Misura del coefficiente di attenuazione di massa μ/ρ - Francesco Merli e Pellegrini Danilo - Alessandro Valeri e Palmieri Luca Itis Roma e Colleferro Stage invernali 2011 Stages Invernali 2011 Misura del coefficiente di attenuazione di massa μ/ρ Roma, 18-05-2011
Fenomeni d’ interazione dei raggi X 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 Roma, 18-05-2011
Legge di attenuazione dei raggi X in un campione Dove : I intensità della radiazione trasmessa I0 intensità della radiazione incidente x spessore del campione m coefficiente di attenuazione lineare: dipende dall’ energia della radiazione incidente, dalla densità e numero atomico del campione Roma, 18-05-2011
Il coefficiente di attenuazione di massa r densità del materiale, dividendo per r rendiamo indipendente il coefficiente di attenuazione dalla densità Roma, 18-05-2011
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 Roma, 18-05-2011
Il decadimento dell’Am241 L’Am241, isotopo instabile,decade trasformandosi in Nettunio237 ed emettendo particelle di tipo α e tipo γ Spettro di emissione γ Roma, 18-05-2011
Schema della sorgente Com’ è possibile ciò? Come si producono raggi X? Come possiamo ottenere raggi X di energie diverse? Roma, 18-05-2011
Produzione raggi X Roma, 18-05-2011
Transizione livelli ka kb Roma, 18-05-2011
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 Roma, 18-05-2011
Come funziona il rilevatore? Come arriva il segnale al PC? 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: spettro Roma, 18-05-2011
Roma, 18-05-2011
Interpretazione dello spettro ka kb Roma, 18-05-2011
Misura Sperimentale del Coefficiente di attenuazione Due configurazioni: con e senza campione campione I I0 Roma, 18-05-2011
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. L’errore sul coefficiente di attenuazione di massa: 2 x Roma, 18-05-2011
Errori di tipo non-statistico: x e r All’interno 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 dell’errore: la densità e lo spessore. La propagazione dell’errore su ciascuna di essa risponde alla seguente formula (Conoscendo ambedue con un noto errore di misura diretta/indiretta): Roma, 18-05-2011
Stage invernali 2011 Analisi dati Sorgente Energia KeV Io so/Io % I s/I % m/r Misurato cm2/g m/r Al-Mn Teorico e(m/r) Cu 8,04 19058 0,7 3150 2 53 61,3 5 Rb 13,37 68487 0,4 45365 0,5 12,0 13,7 1 Mo 17,44 102582 0,3 83070 6,2 6,3 0,6 Ag 22,1 97650 88505 2,9 3,1 Ba 32,06 36817 35961 1,1 0,1 Rb coll 11050 7074 13 Ag coll 15646 0,8 14065 0,9 Campione: Alluminio-Manganese Roma, 18-05-2011
Roma, 18-05-2011
Roma, 18-05-2011
Roma, 18-05-2011
Sorgente Energia KeV Io so/Io % I s/I % m/r Misurato cm2/g e(m/r) m/r Al Teorico Rb 13.37 68487 0,4 3982 2 46 1 46,1 Mo 17.44 102582 0,3 25998 0,6 22,1 22 Ag 22.1 97650 49214 0,5 11,0 11,4 Ba 32.06 36817 7265 26,0 0,7 27 Tb 44.23 9781 6408 7,0 Campione: Rodio Roma, 18-05-2011
Roma, 18-05-2011
Roma, 18-05-2011
Stage invernali 2011 Rodio Roma, 18-05-2011
Roma, 18-05-2011
Ovviamente abbiamo assorbito moltissime radiazioni ma almeno abbiamo imparato un bel po’ di cose … GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE Roma, 18-05-2011