experimento 2 caracterizacion del snm

CARACTERÍSTICAS

DEL SISTEMA

NUCLEAR DE

MEDICIÓNExperimento 2

JUGANDO CON NEUTRONES EN EL REACTOR NUCLEAR RP0 (Dr. Agustín

Zúñiga)

INSTITUTO PERUANO DE ENERGÍA NUCLEAR – NOVIEMBRE DE 2009

PREGUNTAS• ¿ Cuáles son las características básicas de un SNM?

• ¿ Qué características se refieren al detector?

• ¿ Qué efectos produce la electrónica presente?

• ¿ Qué variables influencian a los contajes de salida?

• ¿ Porqué es necesario realizar la calibración enenergía?

• ¿ Porqué es necesario determinar la eficiencia delsistema?

• ¿ Cuáles son los procesos básicos de interacción de laradiación con la materia?

• ¿ Dónde se encuentran las características nuclearesde las fuentes radioactivas, periodo desemidesintegración, esquema de decaimiento: Tablade radionúclidos?

• ¿ Cuál es el significado de los fuentes patrones; quédatos básicos debemos saber?

Reactor Nuclear RP0- IPEN 2Experimento 2: Caracterización del

SNM

OBJETIVO• Conoce las principales características de un

sistema nuclear de mediciones básico (SNM).

• Específicamente está familiarizado con la

determinación de: calibración en energía y

eficiencia de fotopico.


SNM

ESTRATEGIA• En la primera parte de la sesión se

familiarizará con los comandos del sistema

multicanal MCA40-Camberra.

• Luego conocerá las características del SNM,

como: voltaje de trabajo, tiempo muerto,

calibración en energía y eficiencia.

Específicamente los dos últimos.


SNM

ASPECTOS TEÓRICOS: EL

DETECTOR IODURO DE SODIO

• Los centelladores pueden ser orgánicos e

inorgánicos. Los mas utilizados son el sulfuro

de zinc activado con plata SZn (Ag) y el ioduro

de sodio activado con talio Ina(Tl). El primero

se usa para la detección de partículas alfa, y el

segundo para la radiación gama.

• El tubo fotomultiplicador: es el encargado de

transformar el fotón en una señal eléctrica

proporcional a la energía depositada. La luz y

una serie de electrodos llamados dinodos

constituyen la foto multiplicación.


SNM

TUBO FOTOMULTIPLICADOR

Reactor Nuclear RP0- IPENExperimento 2: Caracterización del

SNM6

EQUIPAMIENTO: MÓDULOS

BÁSICOS• Porta NIM

• Cristal de INa(Tl) y conjunto de fototubo

• Base del tubo fotomultiplicador

• Fuente de alto voltaje

• Pre-amplificador

• Amplificador

• Analizador monocanal (o multicanal)

• Contador

• Temporizador

• Analizador Multicanal

• Conjunto de conectores

• KIT de fuentes gamma (< 5 μCi)

• Placas de absorbedores de plomo

• OsciloscopioReactor Nuclear RP0- IPEN

Experimento 2: Caracterización del

SNM7

USO DEL ANALIZADOR

MULTICANAL• Comandos:

– Modo PHA (analizador de altura de pulsos)

– Collect y Clear All (iniciar la medición y borrar todo)

– Ecal (para calibrar automáticamente)

– Expand (expandir región alrededor del cursor)

– Preset (prefijar los tiempos)

– ROI (para definir la región de interes)

– Read Out (para transferir datos al computador)

– ADE IN (para ingreso de la salida del amplificador)

– Ext (utiliza la amplificación externa)


SNM

CALIBRACIÓN EN ENERGÍA:


SNM9

OBJETIVO:

Correlacionar la energía con la altura de pulsos

provenientes del detector.

ESTRATEGIA:

- Definir la ganancia del sistema (voltaje de alta

tensión y amplificación).

- Utilizar las fuentes radioactivas y sus energías

para establecer la calibración. (Ecuación )

E (ev) = a. C (canal) + b

ESPECTRO DE CESIO


SNM10

ESPECTRO DEL COBALTO


SNM

EVENTOS EN LA VECINDAD DEL

DETECTOR-FUENTE-BLINDAJE


SNM12

ECUACIÓN DE CALIBRACIÓN


SNM13

RESOLUCIÓNEs una medida de su habilidad para resolver

(identificar) dos fotopicos cercanos.

• R : resolución en %

• δE :ancho de pico a la altura mitad del máximo

nivel de contaje,

medido en # canales.

• E : # canal en la centroide del pico.


SNM14

EFICIENCIA


SNM15

• Coeficiente que relaciona las actividades de

una muestra (Am) y el estándar (As):

S

m

A

ALT

Area

mA

feAAt

S 0

Area: área bajo el fotopico

TL: tiempo vivo

Ao: actividad del estándar

t : tiempo hasta hoyλ: constante de decaimiento

f: intensidad relativa (fracción de decaimiento)

PROCEDIMIENTO: SISTEMA DE

ESPECTROMETRÍA GAMA USANDO

INA (TL)


SNM

PROCEDIMIENTO• Establezca las condiciones de amplificación

• Identifique las fuentes estándares (energía,actividad inicial, periodo de decaimiento)

• Utilice los comandos del MCA para calibrar

• Utilice fuentes patrones y determine la resoluciónen función de los fotopicos. (Cs-137)

• Utilice fuentes patrones y determine la eficienciaen función de los fotopicos. (Cs-137)

• Determine la actividad de una fuente radioactiva

• Estime la incertidumbre de la actividaddeterminada


SNM17

PREGUNTAS– ¿Cuánto es el voltaje de trabajo de su equipo?

– ¿ Cuánto es la resolución de su detector discuta sus ventajas frente al análisis multielemental?

– ¿ Cuánto es la eficiencia del detector, discuta sus ventajas frente a la detección de menores actividades?

– ¿ Discuta la medición de una magnitud y la expresión de su mejor valor?

– ¿ Discuta la determinación de la incertidumbre correspondiente y su expresión?.

Nota:

Visita internet para obtener información sobre cualquier término que no entienda siempre va a hallar lo necesario aunque no lo suficiente.


SNM

REFERENCIAS• ORTEC, Camberra. Manuales de Venta y

Mantenimiento de cada Tipo de Módulo.

• LEDERER M. Table of the Isotopes, 6th ed., Wiley. N.Y. (1967)

• SEELMANN W. Tabla de Núclidos, Karlsruhe(1974)

• EVANS R. The Atomic Nucleus, McGraw-Hill, N.Y. (1955)

• KAPLAN I. Física Nuclear, Aguilar, Madrid, (1961)

• PRICE W. Nuclear Radiation Detection, 2ed. McGraw-Hill, N.Y. (1964).

• WIKIPEDIA


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