I. ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ

Σχετικά έγγραφα
λ Ε Πχ. Ένα σωματίδιο α έχει φορτίο +2 όταν επιταχυνθεί από μια διαφορά Για ακτίνες Χ ή ακτινοβολία γ έχουμε συχνότητα

Περιεχόµενα Παρουσίασης 2.11

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΜΕΤΑΠΤΩΣΕΙΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ

Πυρηνικές διασπάσεις. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Σχάση. X (x, y i ) Y 1, Y 2 1.1

Μελέτη της ακτινοβολίας γ µε τη βοήθεια απαριθµητή Geiger - Muller

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ε ι σ α γ ω γ ή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής

Η απορρόφηση των φωτονίων από την ύλη βασίζεται σε τρεις µηχανισµούς:

Μελέτη των χαρακτηριστικών της β - ραδιενεργού εκποµπής

Απορρόφηση ακτινοβολίας-β από την ύλη

I. ΡΑ ΙΕΝΕΡΓΟ ΡΑ ΟΝΙΟ ( 222 Rn)

Ανίχνευση ακτίνων γάμμα από φυσικά ραδιενεργά και μιονίων της κοσμικής ακτινοβολίας

ΤΙΤΛΟΣ: Ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός ραδιοϊσοτόπων με την μέθοδο της γ φασματοσκοπίας. Γιαννούλης Ευάγγελος.

Το µοντέλο της υγρής σταγόνας

Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Κ.-Α. Θ.

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Άσκηση Ραδιοχηµείας. Ραδιενέργεια 8-1

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

19/1/2015 ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ

Διάλεξη 6: Φυσική Ραδιενέργεια και πυρηνικές αντιδράσεις

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΡΑ ΙΟΧΗΜΕΙΑΣ

Ραδιενεργές διασπάσεις. Ραδιονουκλίδια στην ιατρική

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ - ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ


Μια εισαγωγή στις Ακτίνες Χ. Πηγές ακτίνων Χ Φάσματα ακτίνων Χ O νόμος του Moseley Εξασθένηση ακτινοβολίας ακτίνων Χ

Χ. ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΔΗΣ, Μ. ΖΑΜΑΝΗ, Α. ΛΙΟΛΙΟΣ, Μ. ΜΑΝΩΛΟΠΟΥΛΟΥ, Η. ΣΑΒΒΙΔΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Εργαστηριακή ή Άσκηση η 3

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΤΕΧΝΗΤΑ ΡΑΔΙΟΝΟΥΚΛΙΔΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ. Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΥΓΕΙΟΦΥΣΙΚΗΣ

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Διάλεξη 4: Ραδιενέργεια

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΝΟΥΚΛΙΔΙΑ 1. ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΝΟΥΚΛΙΔΙΩΝ

Γενικές Πληροφορίες - I. Εισαγωγή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής. Γενικές Πληροφορίες - II. Εργαστήριο Κορμού ΙΙ. ιστοσελίδα μαθήματος


ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

( ) ( 0 ) ( e. ( t) ( ) λ ( ) dn dt. Ιδανική ισορροπία! t, ο λόγος των ενεργοτήτων Β/Α: λ λ. N b. c b b. η ενεργότητα = 0. δεν ειναι λb. tmax.

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΚΑΙ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ SPECT

Γενικά χαρακτηριστικά των πυρήνων (Φορτίο, Μάζα, Σταθερότητα) Ισότοπα και Πυρηνικές αντιδράσεις Ραδιενέργεια. Α. Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Μελέτη του υποστρώματος της ακτινοβολίας γάμμα με ανιχνευτή σπινθηρισμών NaI(Tl)

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΥΓΕΙΟΦΥΣΙΚΗΣ

Τεχνητές πηγές ακτινοβολιών και η χρήση τους από τον άνθρωπο

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2012

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΕΧΝΗΤΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Πηγές Πηγές Ταχέων Ηλεκτρονίων internal conversion internal conversion

Μάθημα 5 - Πυρηνική 1) Ειδη διασπάσεων και Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων 2) αλφα, 3) βητα, 4) γαμμα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Αλληλεπίδραση των σωματιδίων με την ύλη

ΠΥΡΗΝΑΣ ΑΤΟΜΟΥ Ο όρος πυρήνας (nucleus) εισάγεται το 1912 από τον Rutherford. Κάθε άτομο αποτελείται από μια περιορισμένη περιοχή όπου συγκεντρώνεται

Ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Τι είναι, σε τι χρησιμεύουν; Σταυρούλα Βογιατζή Τμήμα Αδειών & Ελέγχων. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ www.

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 21 ΜΑΪΟΥ 2004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΗΜΕΡΙΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ 2017 Ραδιενέργεια και εφαρμογές στην Ιατρική

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software For evaluation only.

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών

δ. εξαρτάται µόνο από το υλικό του οπτικού µέσου. Μονάδες 4

1. ΦΥΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ IONTIZOYΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (ΑΚΤΙΝΕΣ Χ γ) Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Παν/μιο Αθηνών

δ-ray με κινητική ενέργεια T e και ορμή p e παράγεται σε μια γωνία Θ q, p

Διάλεξη 11-12: Ασκήσεις στην Πυρηνική Φυσική

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ

ΖΗΤΗΜΑ 2 ο 220. µετατρέπεται σε βισµούθιο -212 ( Bi) διασπάσεων: 220. Α. Το ραδόνιο 220 ( 1. Να συµπληρώσετε τις παραπάνω εξισώσεις.

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 21 ΜΑΪΟΥ 2007 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞI ( 6 ).

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1.

Ασκήσεις διασπάσεις. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2010 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

Πειραματική Ενότητα I ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΓΑΜΜΑ ME ΤΗΝ YΛH

Φασματοσκοπία ακτινών γ & Ανιχνευτές σπινθηρισμών

Μετρήσεις ακτινοβολίας υποβάθρου με τον απαριθμητή GEIGER MULLER

Το ατομικό πρότυπο του Βohr μπορεί να περιγράψει το γραμμικό φάσμα των στοιχείων α. Α και Β β. Β και Γ γ. μόνο του Α δ. μόνο του Β.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Υπό Γεωργίου Κολλίντζα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣ811. Χ. Τσέρτος ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑΣ ΡΑ ΙΟΪΣΟΤΟΠΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Προσδιορισµός Απεµπλουτισµένου Ουρανίου σε περιβαλλοντικά δείγµατα µε την τεχνική της γ-φασµατοσκοπίας

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΚΑΙ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ

Κλιματική Αλλαγή και Παραγωγή Ενέργειας: Είναι η Πυρηνική Ενέργεια ή μόνη λύση? Εισαγωγή στη ραδιενέργεια

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 23 MAΪΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

1.3 α. β. γ. δ. Μονάδες Μονάδες 5 1.5

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΣΟΤΟΠΩΝ. Ενότητα 1: Βασικές αρχές γεωχρονολόγησης. Γεωχημεία (Υ 4203) Επικ. Καθ. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

α. φ 1. β. φ 2. γ. φ 3. δ. φ 4. Μονάδες 5

Φυσική ραδιενέργεια περιβάλλοντος και ραδιενεργός ρύπανση. Π. Κρητίδης και Ε. Φλώρου Εργαστήριο Ραδιενέργειας Περιβάλλοντος ΙΠΤ-Α, ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος»

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 20 ΜΑΪΟΥ 2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Η ακτινοβολία γ παράγεται από διεγερμένους πυρήνες κατά τη μετάπτωσή τους σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα.

Transcript:

I. ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ Α. Ακτινοβολία υποβάθρου (Background radiation) Εξαιτίας της κοσµικής ακτινοβολίας που βοµβαρδίζει συνεχώς την ατµόσφαιρα της γης και της ύπαρξης της φυσικής ραδιενέργειας στο περιβάλλον, όλοι οι ανιχνευτές καταγράφουν κάποια επίπεδα ακτινοβολίας υποβάθρου. Η φύση του υποβάθρου αυτού µεταβάλλεται ανάλογα µε το είδος και το µέγεθος του ανιχνευτή, καθώς επίσης και µε τη θωράκιση που µπορεί να τοποθετηθεί γύρω απ αυτόν. Οι ακτινοβολίες υποβάθρου µπορούν εύστοχα να χωριστούν σε πέντε κατηγορίες: Τη φυσική ραδιενέργεια των συστατικών υλικών του ιδίου του ανιχνευτή. Τη φυσική ραδιενέργεια του χρησιµοποιούµενου εξοπλισµού και της θωράκισης που τοποθετείται στο άµεσο περιβάλλον του ανιχνευτή. Την ακτινοβολία από τη δράση στην επιφάνεια της γης (terrestrial radiation), των υλικών από τα οποία είναι κατασκευασµένο το εργαστήριο ή άλλες αποµακρυσµένες κατασκευαστικές δοµές. Τη ραδιενέργεια στον αέρα που περιβάλλει τον ανιχνευτή. Τα πρωτογενή και τα δευτερογενή συστατικά της κοσµικής ακτινοβολίας. Ακτινοβολία υποβάθρου Κοσµική Εξωτερική Ραδόνιο ιαιτολόγιο Άλλες Ιατρικές εξετάσεις Καταναλωτικά αγαθά Σχήµα 1. Οι διάφορες πηγές προέλευσης της ακτινοβολίας υποβάθρου. 1

Η ραδιενέργεια από τα συνήθη κατασκευαστικά υλικά οφείλεται σε µεγάλο µέρος στις µικρές συγκεντρώσεις των φυσικών ραδιενεργών υλικών που περιέχονται συχνά σ αυτά ως προσµίξεις ή ακαθαρσίες. Τα κύρια συστατικά υλικά είναι το κάλιο, το θόριο, το ουράνιο και τα µέλη των µεγάλων αλυσίδων διάσπασης του ουρανίου και του θορίου. Το φυσικό κάλιο περιέχει σε αναλογία 0.012% 40 Κ, το οποίο µε ένα χρόνο ηµιζωής γύρω στα 1.26 10 9 χρόνια διασπάται σύµφωνα µε το πιο κάτω διάγραµµα: 40 9 Κ ( 1.26 10 y) 1460 ΕC 11% β 89% γ 40 Ca 0 40 Ar Σχήµα 2. Το διάγραµµα διάσπασηςτουκ-40. Οι ακτινοβολίες που εκπέµπονται είναι µε πιθανότητα 89% ένα σωµατίδιο β που καταλήγει σε ενέργεια 1.314 MeV, µια ακτίνα γάµµα (11%) µε ενέργεια1.460 MeV και χαρακτηριστικές ακτίνες Χ του Αr που ακολουθούν την αρπαγή ηλεκτρονίου. Οι ακτίνες γάµµα υψηλής ενέργειας από το κάλιο οδηγούν συχνά σε αναγνωρίσιµες κορυφές στο φάσµα υποβάθρου που λαµβάνεται από ανιχνευτές ακτινοβολίας γάµµα, επειδή το κάλιο είναι ευρέως εξαπλωµένο συστατικό στο σκυρόδεµα και στα άλλα οικοδοµικά υλικά. Το θόριο, το ουράνιο και το ράδιο είναι όλα µέλη των µεγάλων ραδιενεργών αλυσίδων διάσπασης, που περιλαµβάνουν θυγατρικά προϊόντα που εκπέµπουν ένα σύνθετο φάσµα ακτίνων άλφα, βήτα και γάµµα. Από τη σειρά του θορίου ανιχνεύονται συχνά τα στοιχεία Ac-228, Ra-224, Bi-212, Pb-212 και Tl-208, ενώ από τη σειρά του ουρανίου τα στοιχεία Ra-226, Pb-214 και Bi-214. Ανιχνεύονται επίσης τα µακρόβια νουκλίδια U-235 και K-40, όπως επίσης και το νουκλίδιο Βe-7 που παράγεται από τις αλληλεπιδράσεις των κοσµικών ακτίνων στην ανώτερη ατµόσφαιρα. Επιπρόσθετα στις διασπάσεις που λαµβάνουν χώρα µε φυσικό τρόπο, το υπόβαθρο αποτελείται επίσης και από τις δράσεις ορισµένων προϊόντων σχάσης, µε κύρια προέλευση τις δοκιµές πυρηνικών όπλων που έγιναν στο παρελθόν. Τα νουκλίδια που κυριαρχούν σ αυτήν την περίπτωση είναι τα Cs-137, Zr-95, Nb-95, Co-60, Ru-106, Sb-125 και Ce-144. Στον Πίνακα 1 φαίνονται τα ραδιοϊσότοπα των οποίων η παρουσία οδηγεί στη δηµιουργία 2

αναγνωρίσιµων κορυφών σε αντίστοιχες ενέργειες στα φάσµατα που λαµβάνονται από ένα ανιχνευτή ακτινοβολίας γάµµα. ΠΙΝΑΚΑΣ 1. Ραδιοϊσότοπα που εντοπίζονται συχνότερα ως ακτινοβολία υποβάθρου. Ενέργεια φωτοκορυφής (kev) Ραδιοϊσότοπο Προέλευση ραδιοϊσοτόπου 25.61 U-237 U-231-63.48 Th-234 U-238 74.97 Bi-207-92.80 Th-234 U-238 185.7-186.2 Ra-226 Pa-234 U-235 U-238 U-238-238.63 Pb-212 Th-232 295.22 Pb-214 U-238 351.99 Pb-214 U-238 510.72 Tl-208 Th-232 583.14 Tl-208 Th-232 609.32 Bi-214 U-238 727.17 Bi-214 U-238 766.60 Pa-234m U-238 860.47 Tl-208 Th-232 911.07 Ac-228 Th-232 968.90 Ac-228 Th-232 1001.03 Pa-234m U-238 1120.28 Bi-214 U-238 1238.11 Bi-214 U-238 1460.75 K-40-1729.60 Bi-214 U-238 1764.51 Bi-214 U-238 2204.12 Bi-214 U-238 2614.47 Tl-208 Th-232 Η πρωτογενής κοσµική ακτινοβολία, που µπορεί να είναι είτε ηλιακής είτε γαλαξιακής προέλευσης, αποτελείται κυρίως από πρωτόνια και µερικά άλλα βαρύτερα ιόντα όπως πυρήνες ηλίου, µε εξαιρετικά υψηλές κινητικές ενέργειες. Η αλληλεπίδραση αυτής της ακτινοβολίας µε την ατµόσφαιρα έχει ως αποτέλεσµα την παραγωγή µεγάλου αριθµού δευτερευόντων σωµατιδίων, στα οποία συµπεριλαµβάνονται πιόνια, µεσόνια, ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτροµαγνητικά φωτόνια, µε ενέργειες που εκτείνονται µέχρι και µερικές εκατοντάδες MeV. Μερικές απ αυτές τις δευτερεύουσες 3

ακτινοβολίες µπορούν να φτάσουν στην επιφάνεια της γης και µπορεί να αποτελέσουν γεγονότα ακτινοβολίας υποβάθρου σε πολλά είδη ανιχνευτικών συστηµάτων. Στην επιφάνεια της γης η δευτερογενής κοσµική ακτινοβολία κατευθύνεται κατά κύριο λόγο κατακόρυφα και εποµένως η θωράκιση ενάντια στο υπόβαθρο της κοσµικής ακτινοβολίας είναι περισσότερο αποδοτική όταν τοποθετείται πάνω από τον ανιχνευτή. ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΚΟΣΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ (βαριά φορτισµένα σωµατίδια και ιόντα) ΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΚΟΣΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ (µιόνια, πιόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια,...) µέχρι µερικές εκατοντάδες MeV 10 9 µέχρι 10 20 ev ΑΝΩΤΕΡΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ 2 σωµατίδια/cm 2 /λεπτό Σχήµα 3. Η κοσµική ακτινοβολία µπορεί να φτάσει στην επιφάνεια της γης και να αποτελέσει σηµαντική πηγή ακτινοβολίας υποβάθρου. Τα δευτερογενή σωµατίδια µπορούν ακόµη να δηµιουργηθούν στη θωράκιση που περιβάλλει τον ανιχνευτή από υψηλής ενέργειας κοσµικά συστατικά. Για παράδειγµα, τα υψηλής ενέργειας πρωτόνια θα παράξουν ενεργητικά νετρόνια, ειδικά σε υλικά µεγάλου ατοµικού αριθµού όπως είναι ο µόλυβδος. Κατ αυτόν δηλαδή τον τρόπο, η θωράκιση που περιβάλλει τον ανιχνευτή για να µειώσει το υπόβαθρο από τις κοσµικές ακτίνες και την εξωτερική ακτινοβολία, µπορεί από µόνη της να εισαγάγει σηµαντικά επίπεδα υποβάθρου. Αυξάνοντας π.χ. το πάχος της θωράκισης µολύβδου πέραν των 10 15 cm προσβλέπεται σοβαρή µείωση του υποβάθρου από εξωτερικές ακτίνες γάµµα. Στην πραγµατικότητα όµως το ολικό υπόβαθρο θα αυξηθεί ως αποτέλεσµα της αλληλεπίδρασης της κοσµικής ακτινοβολίας µε τοµόλυβδο. 4

Β. Θωράκιση του ανιχνευτή Η θωράκιση του ανιχνευτή για δείγµατα ακτινοβολίας χαµηλών ενεργειών είναι αναγκαία για τη µείωση της ακτινοβολίας υποβάθρου. Εξαιτίας της µεγάλης του πυκνότητας και του µεγάλου του ατοµικού αριθµού, ο µόλυβδος είναι το πιο διαδεδοµένο υλικό που χρησιµοποιείται για την κατασκευή της θωράκισης των ανιχνευτών. Η ενεργός διατοµή της φωτοηλεκτρικής απορρόφησης κυριαρχεί για ενέργειες µέχρι 0.5 1 MeV και εποµένως, σχετικά σκληρές ακτίνες γάµµα από εξωτερικές πηγές υποβάθρου (όπως οι ακτίνες γάµµα των1460 kev του Κ-40) µπορούν να απορροφηθούν αποτελεσµατικά. Το πάχος που πρέπει να επιλεγεί για το υλικό θωράκισης εξαρτάται από την εξασθένιση των ακτίνων γάµµα συγκεκριµένης ενέργειας. Σχήµα 4. Ο µόλυβδος χρησιµοποιείται ευρέως για την κατασκευή απλών ασπίδων θωράκισης. Σε µερικές περιπτώσεις είναι επιθυµητή η µείωση των ακτίνων Χ από τους φλοιούς Κ του µολύβδου. Γι αυτό το σκοπό µπορεί να χρησιµοποιηθεί µια ασπίδα από υλικά διαβαθµιζόµενου ατοµικού αριθµού (graded-z shield). H graded-z ασπίδα λειτουργεί παρέχοντας υλικά µε µειωνόµενο ατοµικό αριθµό πλησιάζοντας τον ανιχνευτή, ούτως ώστε να απορροφούν µέσω φωτοηλεκτρικής απορρόφησης τις ακτίνες Χ του µολύβδου 5

και να εκπέµπουν δευτερογενείς ακτίνες Χ χαµηλότερης ενέργειας. Τυπικές graded-z ασπίδες χρησιµοποιούν µόλυβδο, κάδµιο και χαλκό ως προστατευτικά υλικά. Άλλα υλικά όπως αλουµίνιο, σίδηρος και λουσίτης, χρησιµοποιούνται σε graded-z ασπίδες ανιχνευτών ακτίνων Χ. Κατά τη διεξαγωγή των πειραµάτων µε τον ανιχνευτή HPGe στο εργαστήριο, χρησιµοποιήθηκε ασπίδα θωράκισης αποτελούµενη από τρία διαφορετικά υλικά (Σχήµα 5). Κύριο υλικό από το οποίο αποτελείται η ασπίδα αυτή είναι ο µόλυβδος µ ένα κυλινδρικό στρώµα πάχους 5cm,στην εσωτερική επιφάνεια του οποίου εφάπτεται στρώµα σιδήρου πάχους 1cmκαι µε τελευταίο στρώµα από αλουµίνιο µε πάχος 1cm. Το στρώµα σιδήρου είναι ικανό να απορροφά µέσω φωτοηλεκτρικής απορρόφησης τις ακτίνες Χ ενέργειας 80 kev που εκπέµπονται από το µόλυβδο, ελαττώνοντας την έντασή τους κατά ένα παράγοντα 30 περίπου, ενώ το στρώµα αλουµινίου είναι ικανό να απορροφά τις ακτίνες Χ ενέργειας 6 7 kev περίπου που εκπέµπονται από το σίδηρο. Μόλυβδος Σίδηρος Αλουµίνιο οχείο Marinelli 1L Ανιχνευτής Σχήµα 5. ιάγραµµα της ασπίδας που χρησιµοποιήθηκε για θωράκιση του ανιχνευτή. Η επί τοις εκατόν απορρόφηση των διαφόρων εξωτερικών ακτινοβολιών που πραγµατοποιείται από την ασπίδα αυτή µεταβάλλεται, όπως είναι αναµενόµενο, συναρτήσει της ενέργειας, αφού όσο πιο ενεργητικά είναι τα φωτόνια της εξωτερικής ακτινοβολίας τόσο µεγαλύτερη είναι και η διεισδυτική τους ικανότητα στα υλικά της θωράκισης. Η εξάρτηση αυτή φαίνεται στο Σχήµα 6, όπου απεικονίζεται η επί τοις εκατόν απορρόφηση στα διάφορα στρώµατα υλικών που αποτελούν τη θωράκιση. 6

Σχήµα 6. Η επί τοις εκατόν απορρόφηση της ακτινοβολίας από τα υλικά της ασπίδας θωράκισης του ανιχνευτή. Γ. Μέτρηση ακτινοβολίας υποβάθρου στο εργαστήριο Στο Σχήµα 7 φαίνεται το φάσµα εκποµπής της ακτινοβολίας υποβάθρου, όπως αυτό µετρήθηκε στο εργαστήριο σε συνθήκες θωράκισης του ανιχνευτή και µε live-time 185,000 secs. Στο φάσµα αυτό σηµειώνονται επίσης µε τους αντίστοιχους αριθµούς οι εντονότερες φωτοκορυφές εκποµπής των ραδιοϊσοτόπων φυσικής προέλευσης που αναφέρονται στον Πίνακα 1, ενώ στον Πίνακα 2 φαίνονται τα αποτελέσµατα ανάλυσης του φάσµατος αυτού µε τη βοήθεια του λογισµικού GammaVision-32. 7

8 2-4 6 5 1 8 7 14 9 13 10 11 15 12 16 17 18 19 20 22 21 23 24 (kev) Σχήµα 7. Το φάσµα εκποµπής της ακτινοβολίας υποβάθρου όπως αυτή µετράται στο εργαστήριο υπό συνθήκες θωράκισης του ανιχνευτή.

ΠΙΝΑΚΑΣ 2. Ανάλυση φάσµατος εκποµπής ακτινοβολίας υποβάθρου. Α/Α Ραδιοϊσότοπο Ενέργεια κορυφής (kev) Ένταση κορυφής (counts/ sec) Ενεργότητα κορυφής (Bq) Μέση ενεργότητα ραδιοϊσοτόπου (Bq) 1 Tl-208 510.67 0.018 7.0 1.2 ± 0.1 583.20 0.009 1.0 2614.16 0.006 1.2 2 Pb-210 46.52 0.008 60.4 60.4 ± 6.0 3 Pb-212 238.63 0.030 3.4 3.4 ± 0.2 4 Pb-214 77.11 0.008 3.9 1.1 ± 0.1 241.92 0.004 2.5 295.22 0.004 1.1 351.98 0.006 1.1 5 K-40 1460.72 0.015 21.4 21.4 ± 1.0 6 Bi-207 72.80 0.007 1.9 0.8 ± 0.1 74.97 0.018 2.6 7 Bi-212 727.17 0.002 1.8 1.9 ± 0.4 8 Bi-214 609.22 0.007 1.5 1.4 ± 0.2 1764.51 0.005 5.3 9 Ra-224 241.00 0.001 1.0 1.0 ± 1.0 10 Ra-226 185.99 0.016 20.5 20.5 ± 1.6 11 Ac-228 911.07 0.003 1.2 1.2 ± 0.2 968.90 0.002 1.2 12 Th-234 63.29 0.013 27.7 27.7 ± 2.0 92.80 0.029 39.7 13 Pa-234 766.38 0.001 44.0 44.0 ±15.4 14 Am-241 26.36 0.009 0.0 0.5 ± 0.2 59.54 0.002 0.5 ΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ: (Μεταξύ ενεργειών 20 και 3400 kev) (187.3 ± 16.8) Bq 9

Στο Σχήµα 8 φαίνεται ο επί τοις εκατόν καταµερισµός των ενεργοτήτων των ανιχνευόµενων ραδιοϊσοτόπων στο φάσµα εκποµπής της ακτινοβολίας υποβάθρου. Μπορεί εύκολα κανείς να παρατηρήσει ότι το 1/3 περίπου της ολικής ενεργότητας προέρχεται από το Pb-210, ενώ τα ραδιοϊσότοπα Pa-234 και Th-234 καταλαµβάνουν περίπου το 1/4 και 1/6 της πίτας αντίστοιχα. Η συνεισφορά του καθενός από τα K-40 και Ra-226 περιορίζεται στο 1/10 της ολικής ενεργότητας για το καθένα. Άλλα ραδιοϊσότοπα όπως τα Ac-228, Tl-208, Ra-224, Am-241 και τα διάφορα ισότοπα του µολύβδου (Pb-212, Pb-214) και του βισµούθιου (Bi-207, Bi-212, Bi-214) συνεισφέρουν µε µικρότερα ποσοστά που περιορίζονται σε µερικές µονό εκατοστιαίες µονάδες. Σχήµα 8. Η συνεισφορά των κυριότερων φυσικών ραδιοϊσοτόπων στην ολική ενεργότητα της ακτινοβολίας υποβάθρου, όπως αυτή µετράται σε συνθήκες θωράκισης µε το ανιχνευτικό σύστηµα γερµανίου. Τέλος, στην πίτα του Σχήµατος 9 φαίνεται ο εκατοστιαίος καταµερισµός των ενεργοτήτων ανά ραδιοϊσότοπο προέλευσης στο φάσµα εκποµπής της ακτινοβολίας υποβάθρου. Τα θυγατρικά ισότοπα του U-238 συµµετέχουν στην ολική ενεργότητα µε ένα µεγάλο ποσοστό της τάξης του 83% και αυτά που προέρχονται από το Th-232 µε ένα ποσοστό που φθάνει µόλις τα 4.6%. Το Κ-40 καταλαµβάνει το 1/10 περίπου της 10

πίτας, ενώ τα ραδιοϊσότοπα που δεν ανήκουν σε καµιά από τις πιο πάνω κατηγορίες περιορίζονται στο 1.4%. Σχήµα 9. Η συνεισφορά ανά ραδιοϊσότοπο προέλευσης στην ολική ενεργότητα της ακτινοβολίας υποβάθρου. 11