Einleitung

Die GESPECOR-Software ist für die Berechnung der Selbstabsorptions- und der Koinzidenzsummationskorrektionen entwickelt worden, die bei der hochauflösenden Gammaspektroskopie Verwendung finden. Unter den für die Lösung der gleichen Probleme verfügbaren Verfahren zeichnet sich GESPECOR durch seine Genauigkeit, Flexibilität und Anwenderfreundlichkeit aus.

Ausführlich beschriebene Koaxialdetektoren und HPGe-Bohrlochdetektoren sowie zylinderförmige und Marinellibecherproben von beliebiger Zusammensetzung und Dichte werden angemessen behandelt. Für die mühsame Aufgabe des Entschlüsselns der für Koinzidenzsummationskorrektionen (einschließlich aller Beiträge höherer Ordnung) erforderlichen Zerfallsschemendaten wird nun ein automatisches Verfahren eingesetzt, das auf einer Nuklidbibliothek basiert, die die 100 am häufigsten anzutreffenden Nuklide enthält.

Selbstabsorptionskorrektionen sind erforderlich, wenn man die mit einer Standard-Kalibrierungsquelle erstellte Effizienzkalibrierungskurve für die Analyse eines Spektrums verwendet, das für eine Probe gemessen wird, deren Zusammensetzung und Dichte sich in Bezug zur Matrix der Kalibrierungsquelle (in der Regel Wasseräquivalent) unterscheiden.

Koinzidenzsummationseffekte sind bei Hochleistungsmessbedingungen wichtig, wie beispielsweise bei Bohrlochdetektormessungen oder Messungen mit Großvolumendetektoren und sehr nahe am Detektor angeordneten Quellen. Aufgrund von Koinzidenzsummationseffekten unterscheidet sich die scheinbare Effizienz für einen Gammastrahl eines Nuklids, das durch die aufeinander folgende Emission von Photonen in einer Kaskade zerfällt, von der Effizienz, die aus der Kalibrierungskurve für die gleichen Energien ermittelt wird.

Koinzidenzsummationseffekte sind daher notwendig, damit die übliche Effizienzkalibrierungskurve für die Analyse von Nukliden verwendet werden kann, die ein Zerfallsschema mit kaskadenartigen Übergängen besitzen (was in der Tat sehr oft der Fall ist). Beide Korrektionsarten sind von dem Zerfallsschema des Nuklids abhängig, von der Effizienz des Detektors, der Messgeometrie (u.a. der Probe, des Detektors, der Abschirmung), der Probenzusammensetzung und der Dichte. Selbstabsorptionskorrektionen sind besonders empfehlenswert für großvolumige Detektoren, Proben mit hoher Dichte (hohem Z) und für niederenergetische Photonen.

Die Koinzidenzsummationskorrektionen sind im Fall von Bohrlochdetektormessungen oder anderen Hochleistungsmessungen besonders wichtig. Es ist schwierig, die Selbstabsorptions- und die Koinzidenzsummationskorrektionen auf rein experimenteller Basis zu schätzen. Bei der GESPECOR-Software wird die Monte-Carlo-Simulation verwendet. Dabei handelt es sich um ein hoch entwickeltes Rechenverfahren, das alle relevanten experimentellen Einzelheiten sowie eine genaue Beschreibung aller wichtigen physikalischen Prozesse enthält. Trotz der komplexen Rechenvorgänge gibt es eine anwenderfreundliche Benutzeroberfläche, die die Verwendung von GESPECOR sehr einfach macht.

Über diese WINDOWS-Oberfläche können die notwendigen Detektor- und Geometriedaten eingegeben werden, und es können grafische Darstellungen verwendet werden, um Fehler hinsichtlich der Bedeutung verschiedener Parameter zu vermeiden. Es kann problemlos jede beliebige Probenmatrix eingesetzt werden, sofern die Zusammensetzung bekannt ist oder von einer standardmäßigen Zusammensetzung ausgegangen werden kann. Die bei dem GESPECOR-Programmpaket benutzten Methoden sind in theoretischer Hinsicht stimmig, und die Ergebnisse sind durch Vergleiche mit an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig durchgeführten experimentellen Messungen gründlich überprüft worden.

Man kann sagen, dass die Genauigkeit der Selbstabsorptionsberechnungen für allgemein übliche Messgeometrien und Proben bei einer Energie zwischen 50 und 100 keV besser (und meist wesentlich besser) als 5 % und bei einer Energie über 100 keV besser als 1 % ist. Selbst wenn die Selbstabsorption zu einer Reduzierung der Effizienz um das 10- bis 20-fache führt, spiegelten die Berechnungen die Messwerte innerhalb der Grenzen experimenteller Fehler sehr gut wider.

Bei Messungen mit Bohrlochdetektoren, bei denen die Auswirkungen besonders groß sind, ist die Genauigkeit der berechneten Koinzidenzsummationskorrektionsfaktoren für Nuklide mit einfachen Zerfallsschemen besser als 5 % und für Nuklide mit komplexen Zerfallsschemen und Summation von wesentlich höherer Ordnung etwa 10 % bis 15 %. Bei Messungen mit koaxialen HPGe-Detektoren sind die entsprechenden Genauigkeitswerte ungefähr doppelt so gut.

  • CID Media GmbH  
  • Struthweg 1 
  • 63594 Hasselroth 
  • Telefon +49 06051 8846-0  
  • Telefax +49 06051 8846-480 
  • E-Mail Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
powered by CID Media GmbH