyğun gələn maksimum
(fotopik) böyüdüyü halda, kiçik enerjilərə uyğun impulsların sayı, əksinə, azalır.
Əyrilərin sol tərəfindəki impuls paylanmalarını özündə əks etdirən proseslər
kompton səpilmələrinə uyğun gəlir. Bu halda cüt əmələgəlməsi mümkün olmur, belə
ki, γ ‐ şüalanmanın qeydə alına bilən enerjisi cüt əmələgəlmənin astana enerjisindən
İmpulsun amplitudu
İmpulslar
ın
say
ılma
sür
əti
78
kiçik olur. Bütöv kompton paylanmasında mövcud olan kiçik maksimum kristaldan
çıxan zərrəciklərin əks səpilməsinə uyğun gəlir.
a) Bir kristallı işıquducu (fotouducu)
‐spektrometr. Artıq qeyd etdiyimiz
kimi, γ ‐ şüaların kristalla qarşılıqlı təsiri fotoeffekt, kompton effekti və elektron–
pozitron cütünün yaranmasına səbəb olur. Bu səbəbdən də tətbiqi nüvə fizikasında
adı çəkilən hadisələrə əsaslanan üç növ γ ‐spektrometrlərdən istifadə edilir. Başqa
sözlə desək, qarşılıqlı təsirin formasından asılı olaraq, γ ‐ spektrometrlərin işıq
udulmasına əsaslanan fotoeffekt γ ‐ spektrometrləri, kompton γ ‐ spektrometrləri,
və elektron ‐ pozitron cütünün yaranmasına əsaslanan γ ‐ spektrometrlər kimi
növləri vardır (Прайс В., 1964; Барсуков О.А. и др., 1987; Airborne gamma‐ray
spektrometer surveying. Tech. rep. Ser. No 323 International atomic energy agency
(IAEA), Vienna, 1991).
Bir neçə meqa elektron voltdan böyük olmayan enerjili γ ‐ şüalanma
spektrlərini qeydə almaq üçün əsasən birinci növə (işıq udulmasına) aid ssintilyasiyalı γ
‐spektrometrlərdən istifadə edilir. Əksər radionuklidlərin şüalandırdığı γ ‐ kvantlar
təxminən bu qədər enerjiyə malik olduğundan, müxtəlif nümunələrin radionuklid
tərkibinin öyrənilməsində bu tip γ ‐ spektrometrlərdən istifadə etmək məqbul hesab
edilir.
Bir kristallı işıquducu
‐ spektrometrin blok‐sxemi şəkil 4.8 ‐ də öz əksini
tapmışdır.
Şəkil 4.8.
Bir kristallı işıquducu
‐spektrometrin blok‐sxemi
(* ‐ şüalanma mənbəyidir).
Bu növ
‐ spektrometrlərdə kristal və fotoelektron çoxaldıcısında (şəkildə,
uyğun olaraq, 1 və 2) əmələ gələn impulslar 3 qurğusunda gücləndirildikdən sonra 4
amplitud analizatoruna daxil olur.
Amplitud analizatoru impulslar amplitudunun diferensial spektrini ölçməyə,
yəni n=f(A) asılılığını müəyyən etməyə imkan verən qurğudur (ifadədə n ‐impulsların
sayı, A ‐ isə onların amplitududur). Çoxkanallı amplitud analizatorunun hər bir kanalı
müəyyən bir amplitud intervalında, yəni A
1
‐ dən A
2
‐ ə, A
2
‐ dən A
3
‐ ə, ...., A
m ‐1
‐ dən A
m
‐ ə qədər ( burada m ‐ kanalların sayıdır) impulsları qeydə alır. Daha sonra
impulsların amplitud paylanması 5 sayğac qurğusunun köməyi ilə qeydə alınır.
Bu tip spektrometrlərin üstün cəhəti onların yüksək effektivliyə malik
olmasıdır. Buna sübut olaraq, qeyd edək ki, enerjisi E = 0.5 MeV olan
‐ kvantların
20 mm qalınlıqlı NaJ(Tl) kristalında qeydə alınma effektivliyi 48% ‐ ə bərabər olur.
Eyni enerjili
‐ kvantların 40 mm qalınlıqlı kristalda qeydə alınma effektivliyi isə 75% ‐
ə qədər olur. Bu qalınlıqlı kristalda hətta 2 MeV enerjili
‐ kvantlar da yüksək
effektivliklə ( ~45% ) qeydə alınırlar (Барсуков О.А., Барсуков К.А. , 2003).
3
4
5
1
2
*
Dostları ilə paylaş: |