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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, 18-05-2011 - 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, 18-05-2011

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, 18-05-2011

5 Il coefficiente di attenuazione di massa densità del materiale, dividendo per rendiamo indipendente il coefficiente di attenuazione dalla densità 4Roma, 18-05-2011

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, 18-05-2011

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, 18-05-2011

8 Schema della sorgente 7Roma, 18-05-2011 Com è possibile ciò? Come si producono raggi X? Come possiamo ottenere raggi X di energie diverse?

9 Produzione raggi X 8Roma, 18-05-2011

10 Transizione livelli ka kb 9Roma, 18-05-2011

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, 18-05-2011

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, 18-05-2011

13 12Roma, 18-05-2011

14 Interpretazione dello spettro 13Roma, 18-05-2011 k k

15 14 Misura Sperimentale del Coefficiente di attenuazione Due configurazioni: con e senza campione campione II0I0 Roma, 18-05-2011

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, 18-05-2011 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, 18-05-2011

18 Analisi dati Sorgente Energia KeV IoIo /I o % I /I % Misurato cm 2 /g Al-Mn Teorico cm2/g cm 2 /g Cu 8,04190580,7315025361,35 Rb 13,37684870,4453650,512,013,71 Mo 17,441025820,3830700,46,26,30,6 Ag 22,1976500,3885050,32,93,10,3 Ba 32,06368170,5359610,50,71,10,1 Rb coll 13,37110501707411313,72 Ag coll 22,1156460,8140650,93,1 0,5 Campione: Alluminio-Manganese 17Roma, 18-05-2011

19 18Roma, 18-05-2011

20 19Roma, 18-05-2011

21 20Roma, 18-05-2011

22 Sorgente Energia KeV IoIo /I o % I /I % Misurato cm 2 /g cm 2 /g Al Teorico cm 2 /g Rb13.37684870,43982246146,1 Mo17.441025820,3259980,622,10,622 Ag22.1976500,3492140,511,00,311,4 Ba32.06368170,57265126,00,727 Tb44.2397811640827,00,511,4 Campione: Rodio 21Roma, 18-05-2011

23 22Roma, 18-05-2011

24 23Roma, 18-05-2011

25 24Roma, 18-05-2011

26 25Roma, 18-05-2011

27 Ovviamente abbiamo assorbito moltissime radiazioni ma almeno abbiamo imparato un bel po di cose … 26Roma, 18-05-2011 GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE


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