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TAKAさんの毎日が発見・ブログ
アマチュア無線の機器製作を中心にした日常の活動記録です (by Taka JA2GRC、このブログはFC2_BLOGを使わせていただいてます。)
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PMT proj その61
 こちらで、東電福島第1の事故の影響を受けた土壌サンプルを測定していて気がついたことに関してです。



こちらに、PMT proj 関連記事の目次が有りますので、他の記事もご覧ください。


 幾つか気になったことが有ったのですが、特に
・Cs134-796keVは分離できているが、Cs134-605KeVとCs137-662keVが分離できていない。
・K40-1461keVの位置が、以前に測定したカリウム塩(減塩習慣)のK40-1461keVの位置とずれている。
の2点が特に気になります。

 ヘッドアンプ周りの定数などを見直していましたが、それらの定数の問題なのか、あるいは、高圧の変動や温度の変化の問題なのか、あるいは、この期間内に、色々設定を触っていたので、設定のミスなのか、少し調べる必要が有ります。

120806_pmt_proj_293.jpg

 まずは、Cs134-605KeVとCs137-662keVの分離の問題ですが、最初はヘッドアンプの定数の問題か、あるいは、高圧や温度の変動の問題なのかと思っていました。 あるいはサンプリング周波数も関係有るのかな?などと考えていましたが、どうも、シンチレータそのものにも関係が有りそうです。

 シンチレータのエネルギー分解能という言葉で検索すると、幾つか資料が見つかります。 その中でこちらの資料に各シンチレータのエネルギー分解能の実測データが載っていました。 16~17ページ辺りですが、材質によってずいぶん違いますね。 またエネルギーによってずいぶん違うみたいです。 662keV辺りでのCsIのFWHM(半値幅)は6.8%となっています。 計算すると45keVぐらいになります。 これぐらいの幅を持った光が出てくるという事みたいですね。 ちなみに、比較的新しい材料である、LaBr3(ランタンブロマイド)では3.2%程度でほぼ倍のエネルギー分解能が有るみたいです。 更に、こちらの資料に依れば、ゲルマニウム検出器の場合は0.002%と桁違いの分解能を持っていますね。

 さて、現在実験に使っているCsIシンチレータの662keV辺りで6.8%と言うエネルギー分解能ですが、いったいどれほどの物かシミュレーションしてみました。 シンチレータの発光分布は正規分布していると仮定して、Cs134-605keVとCs137-662keVが両方入射して発光しているとした仮定です。 赤いプロットが両信号の和の信号です。 これですと少し「くびれ」が見えていますが、これは整数表示の場合です。

120806_pmt_proj_294.jpg

 上記の縦軸を対数表示にしてみるとこんな感じになります。 やっぱりかなりきついですね。 このシミュレーションは、PMT以降の処理が理想的な場合ですから、もう少し分解能は悪くなるはずですね。

120806_pmt_proj_295.jpg

 ちなみにLaBr3(ランタンブロマイド)のエネルギー分解能3.2%を入れてみると、右側が欠けてしまいましたが、対数表示でも、そこそこの「くびれ」が見えてきます。

120806_pmt_proj_296.jpg

 と言うことは、CsIシンチレータでは、この辺りでかなり限界値に近づいているという事みたいです。 逆に言うと、信号処理系はそこそこ良い線行っていると言うことですかね。
コメント
この記事へのコメント
Re: Make: Ogaki Meeting 2012
ラジオペンチさん、こんにちは。

そうですね、何故か大垣で時々開催されますね。
どなたか、熱心な方がいらっしゃるのでしょうかね?

我が家は大阪の枚方市です。 ちょうど京都と大阪の中間に位置しています。
枚方から大垣まで約100~110km、関東で言えば、東京から沼津辺りでしょうか?

関西圏の近郊電車は米原止まりで、その先は乗り換えが必要です。
大垣は電車なども名古屋圏ですね。

日帰り範囲では有りますが、少々気合いを入れて出かける必要のある距離です。
2012/08/08(水) 10:06 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
Make: Ogaki Meeting 2012
なんてのが8月25/26日にありますよ。
TAKAさんの家から大垣までの距離感が全くわからないですけど。
2012/08/07(火) 20:46 | URL | ラジオペンチ #-[編集]
Re: Re: タイトルなし
追伸です。

Make Japanのホームページはいつも拝見させていただいています。

時々あるイベントも面白そうですね。
東京近郊ですと、こういったイベントが沢山あって羨ましいです。
2012/08/07(火) 09:39 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
Re: タイトルなし
ラジオペンチさん、おはようございます。

おお、なるほど!

情報、ありがとうございます。 大変参考になります。 私も今になって分かりました。

この記事、以前に拝見させていただきましたが、その時は、「ああ、高価な測定器を持っているな」
ぐらいの感想でしたが、いま、改めて測定画面を拡大して見ますと、すばらしい分解能ですね。
画面には9分と言う文字が見えていますが、測定時間の短さもなかなかですね。
2012/08/07(火) 09:29 | URL | Taka (ja2grc) #-[編集]
おはようございます、いよいよ佳境に入ってきましたね。

SBM-20で48cpmだったサンプルを1.5インチのLaBrのシンチで測定してもらった波形がこの記事にあります。
http://radiopench.blog96.fc2.com/blog-entry-260.html

見づらい写真ですが、スペクトルの位置などの読み方がいまごろになって判りました。汗;
2012/08/07(火) 06:08 | URL | ラジオペンチ #-[編集]
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