Taratura HpGe

L’operazione di taratura del rivelatore allo stato solido avviene in modo analogo a quella effettuata per lo scintillatore. In questo caso sono state volutamente riutilizzate le stesse tre sorgenti, per rendere così immediato un eventuale raffronto tra i due spettri. Queste le caratteristiche del detector utilizzato:

• Cristallo al germanio
  • produttore: Canberra Semiconductor N.V;
  • modello: GC4519;
  • risoluzione energetica: 0,139% ( 1332 keV, );
  • alimentazione HV raccomandata: +3500V;
  • dimensioni cristallo (diametro,lunghezza): 6,2 x 6,7 cm.

Settaggio dell’apparato Nella prima fase viene composto il set di misure, il rilevatore al germanio, dopo essere stato opportunamente raffreddato con azoto liquido, è stato sistemato su di un piano rialzato ed opportunamente schermato attraverso una struttura di panetti di piombo. Il set così costruito si presentava in questo modo:

Il rivelatore è stato mantenuto ad una temperatura di circa 77K per tutta la fase di acquisizione, durata 10 ore. Le sorgenti sono state disposte a distanze differenti in modo che l’intensità relativa dei fotopicchi più rappresentativi (tradotta in numero di conteggi) fosse verosimilmente la stessa per tutte e tre le sorgenti. Per arrivare poi ad avere la migliore performance possibile i parametri della catena di acquisizione sono stati caratterizzati nel seguente modo: alimentazione +3500V, fattore di amplificazione di 12,5 volte, shaping time di 2 μs, entrata unipolare. L’ ADC è stato impostato su 8000 canali con 1mV/canale ed un rise time di 0, μs. Nessun offset rigido selezionato.

Acquisizione spettro in canali e taratura Attraverso l’uso del programma di gestione dei dati Surf 2, sono stati registrati il numero di conteggi (discretizzati poi nei relativi canali in funzione della loro energia). Il grafico prodotto inserendo i canali in ascisse, ed i conteggi in ordinate, è visibile qui sotto:

Potendo contare sulla linearità in risposta dello strumento, sono stati scelti per la taratura due picchi che, vista la loro regolarità e la loro elevata distanza in energia, ben si prestavano allo scopo. Precisamente sono stati utilizzati il fotopicco del bario a 356,01keV (equivalente al canale 2083,184) e quello del cobalto a 1332,5keV (canale 7810,88 ). Ecco dunque graficati i due picchi con la relativa curva gaussiana:

Si è così potuto calcolare il coefficiente che permette la conversione matematica da canali ad energie, che risulta essere:

Quindi per trovare le relative energie, utilizzando come riferimento energetico il picco del bario a 356,01keV, si procede come segue:

sostituendo:

Come in precedenza, applicando la funzione ad ogni singolo canale, si può ottenere il grafico su base energie.

Lo spettro energetico Ecco come si presenta in definitiva lo spettro da 70keV a 1500keV acquisito con il rivelatore HpGe:

Analisi dello spettro
Si passa ora ad una rassegna dei picchi trovati, dando per ognuno di essi il relativo centroide gaussiano (), il valore di σ, la FWHM e la risoluzione R in percentuale. I grafici sono stati prodotti attraverso il software Microcal Origin 60.

Alcune considerazioni
Viene data ora una dimostrazione della formula per il calcolo della FWHM del bario a 383,83 keV partendo da quella a 356 keV:

Il valore misurato è di 1,359 keV, i due valori presentano un errore relativo del 2,8% a

a