INCONTRI DI FISICA 2002 Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo TUTOR: Dr. Adolfo Esposito Esperto.

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1 INCONTRI DI FISICA 2002 Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo TUTOR: Dr. Adolfo Esposito Esperto Qualificato LNF - INFN GRUPPO D: Marco Acciaresi Ritangela Bacchi Aristide Garulli Giovanni Romano

2 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo SORGENTI RADIOATTIVE Si preferisce specificare lintensità della sorgente dal numero di disintegrazioni dellunità di tempo piuttosto che dal numero di particelle emesse. In generale i decadimenti sono molto complessi.

3 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo LEGGE DEL DECADIMENTO RADIOATTIVO Detto N il numero di nuclei instabili al tempo t, dN è la variazione dei nuclei instabili nel tempo dt = dP/dt è la costante di decadimento. Ha la dimensione [t -1 ] e rappresenta la probabilità che un nucleo instabile decada spontaneamente nellunita di tempo.

4 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo Trasformando la relazione precedente si ha: Integrando fra il tempo t=0 e t= t si avrà Volendo ricavare basterà graficare su carta semilogaritmica lequazione (1) che è esattamente lequazione di una retta, il cui coefficiente angolare è -.

5 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo Più che conoscere il numero di atomi instabili presenti ad un dato tempo t è interessante e utile conoscere il numero di atomi che decadono, cioè l attività del preparato radioattivo.

6 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo Parametri caratteristici di un preparato radioattivo di interesse immediato sono il tempo di dimezzamento T 1/2 e la vita media. T 1/2 e il tempo durante il quale lattività del preparato radioattivo si dimezza; in formule partendo dalla A=Ao e - t ponendo si ottiene La vita media è il tempo medio di sopravvivenza di un dato nucleo. Si può dimostrare che = 1/.

7 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo Scopo dellesperimento: -costruzione della curva di decadimento di un preparato radioattivo: -determinazione del tempo di dimezzamento dei radionuclidi presenti e loro identificazione. Sono stati irraggiati con il Linac dei LNF campioni di TEFLON, RAME, ALLUMINIO. Sono state effettuate misure della durata di 600s. per un arco di tempo sufficientemente lungo per costruire una curva.

8 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo Riportando su carta semilogaritmica i conteggi in funzione del tempo è possibile ricavare dal grafico tracciato delle rette da cui estrapolare i tempi di dimezzamento dei radionuclidi presenti. Vale la pena ricordare che questo metodo funziona quando i radionuclidi formati sono pochi e non si dispone di uno spettrometro. Per questo tipo di misure e stato utilizzato uno scintillatore (ioduro di sodio NaI) collegato ad un multicanale usato come contatore.

9 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo RISULTATI MATERIALE 1 Unanalisi qualitativa del diagramma semilogaritmico mostra la presenza di due rette distinte corrispondenti a due radionuclidi con diverso tempo di dimezzamento. Da una stima grafica risultano i valori: T 1/2 = 1320 s compatibile con i 1200 s del 11 C T 1/2 = 6900 s compatibile con I 6600 s del 18 F I due elementi rilevati costituiscono i componenti del TEFLON.

10 Dr. Adolfo Esposito1/16/2014 3:47 PM Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario dei conteggi di un preparato radioattivo RISULTATI MATERIALE 2 Lanalisi dei diagrammi conduce a due possibilita : - radionuclide ad elevato tempo di dimezzamento - radionuclide osservato nella parte asintotica della sua curva di decadimento. La presenza di fluttuazioni di segno inverso e il ritardo di 4 ore dellosservazione rispetto allattivazione induce a preferire la seconda ipotesi..…in realta sappiamo che il materiale e RAME