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Stages Invernali 2011 Misura del coefficiente di attenuazione di massa μ/ρ 1 Roma, 18-05-2011 - Francesco Merli e Pellegrini Danilo - Alessandro Valeri.

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2 Stages Invernali 2011 Misura del coefficiente di attenuazione di massa μ/ρ 1 Roma, Francesco Merli e Pellegrini Danilo - Alessandro Valeri e Palmieri Luca Itis Roma e Colleferro

3 Fenomeni d interazione dei raggi X I raggi X che interagiscono con una superficie di un determinato materiale danno origine a diversi fenomeni: I raggi X che interagiscono con una superficie di un determinato materiale danno origine a diversi fenomeni: Diffusione Compton Diffusione elastica Assorbimento (effetto fotoelettrico) Attraversamento del campione senza interazione S C R S C R 2Roma,

4 Legge di attenuazione dei raggi X in un campione Dove : I intensità della radiazione trasmessa I 0 intensità della radiazione incidente x spessore del campione coefficiente di attenuazione lineare: dipende dall energia della radiazione incidente, dalla densità e numero atomico del campione 3Roma,

5 Il coefficiente di attenuazione di massa densità del materiale, dividendo per rendiamo indipendente il coefficiente di attenuazione dalla densità 4Roma,

6 Sorgente di raggi X La nostra sorgente di raggi X è composta da vari isotopi: al suo interno vi sono atomi di Am 241 che attivano gli isotopi sorgente 5Roma,

7 Il decadimento dellAm Il decadimento dellAm 241 LAm 241, isotopo instabile,decade trasformandosi in Nettunio 237 ed emettendo tipo α e tipo γ particelle di tipo α e tipo γ γSpettro di emissione γ 6Roma,

8 Schema della sorgente 7Roma, Com è possibile ciò? Come si producono raggi X? Come possiamo ottenere raggi X di energie diverse?

9 Produzione raggi X 8Roma,

10 Transizione livelli ka kb 9Roma,

11 Apparato sperimentale Sorgenti di RX: Cu, Rb, Mo, Ag, Ba, Tb Campioni: Rh e Al+Mn, dei quali sono noti lo spessore e la densità Rivelatore a semiconduttore Si PIN raffreddato per effetto Peltier Amplificatore di segnale Analizzatore multicanale MCA Sistema computerizzato di acquisizione ed elaborazione dati 10Roma,

12 Il nostro strumento di rivelazione di raggi X è un detector al silicio. Come funziona il rilevatore? Come arriva il segnale al PC? Risultato delle misure: Risultato delle misure:spettro 11Roma,

13 12Roma,

14 Interpretazione dello spettro 13Roma, k k

15 14 Misura Sperimentale del Coefficiente di attenuazione Due configurazioni: con e senza campione campione II0I0 Roma,

16 Errori di tipo statistico: Errore sui conteggi – Distribuzione Poissoniana Distribuzione di Poisson: Caratteristica di processi binari con una bassa probabilità costante di successo sul singolo evento. Applicabile ai conteggi: misure con errori indipendenti e casuali. Lerrore sul coefficiente di attenuazione di massa: 15Roma, x 2

17 Errori di tipo non-statistico: x e Errori di tipo non-statistico: x e Allinterno della formula per il calcolo del coefficiente di attenuazione di massa figurano due grandezze a cui non si applica la legge statistica per il calcolo dellerrore: la densità e lo spessore. La propagazione dellerrore su ciascuna di essa risponde alla seguente formula (Conoscendo ambedue con un noto errore di misura diretta/indiretta): 16 Roma,

18 Analisi dati Sorgente Energia KeV IoIo /I o % I /I % Misurato cm 2 /g Al-Mn Teorico cm2/g cm 2 /g Cu 8, , ,35 Rb 13, , ,512,013,71 Mo 17, , ,46,26,30,6 Ag 22, , ,32,93,10,3 Ba 32, , ,50,71,10,1 Rb coll 13, ,72 Ag coll 22, , ,93,1 0,5 Campione: Alluminio-Manganese 17Roma,

19 18Roma,

20 19Roma,

21 20Roma,

22 Sorgente Energia KeV IoIo /I o % I /I % Misurato cm 2 /g cm 2 /g Al Teorico cm 2 /g Rb , ,1 Mo , ,622,10,622 Ag , ,511,00,311,4 Ba , ,00,727 Tb ,00,511,4 Campione: Rodio 21Roma,

23 22Roma,

24 23Roma,

25 24Roma,

26 25Roma,

27 Ovviamente abbiamo assorbito moltissime radiazioni ma almeno abbiamo imparato un bel po di cose … 26Roma, GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE


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