Ulteriori complicazioni

Nella realtà dei fatti, sfortunatamente, bisogna considerare anche altri fattori che potrebbero complicare ulteriormente lo spettro, rendendone quindi più complessa la lettura. I principali sono dovuti ad elettroni secondari di fuga, effetto Bremsstrhalung e produzione di raggi-X caratteristici.

• elettroni secondari di fuga: quando l’energia dei raggi gamma è elevata, la loro interazione con la materia porta alla produzione di elettroni secondari, che possono acquistare una considerevole energia cinetica. Queste particelle molto energetiche hanno quindi un elevata probabilità di passare attraverso il rivelatore per poi fuoriuscire dal sistema (specialmente se il fenomeno ha luogo nelle zone periferiche del volume sensibile) producendo effetti che distorcono la risposta del rivelatore, spostando degli eventi, teoricamente di fotopicco, in zone dello spettro di più bassa energia.

• effetto Bremsstrhalung: come visto la radiazione di Bremsstrhalung è prodotta dalla decelerazione di particelle cariche, in questo caso elettroni. Il problema si pone quando i fotoni di Bremsstrhalung sono emessi ma non riassorbiti dal detector, questo altera la funzione di risposta in maniera simile agli elettroni secondari di fuga.

• produzione di raggi-X caratteristici: in seguito al processo di assorbimento fotoelettrico può essere emesso un fotone X di fluorescenza. Se questa emissione avviene in una regione superficiale del detector può esserci una perdita dell’informazione energetica. Se il processo avviene all’esterno del rivelatore, si viene a creare un nuovo picco energetico chiamato “picco di fuga dei raggi X” centrato ad un energia Egamma-hv dove con hv si intende l’energia del fotone-X. Questo fenomeno è prevalente per radiazioni gamma a bassa energia.

Ulteriori effetti secondari sono riconducibili alle interazioni della radiazione incidente con i materiali che circondano la sorgente di radiazione e il rivelatore. I fotoni di fluorescenza X generano un picco con energia che dipende dalla fluorescenza del materiale, i fotoni di annichilazione hanno invece un’energia di 511keV. La rivelazione dei fotoni diffusi tramite processo Compton genera un picco molto largo, con una coda localizzata verso le alte energie. Ecco rappresentati i fenomeni dovuti alla presenza di materiali che circondano il rivelatore:

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