LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

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Marc75
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LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da Marc75 » 23/12/2023, 9:19

Buongiorno Forum,
sto programmando la costruzione di una sonda per basse energie (gamma sotto 100-150 kev e Xrays) partendo da un cristallo LaBr3(Ce) 20x10mm o un classica NaI 20x1mm, entrambi con finestra in berillio per arrivare tranquillamente ad energie molto basse , pochi keV.
La sonda sarebbe un completamento della CsI 50x50mm che già possiedo, principalmente come detto per studiare energie basse.

Sebbene sembri che la risoluzione del LaBr3 a 60kev sia quasi il doppio del tradizionale NaI non ho trovato nessuna tabella o grafico a riguardo per energie più basse.
Qualcuno ha grafici, tabelle o altro che mostrino la FWHM o risoluzione in % per energie sotto i 60kev per cristalli LaBr3(Ce)?
Volevo cercare di capire i vantaggi e svantaggi tecnici dei due cristalli da 0 a 50kev

grazie e buone feste

Marco


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Marc75
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da Marc75 » 25/12/2023, 18:03

se a qualcuno dovesse servire dal forum australiano mi hanno girato questo allegato
mostra che sebbene il SrI2(EU) è simile al LaBr3 come risoluzione a 662 Kev, questo sicomporta molto meglio a basse energie con risoluzioni molto più alte del LaBr3
ProspectsforHighEnergyResolutionwithEuropium-DopedStrontiumIodide-PUBLISHED.pdf
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Marco

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cipndale
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da cipndale » 05/08/2024, 13:09

[Local Link Removed for Guests] ha scritto: [Local Link Removed for Guests]
23/12/2023, 9:19
Volevo cercare di capire i vantaggi e svantaggi tecnici dei due cristalli da 0 a 50kev
Marco
Il comportamento viene fortemente influenzato dalla schermatura dei cristali. per una risposta a questa domanda bisogna avere informazioni riguardo il materiale e spessore della finestra esposta verso il materiale da misurare.
In fatti, per misurare in quel range (pero ovviamente non proprio da 0 KeV) si usano rivelatori con finestre sottilissime di berillio. Per misurare sotto 3-4 KeV la situazione si complica esponenzialmente... Quel range viene fortemente schermato dal atmosfera. Inoltre, misurare sotto 30 KeV risulta molto difficile se la matrice e' complessa, specialmente per i Materiali tipo NORM (Naturally occurring radioactive materials). I pichi gamma si soprappongono ai raggi X. Si potrebbe fare, pero il materiale d'interesse dovrebbe essere preparato in un modo che è oltre le possibilità di un privato. Scommetto che dal punto di vista economico è più facile investire sul latto hardware (rivelatori SSD), che mettere in piedi una cappa e comprare reattivi per la separazione chimica.



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Marc75
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da Marc75 » 05/08/2024, 15:56

grazie per la risposta Cipndale.
ho alla fine acquistato un cristallo nuovo da Scionix NaI 25mm 1mm di spessore, con finestra in berillio 0.3mm
l'ho accoppiato con un R9420 (lo so , la morte sua è un R3998 ultra bialcali)
non ho molta pratica di accoppiamento di cristalli quindi è ancora tutto in test. La scionix mi ha fornito il certificato del cristallo mostrando una risoluzione del 40% a 5.9keV (Fe55) accoppiandola ad un R6231
io al momento il massimo che sono riuscito a fare è il test con Am241 dove ottengo una risoluzione del 20% a 59keV e invece del solito picco a 26kev ce ne sono due.
sto aspettando l'arrivo di una sorgente a Fe55 per fare la prova e comparare il mio risultato con quello del certificato; se otterrò circa 40% a 6kev allora saprò che funziona a dovere.
di sicuro l'accoppiamento può essere migliorato (è il primo che faccio) e forse anche la generazione del PMT fa la differenza, francamente non so stabilire quando pesi la generazione di un PMT sulla risoluzione.

sotto i 13kev lo spettro è volutamente tagliato: non ho ancora fatto l'involucro in metallo, ho solo foglio mu-metal e copertura opaca ma mi entra comunque rumore/segnale
scionix.jpg
Am241.jpg
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da cipndale » 30/08/2024, 11:32

Vari spettri ripresi nel intervallo di energia < 400 KeV.
CdTe mostra una risposta decente sotto 50 KeV, escludendo HpGe con tutte le sue complicazioni dovuti alla necessità del azoto liquido. Spettri presi da questa [External Link Removed for Guests]
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da max56fe » 30/08/2024, 13:56

ciao forum, Cipndale ho letto in rete che ci sono sistemi HpGe anche di Ortec raffreddati non ad azoto liquido ma elettronicamente, per caso ne sai qualche cosa, pregi e difetti tralasciando i problemi inerenti all'azoto liquido per un privato e non ultimo la classe di costo ?. grazie


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cipndale
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da cipndale » 01/09/2024, 13:37

[Local Link Removed for Guests] ha scritto: [Local Link Removed for Guests]
30/08/2024, 13:56
ciao forum, Cipndale ho letto in rete che ci sono sistemi HpGe anche di Ortec raffreddati non ad azoto liquido ma elettronicamente, per caso ne sai qualche cosa, pregi e difetti tralasciando i problemi inerenti all'azoto liquido per un privato e non ultimo la classe di costo ?. grazie
Ci stano 2 generazioni di raffreddamento meccanico, con l'ultima generazione utilizzando motori Stirling.
Il più grande svantaggio è collegato alla generazione di rumore dovuto alla vibrazione del motore, il cosiddetto rumore microfonico. Questa situazione genera una spessa maggiore ancora, richiedendo la presenza dell'ultima generazione di spettrometri. Conoscendo piuttosto la linea Ortec, i soli due spettrometri in grado di gestire il rumore microfonico sono il DSPEC Pro e DSPEC 50(2), quindi i più costosi spettrometri.
Un altro svantaggio del raffreddamento meccanico e dovuto al fatto che la costruzione limita il minimo del raffreddamento con circa 4-5 K più alto rispetto al raffreddamento con azoto. La classe di applicazioni che soffre di più in questo caso è la spettrometria di attivazione con neutroni. Sembra che quella differenza di temperatura favorisce più danni (dovuti ai neutroni) nel caso del rivelatore più caldo, a parità del rivelatore.
Inoltre, il raffreddamento meccanico necessità molto più tempo per iniziare una misura. Non so se l'affermazione è valida anche per i più nuovi rivelatori portatili, pero un refrigeratore meccanico di laboratorio necessità 24 H per arrivare alla temperatura di funzionamento, mentre uno raffreddato con l'azoto liquido da 2 a 5 ore, tempo proporzionale al volume del cristallo.
Ultima modifica di cipndale il 01/09/2024, 15:36, modificato 1 volta in totale.



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cipndale
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da cipndale » 01/09/2024, 13:47

Considera pure che i rivelatori CdTe e CdZnTe (CZT) sono raffreddati con Peltier (~ -40°C).



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max56fe
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Re: LaBr3 vs NaI sotto i 60kev

Messaggio da max56fe » 02/09/2024, 10:42

ciao forum, grazie per la risposta dettagliata Cipndale


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