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Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissen­schaft­liche Fakultät - Physik i.d. Praxis (Modul P8)

Gammaspektren II - Halbleiterdetektoren

Versuch "Gammaspektren II - Halbleiterdetektoren" im Fortgeschrittenen-Praktikum
Betreuer: Malik Aliev
Raum 2.412, Tel. +49 (30) 20 93 - 7797
E-mail: aliev@physik.hu-berlin.de
Praktikumsraum: 2.204

Hinweise

Bitte setzen Sie sich einige Zeit vor dem angesetzten Versuchstag mit Ihrem Betreuer per e-mail in Verbindung, um einen Termin zu vereinbaren. Lesen Sie bitte die Versuchsanleitung sorgfältig durch und machen Sie sich mit der folgenden Begriffen vertraut. Entsprechende Literaturangaben finden Sie weiter unten.

A) Gamma-Spektroskopie:
  • Wechselwirkung von Gamma-Quanten mit Materie (Abhängigkeit von Gamma-Energie, Materialeigenschaften)
  • charakteristische Effekte in von Gamma-Detektoren gemessenenen Spektren und deren Ursachen (z.B. Compton-Kante, "escape peak", Rückstreu-Peak)
  • Ursachen von Detektorineffizienzen, Peak-to-Compton-Verhältnis
B) Halbleiterdetektor:
  • Funktionsprinzip von Halbleiterdetektoren (inkl. festkörperphysikalische Grundlagen dazu)
  • Typen von Ge-Halbleiterdetektoren (Li-drifted, HPGe-Det., planare, koaxiale Detektoren)
  • Beiträge zur Energieauflösung und deren physikalischen Ursachen, Ursachen für Detektorineffizienzen
  • Abhängigkeit der Energieauflösung und Detektoreffizienz von der Gamma-Energie und Detektorparametern
  • Prinzipielle Unterschiede zwischen Szintilliator- und Halbleiterdetektoren für Gamma-Strahlung
C) Anwendungen:
  • Grundbegriffe der Dosimetrie (Messeinheiten und deren Bedeutung)
  • Massenabsorptionskoeffizient (Abhängigkeit von Gamma-Energie und Materialeigenschaften)
D) Datenauswertung:
  • Methoden der quantitativen Auswertung von Gammaspektren
    (Bestimmung von Energie und Intensität von Spetrallinien)
    Berücksichtigung von Untergrundspektrum (background)
  • Behandlung von statistischen Fehlern und Interpretation von Messfehlern

Von den Betreuern erhalten Sie auf Anfrage zusätzliche Artikel zum Thema Nachweiss von Gammastrahlen mit Halbleiterdetektoren.

Materialien und Protokoll

Die Versuchsanleitung liegt als PDF-File vor. Bitte lesen Sie diese sorgfätig durch. Das Diagramm mit der Energieabhägigkeit des Massenabsorptionskoeffizienten ist als gif-File gespeichert.

Unterlagen am Experiment

  1. Handbuch zum Programm Maestro, welches die Aufgaben der Datenaufnahme, insbesondere der eines Vielkanalanalysators (MCA:Multi Channel Analyser) un die Steuerung der Hardware Parameter des Halbleiterdetektors übernimmt.
  2. Platzanleitung mit den wichtigsten Bedienungsanleitungen sowie eine Liste von Gamma-Quellen mit der Angabe der wichtigsten Emissionslinen

Nützliche Links:

  1. Linux-Tutorial
  2. C++ Tutorial
  3. Graphisches Auswertungsprogramm Root

Bitte geben Sie das Protokoll spätestens zwei Wochen nach Durchführung des Versuches ab. Falls per mail, dann bitte unbedingt als PDF-File!

Literatur

Folgende Literatur eignet sich zur Vorbereitung der Versuchsdurchführung:

  1. Zu den Punkten A) und B)
    • F. Kohlrausch: Praktische Physik Bd 2, Teubner Verlag 1985
      Kap. Messung des Energiespektrums von Photonen und geladenen Teilchen
    • J. Turner: Atoms, Radiation and Radiation Protection, Chap.10,12
    • C. Grupen: Teilchendetektoren/Particle Detectors; (Cambridge University Press), Kap.1.2
  2. zum Punkt B)
    • C. Grupen: Teilchendetektoren/Particle Detectors, (Cambridge University Press), Kap. 7.1
    • in Th. Ferbel: "Experimental Techniques in High Energy Physics":
      Part III ("High Resolution Electronic Particle Detectors") chap. 4. (pg 233 ff)
    • W.R. Leo: Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments ,
      inbes. Kap. 10.1 - 10.4, 10.7
  3. zum Punkt C)
    • J. Turner: Atoms, Radiation and Radiation Protection, Chap.12
    • V. Schuricht: Strahlenschutzphysik, (insbes. Kap. 1.2.3,2)
    • C. Grupen: Grundkurs Strahlenschutz, Vieweg Lehrbuch Verlag.
    • Strahlenschutzverordnung (Unterlagen am Experiment)
    • E. Segree: Experimental Nuclear Physics oder ein Buch zur Kernphysik Ihrer Wahl
              (zum Begriff Massenabsorptionskoeffizient)
  4. zum Punkt D)
    • z. B. R. J. Barlow: Statistics (relativ knapp und übersichtlich)
      (zum raschen Nachschlagen von Grundbegriffen)
    • J. Turner: Atoms, Radiation and Radiation Protection, Chap.11 (spez. für Strahlenphysik)

Letzte Änderung: 29.05.08