| Detektor:
A detektálás során a foton által a detektor érzékeny térfogatában hagyott energiát mérjük. A leadott energiát a mérendő részecskének (esetünkben az elektromosan semleges g-fotonnak) a detektor anyagával való kölcsönhatása határozza meg. E kölcsönhatások a fotoeffektus, a Compton–szórás és a párkeltés.
Fotoeffektus: a foton a teljes energiáját átadja egy elektronnak, ami így kilökődik az anyagban, ahol elektromos töltése miatt hamar lelassul.
Compton-szórás: a foton az elektronnal való kölcsönhatás után továbbhalad alacsonyabb energiával. Ez a foton vagy kiszökik a detektor anyagából, vagy újabb szóródást szenved. Többszörös szóródás után kellően kis energián egy fotoeffektussal teljesen el tud nyelődni.
Párkeltés: nagy foton energiák esetén megtörténhet, hogy a foton létrehoz egy elektron-pozitron párt az anyagban (a pozitron az elektron antirészecskéje). Ehhez az elektron-pozitron pár tömegének megfelelő energiánál többel kell rendelkeznie a fotonnak, azaz több mint 2*511=1022 keV (elektronvolt definícióját lásd később). A pozitron lelassulása után egy elektronnal megsemmisítik egymást (annihilálódnak), és két 511 keV-s foton keletkezik, ami a korábbi két effektussal leadják az energiájukat.
A fenti kölcsönhatások mindegyike egy vagy két, egyetlen elemi töltéssel rendelkező töltött részecske keltéséhez/kiszabadításához vezet. E töltött részecskék mozgási energiája sokszorosa a detektor atomjaiban levő elektronok kötési energiájának. A félvezető detektorban haladva ezek elektron-lyuk (elektronhiány) párokat hoznak létre, az elektronokat a vezetési sávba taszítva. Egy ilyen elektron-lyuk pár létrehozásához mindössze néhány eV energia szükséges. Így egy meglökött elektron (pozitron) 105– 107 töltéshordozó párt is létrehozhat a félvezető detektorban, a leadott energiájával arányosan. Ezt a keletkezett töltésmennyiséget határozzuk meg a töltések bizonyos idő (»10 ms) alatti begyűjtésével. A detektor energiafelbontása (a spektrumon beazonosítandó csúcsok szélessége) annál jobb, minél több elektron-lyuk párt gyűjtöttünk be.
A töltéshordozók begyűjtéséhez szükséges időt holtidőnek nevezzük, ugyanis ez alatt az idő alatt nem tudunk új gamma fotont detektálni. Ebből adódóan a tényleges idő, ami alatt a gamma fotonokat mértük kisebb, mint a mérés közben eltelt idő, mégpedig a (mérések száma)*holtidő idővel kevesebb. A méréshez használt programban láthatunk ’’real time’’ és ’’live time’’ időt is, amikből az utóbbi mindig kisebb.
A mérés során használt spektrométer egy Kromek CZT detektort tartalmazó spektrométer. A CZT a kadmium, cink és tellurid ötvözetből (CdZnTe) készült félvezető detektor. Kis mérete megengedi, hogy bárhol végezhessünk vele gamma spektroszkópiát. A spektrométert egy laptophoz fogjuk hozzákapcsolni és egy speciális mérőprogrammal vesszük fel és elemezzük a spektrumokat.
|
