Gama záření z přírodních zdrojů

Účastníci: Tomáš Sýkora, Matěj Šebek, Dušan KorenkoSupervizor: Ing. Lenka Trnková

Obsah

Ionizující zářeníGama záření

Spektrometrie záření gamaSpektrometry gama záření

Přírodní radionuklidyEnergetická kalibrace

Naše měřeníZávěr

Ionizující záření• Vznik při přechodu nestabilních nuklidů do

energeticky výhodnějších stavů.

• Podoby:Záření α – jádra helia, kladný náboj, nejkratší dosah

– nepronikne papírem

Záření β – elektrony nebo pozitrony, zastaví jej olověný plech o síle 1mm

Záření γ – proud fotonů s velkou energii, nemá náboj, lze jej odstínit vrstvou olova

Neutronové záření – proud neutronů, bez náboje, ostiňuje se více vrstvami (plast, bor či kadmium, olovo)

Gama záření

• Elektromagnetické záření o vysoké frekvenci původem z nestabilního jádra

• Energie nad 10keV (frekvence nad 2,42 EHz či vlnové délky kratším než 124 pm)

• Doprovází záření α a β – jádra přecházejí z excitovaného stavu za vyzáření určitého kvanta energie

• Proniká snadněji materiálem než α a β• Ionizuje nepřímo

Spektrometrie záření gama

• Důležitá metoda pro monitorování výskytu radionuklidů v přírodě

• Většina radionuklidů má svou charakteristickou linii záření gama (až na 3H, 14C, 90Sr a některé transurany)

• Rozdělení na laboratorní a teréní

• Přesnosti měření se liší použitými přístroji

Přístroje pro spektrometrii γ záření

• Scintilační detektory – NaI(Tl), LaBr atd.– Vysoká detekční účinnost– Starší metoda

• Polovodičové detektory – HPGe– Lepší rozlišovací schopnost

Přístroje pro spektrometrii γ záření

Přírodní radionuklidy

• KOSMOGENNÍ• 14C , 3H, 7Be, 22Na aj.

PRIMORDIÁLNÍ 238U, 235U, 232Th, 40K

SEKUNDÁRNÍ• vznikající z původních radionuklidů tvořících rozpadové řady

(226Ra, 222Rn, 220Rn)

Energetická kalibrace

• Kalibrace pomocí etalonu o známém složení radionuklidů

• Přiřazení energie příslušným kanálům

Kalibrační křivka

y = 0,738x - 4,036

0

500

1000

1500

2000

0 500 1000 1500 2000 2500

Kanály

Ene

rgie

[ke

V]

Nuklid Energy Kanál

Am-241 59,54 86

Co-57 122,06 171

Cs-137 661,65 902

Y-88 898,02 1222

Co-60 1173,22 1595

Co-60 1332,49 1811

Y-88 1836,01 2493

Měření I.

• Měření vzorku třešní z Petřínského sadu a kamene z Hladové zdi

Výsledky měření I.Porovnání hodnot měření č. 1

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 500 1000 1500 2000 2500Energie [keV]

Po

čet

imp

ulz

ů

Kámen

Třešně

K-40

Tl-208Cs-137

Bi-214

Bi-214

Ac-228

Tl-208

Pb-214

Pb-212

Záření z olověného stínění

228

Měření II.

• Měření vzorku omítky a panelu z radioaktivního materiálu

Výsledky měření II.Porovnání hodnot měření č. 2

1

10

100

1000

10000

100000

0 500 1000 1500 2000 2500

Energie [keV]

Po

čet i

mp

ulz

ů

Panel

Omítka

K-40

Tl-208

Bi-214

Bi-214

Pb-214Ra-226

Bi-214

Závěr

• Seznámili jsme se s metodou spektrometrie gama a s potřebnými přístroji.

• Při prvním měření jsme ve vzorcích detekovali nuklid K-40. V kameni dále pak nuklidy z uranové řady.

• Druhé měření ukázalo výskyt radionuklidů v panelu a omítce. Jelikož byl panel vyroben z nevhodného materiálu, produkoval mnohonásobně více záření gama.

Zdroje

• www.petrinska-rozhledna.cz/fotos/okoli/zed/Praha_Petrin_Hladova_zed.jpg

• http://www.garten.cz/images_data/3913-prunus-cerasus-van-tresen.jpg

• http://astronuklfyzika.cz/strana2.htm

• http://cs.wikipedia.org/wiki/Radioaktivita

• http://cs.wikipedia.org/wiki/Radionuklid

• http://www.pf.jcu.cz/stru/katedry/fyzika/prof/Svadlenkova/Scintilacni%20detektory.pdf

Děkujeme za pozornost!Dík patří i našemu garantovi Ing. Lence Trnkové,

dále pak vedeni FJFI a Ing. Vojtěchu Svobodovi, CSc.