alpha Spektrometer

[Peter-1]

Liebe Foristen,

ich bin an den Vorbereitungen für ein Alphaspektrometer. Dazu will ich meine Halbleitersonde SFH521 einsetzen. Sonde und Probe kommen in ein evakuierbaren Behälter. Vakuum will ich bis 0,1 mbar nutzen können. Nun habe ich Fragen, und finde keine Antworten.
1. Verschiebt sich das gemessene Spektum mit dem Luftdruck?
2. Wie verändert sich das Spektrum über die Entfernung Sonde - Probe (im Vakuum)?
3. wo finde ich Hinweise zum Bau einer Meßkammer?
Über Tipps würde ich mich freuen.

Grüße Peter

[NuclearPhoenix]

1. Verschiebt sich das gemessene Spektum mit dem Luftdruck?
2. Wie verändert sich das Spektrum über die Entfernung Sonde - Probe (im Vakuum)?

Zu 1: Die gemessenen Energien müssten höher sein als unter Atmosphärendruck, weil die mittlere freie Weglänge der Alpha-Teilchen deutlich höher ist und somit durch Stöße weniger Energie verloren geht (die du dann ja misst). Wie stark der Effekt "in Echt" ist, keine Ahnung.
Ad 2: Gemessene Strahlung sinkt mit 1/r^2, siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Abstandsgesetz.

[Na-22]

Hier gibt es ein Beispiel mit und ohne Luft in der Messkammer:
https://physicsopenlab.org/2016/11/05/some-alpha-spectra/

[Peter-1]

Danke !
das habe ich gesucht. Mein Detektor hat eine Fläche von 100 mm² und ich kann ihn bis 120 V betreiben. Jetzt muß ich mich um die Kammer kümmern. Notfalls könnte ich auch ein Chip mit 20 x 20 mm nehmen, aber gibt es da große Vorteile?

Peter

[Peter-1]

Noch eine vorläufig letzte Frage.
Es dürfte sich die Energielinie einer Probe im Vakuum nicht wesentlich mit der Entfernung Detektor - Probe ändern, oder ?
Natürlich wird die Intensität sich entsprechend der Geometrie, Entfernung  verändern.

[NoLi]

Noch eine vorläufig letzte Frage.
Es dürfte sich die Energielinie einer Probe im Vakuum nicht wesentlich mit der Entfernung Detektor - Probe ändern, oder ?
Natürlich wird die Intensität sich entsprechend der Geometrie, Entfernung  verändern.

Kommt auf die Güte deines Vakuums an.

Norbert

[Peter-1]

Norbert,
ich habe eine große 2-stufige Drehschieberpumpe, die nachgeschaltete Öl-Diff. will ich nicht anwerfen    Also 0,1 - 1 mbar sollten realistisch sein. Es geht auch um kleine Abstände. Vermutlich werde ich bis 5mm an die Detektoroberfläche gehen, aber auch 10 oder 20mm sollen noch funktionieren und das Spektrum nicht wesentlich verfälschen.

[Henri]

Ein bißchen Luft lässt man aber drinnen, weil man sich sonst seinen Detektor schnell kontaminiert. Also, nicht übertreiben 

.1.2.2 Prevention of contamination
Because of the large size and energy difference between the alpha particle and the recoil nu-
cleus, it should be possible to put an absorber between the source and the detector which is
thin enough to allow the high-energy alpha particles through, while stopping the heavier
daughter nuclides. The recoil contamination is reduced a 1000-fold by leaving enough air in
the alpha chamber to produce an air thickness of 12 to 16 μg cm –2 between the source and
detector (air thickness: (μg cm –2 ) = density (μg cm –3 ) × distance (cm)) [114]. Air is the pre-
ferred material for an absorber because commercial films are either too thick and degrade the
alpha spectra or too delicate to handle conveniently.

Aus: https://www.nrc.gov/docs/ML1105/ML110560301.pdf  S. 53 ff.

[NoLi]

Norbert,
ich habe eine große 2-stufige Drehschieberpumpe, die nachgeschaltete Öl-Diff. will ich nicht anwerfen    Also 0,1 - 1 mbar sollten realistisch sein. Es geht auch um kleine Abstände. Vermutlich werde ich bis 5mm an die Detektoroberfläche gehen, aber auch 10 oder 20mm sollen noch funktionieren und das Spektrum nicht wesentlich verfälschen.

Und keine Turbo-Molekularstufe? ts,ts,ts...

Norbert

[stoppi]

https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,817.0.html

Hier kannst du meine Erfahrungen/Ergebnisse bzgl. Alphaspektroskopie nachlesen. Ich verwendete kein Vakuum und du kannst schön die Energieabnahme/geringere Intensität mit zunehmender Entfernung Quelle-Detektor sehen 

[NoLi]

Genau so wichtig wie ein gutes Vakuum ist die Messprobe selbst, denn sie darf möglichst keine Schwächung oder gar Selbstabsorption der Alphas aufweisen. In der Praxis wird dies durch Elektrodeposition (oder auch Elektroplattierung genannt) auf einem Edelstahl, Nickel oder Platinplättchen (Durchmesser ca. 25 mm bis 30 mm) in Form einer (möglichst) einatomigen Schichtdicke realisiert. Dies bedingt vorher einen aufwändigen chemischen Aufschluss der Probe.

Norbert