بررسی و اندازه‌گیری عوامل مؤثر بر پهنای قله (FWHM) در طیف‌سنجی آلفا

نویسندگان

تهران، سازمان انرژی اتمی ایران، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای

چکیده

رادیونوکلیدهای آلفازا دارای ذرات تابشی با انرژی مشخص و انرژی گسسته هستند که به‌وسیله آن‌ها می‌توان نوع عناصر گسیلنده تابش آلفا را شناسایی کرد. ویژگی‌های منحصربه‌فرد طیف‌سنجی آلفا درمقایسه با سایر فن‌های رادیومتری مانند اسپکترومتری گاما، تابش زمینه بسیار پایین آن و عدم تغییرات زیاد در بازده آشکارسازی نسبت به انرژی است. هدف از این مطالعه بررسی چگونگی تأثیر عواملی هم‌چون انرژی ذرات آلفا، فاصله نمونه تا آشکارساز، اندازه آشکارساز بر قدرت تفکیک سیستم طیف‌سنجی آلفا می‌باشد. با استفاده از یک طیف‌سنج آلفا چندکاناله از نوع Alphaquattro ساخت شرکت SILENA ، پهنای قله در انرژی‌های مختلف، فواصل متفاوت نمونه تا آشکارساز و اندازه‌های مختلف آشکارساز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان دادند که تفکیک‌پذیری قله با افزایش فاصله نمونه از آشکارساز بهتر شده ولی با تغییر اندازه آشکارساز و انرژی ذرات آلفا تغییر محسوسی پیدا نمی‌کند. ازطرف دیگر با افزایش فاصله چشمه از آشکارساز کارایی و بازدهی آشکارسازی کاهش می‌یابد. برای داشتن بهترین عملکرد بایستی فاصله بهینه را لحاظ کرد و یا این‌که در فواصل زیاد شرایط خلأ بهبود یابد و زمان شمارش بیش‌تر شود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation and measurement of factors affecting full width at half maximum (FWHM) in alpha spectrometry

نویسندگان [English]

  • Hassan Ranjbar
  • Ali Yousefi
چکیده [English]

Alpha emitting radionuclides have characteristic and discrete alpha particles from which the type and energy of the alpha emitter can be identified. The unique features of alpha spectrometry compared to other radiometric techniques such as gamma spectrometry are its very low background radiation and the energy independence of the detection efficiency. The aim of this study was to investigate the effect of factors such as alpha particle energy, sample distance to the detector and detector size on the resolution of the alpha spectrometer system. Using an Alphaquattro multi-channel alpha spectrometer manufactured by SILENA, the peak resolution (FWHM) for different energies, different sample-to-detector distances and different detector sizes were investigated. The results of this study showed that the peak resolution improved with increasing sample distance from the detector, but did not change significantly with changing detector size and alpha particle energy. On the other hand, by increasing the distance of the source from the detector, the detection efficiency decreases. For the best performance, the optimal distance should be considered or when the distance is long, the vacuum conditions should be improved and the counting time should be increased.

 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alpha spectrometry
  • Spectral resolution
  • Detection efficiency
  • FWHM
[1] E.M. El Afifi, M.A. Hilal and M.F. Attallah. Performance characteristics and validation of alpha particle spectrometers for radiometric analysis of natural and anthropogenic radionuclides of environmental impacts, Applied Radiation and Isotopes, 168 (2021) 109548. [2] S.K. Aggarwal. Alpha-particle spectrometry for the determination of alpha emitting isotopes in nuclear, environmental and biological samples: past, present and future, Analytical methods, 8(27) (2016) 5353-5371. [3] J. Ryu, J.Y. Park, H.W. Lee, H. Kim and J.S. Chae. Experimental characterization of alpha spectrometer for optimization of operational parameters affecting energy resolution and detection efficiency, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 329(2) (2021) 959–967. [4] M.R. Calin, M.A. Saizu and I. Radulescu. Assessments on energy and efficiency calibration of an alpha spectrometry system using standard sources, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 298(1) (2013) 55-60. [5] M.F. L'Annunziata. In: Handbook of radioactivity analysis, Edition, Academic press, (2012). [6] T.H.N. Phong, T.N. Van and H. Le Cong. Efficiency response of an aged PIPS detector used in high-resolution alpha-particle spectrometry, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 908 (2018) 128-135. [7] M.R. Calin, M.A. Saizu and I. Radulescu. STUDIES AND ASSESSMENTS ON THE RESPONSE OF A HIGH-PERFORMANCE SPECTROMETER TO ALPHA RADIATION, Romanian Reports in Physics, 66(2) (2014) 359-369. [8] J. Gascón and A. Muñoz. Optimization of the parameters affecting the solid state detector efficiency in alpha-spectrometry, Journal of radioanalytical and nuclear chemistry, 257(2) (2003) 371-374.