Versuch 90

In diesem Versuch wird ein Gammaspektrometer mithilfe von bekannten Strahlern kalibriert und dann verwendet, um in einer Probe die radioaktiven Nuklide zu identifizieren.

Motivationsvideo

(Die in den Videos behandelten Experimente entsprechen nicht unbedingt den Aufgaben in der Versuchsanleitung.)

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau mit PC, Adapter zwischen USB/Soundkarte und Hochspannung/Signal, Detektor mit einer Abschirmung aus Blei, Software für die Datenanalyse.

Kalibrierstrahler

Kalibrierstrahler Na-22, Co-60, Cs-137.

Proben

Kunstdünger, Kaliumchlorid, Glühstrumpf, Teller, Schweißelektrode, Glasperlen, verschiedene Gesteine.

Detektor

Der Detektor (silbern) enthält den Szintillator und den Photomultiplier. Der Adapter (rot) enthält einen Spannungsteiler, um die Spannungen für die einzelnen Dynoden zu erzeugen. Er hat einen SHV-Eingang für die Hochspannung und einen BNC-Ausgang für das Signal.

Ein Szintillatorkristall aus Thallium-dotiertem Natriumiodid (links) und ein Photomultiplier (rechts).

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Photomultiplier

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Szintillator

Software

Die Signale werden über einen Adapter und die Soundkarte an den PC weitergegeben und dort mit dem Programm PRA analysiert. Im Fenster Audio Input sieht man die rohen Spannungspulse, im Fenster Pulse View vs Time die digitalisierten Pulse, im Fenster Pulse Height Histogramm die Ereigniszahlen in den einzelnen Kanälen.

Die Messung wird mit Action | Stop Data Aquisition beendet. Das Spektrum kann mit File | Export Pulse Height Histogram in eine Textdatei exportiert werden.

Die Adapter und die Software sind von GammaSpectacular.com:

🔗 https://www.gammaspectacular.com/

🔗 https://www.gammaspectacular.com/blue/software-downloads/pra-spectrometry-software

Nuklidkarte

In einer Nuklidkarte sind alle rund 3300 bekannten Isotope entsprechend ihrer Protonen- und Neutronenzahl verzeichnet. Nur etwa 250 der bekannten Isotope sind stabil, die anderen wandeln sich durch radioaktive Zerfälle in andere Isotope um.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Nuklidkarte

Beim Zerfall von Uran-238, Uran-235 und Thorium-232 entstehen drei voneinander unabhängige Zerfallsreihen.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Zerfallsreihe

Gamma-Energien

📄 Versuch 90 Gamma-Energien.pdf