Liebe Fachleute,

ich stehe etwas auf dem Schlauch. Das Spektrum von einem sehr alten Farbfilterglas VG3 von Schott Mainz ist weitgehend klar. Aber was steckt hinter der Linie bei
~31 keV ?
Gemessen mit Bleischirmung 2,5cm + 8mm Cu, und einem 1"3/4 x 2" NaI Kristall.
Ich hoffe, die anderen Linien sind richtig beschriftet.
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Gruß
Peter

Es könnte das Iod aus deinem NaI-Kristall sein. Iod hat eine Röntgenfluoreszenz um die 29 keV und wird möglicherweise durch das Th-234 angeregt.

Gibt es eine Möglichkeit das sicher nachzuweisen ?

ZitatGibt es eine Möglichkeit das sicher nachzuweisen?

Es ist zumindest sehr wahrscheinlich. Ich habe diesen Peak bei Messungen schon öfter gehabt.

Zitat von: Peter-1 am 31. August 2022, 15:03Ich hoffe, die anderen Linien sind richtig beschriftet.

Nicht ganz. Der große Peak ist zu fast 100% ein Multiplett von verschiedenen Röntgenlinien, hauptsächlich aber U-Ka. Th macht da nur einen extrem kleinen, vernachlässigbaren Teil aus.

Zitat von: Peter-1 am 31. August 2022, 15:03Aber was steckt hinter der Linie bei ~31 keV

Das ist eine Röntgenlinie von Bestandteilen im Filterglas. Da kann je nach Rezeptur alles mögliche beigemischt werden. Hauptsächlich ist das aber Ba, welches auch in BK7 verwendet wird und welches oft Grundsubstrat für Filtergläser ist. Oft findet man auch Röntgenlinien von La und Pb, je nach Schmelze. Aus dem Detektor kommt das mit sehr großer Sicherheit nicht. Ich habe diesbezüglich schon Versuchsreihen gemacht, und je nach Glassubstrat verschiedene Linien gefunden.

Testen kannst du das auch mit nem reinen Betastrahler ohne Gammalinie, z.B. Sr-90. wenn du dann die Linie auch findest, dann kommt sie vom Szintillatormaterial. Das würde ich aber so gut wie ausschließen.

ZitatDas ist eine Röntgenlinie von Bestandteilen im Filterglas. Da kann je nach Rezeptur alles mögliche beigemischt werden. Hauptsächlich ist das aber Ba, welches auch in BK7 verwendet wird und welches oft Grundsubstrat für Filtergläser ist. Oft findet man auch Röntgenlinien von La und Pb, je nach Schmelze. Aus dem Detektor kommt das mit sehr großer Sicherheit nicht. Ich habe diesbezüglich schon Versuchsreihen gemacht, und je nach Glassubstrat verschiedene Linien gefunden.

Barium würde von der Energie her natürlich auch gut passen, müsste dann aber bereits in der Erde enthalten sein. Das Glas des Photomultipliers schließe ich aus, denn die Aktivität der Probe wäre nicht hoch genug, um durch den Kristall hindurch anzuregen.

Im Anhang ein Spektrum von der "Hirschgrabenerde". Links vom unteren CS-137 Peak sieht man auch diesen Peak bei 31 keV. Die Anregung erfolgt vermutlich über die Gammastrahlung des Am-241.

Zitat von: DL3HRT am 01. September 2022, 22:25

ZitatDas ist eine Röntgenlinie von Bestandteilen im Filterglas. Da kann je nach Rezeptur alles mögliche beigemischt werden. Hauptsächlich ist das aber Ba, welches auch in BK7 verwendet wird und welches oft Grundsubstrat für Filtergläser ist. Oft findet man auch Röntgenlinien von La und Pb, je nach Schmelze. Aus dem Detektor kommt das mit sehr großer Sicherheit nicht. Ich habe diesbezüglich schon Versuchsreihen gemacht, und je nach Glassubstrat verschiedene Linien gefunden.

Barium würde von der Energie her natürlich auch gut passen, müsste dann aber bereits in der Erde enthalten sein. Das Glas des Photomultipliers schließe ich aus, denn die Aktivität der Probe wäre nicht hoch genug, um durch den Kristall hindurch anzuregen.

Der PMT hat damit nichts zu tun. Das schafft kein Beta-Teilchen bis dahin. Das ist in dem Glas der Probe enthalten. Ist ja angeblich ein Glasfilter von Schott, wenn ich das richtig verstanden habe. Dessen Inhaltsstoffe werden durch das enthaltene Uran und dessen Betastrahler in der Zerfallsreihe zur Emission charakteristischer Röntgenstrahlung angeregt. Ich kann mir bei Uranglas gut die Zugabe von Ba vorstellen, da es die Tageslichtlumineszenz des Uranylions supporten würde und zu einer leuchtenderen Farbe führen würde. Es ist aber auch so Bestandteil vieler Glassorten. Man kann ja mal eine Versuchsreihe mit einer Quelle und verschiedenen Glassorten machen. Da findet man alle möglichen Röntgenlinien...

Zitat von: DL3HRT am 01. September 2022, 22:25Im Anhang ein Spektrum von der "Hirschgrabenerde". Links vom unteren CS-137 Peak sieht man auch diesen Peak bei 31 keV. Die Anregung erfolgt vermutlich über die Gammastrahlung des Am-241.

Nein, das ist die Röntgenlinie vom Cs und wird vom Beta-Zerfall des selben und den anderen Beta-Zerfällen in den Zerfallsreihen angeregt. Die Gammastrahlung des Am-241 ist mit 59 keV sehr niederenergetisch und regt da gar nix an...


P.S. Im Anhang mal ein Cs-137 Spektrum mit nem Raysid aufgenommen (nicht bei mir zu Hause ). Da siehst du auch die 31 keV Ka-Linie vom Cs... (die Energiekalibrierung von dem Ding kann man vergessen)


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Ups, da habe ich ein falsches Spektrum gepostet. Ich schicke heute Abend noch einmal das richtige. Da sieht man links neben dem Cs-137 Peak eindeutig einen weiteren Peak bei ca. 31 keV.

Zitat von: DL3HRT am 02. September 2022, 08:40Ups, da habe ich ein falsches Spektrum gepostet. Ich schicke heute Abend noch einmal das richtige. Da sieht man links neben dem Cs-137 Peak eindeutig einen weiteren Peak bei ca. 31 keV.

Ich glaube, da komme ich nicht mehr ganz mit. Die Röntgenlinie von Cs liegt bei 31 keV. Dein Detektor hat da vorne aus deinem Bild abgeschätzt eine energetische Auflösung von ca. 10 keV. Wie kann dann eine weitere, deutlich aufgelöste Linie egal auf welcher Seite auch bei 31 keV liegen?     

Zitat von: DL3HRT am 02. September 2022, 08:40Ups, da habe ich ein falsches Spektrum gepostet. Ich schicke heute Abend noch einmal das richtige. Da sieht man links neben dem Cs-137 Peak eindeutig einen weiteren Peak bei ca. 31 keV.

Der "kleine" Peak beim Cs-137 bei ca. 30 keV ist ja die Röntgenlinie des Ba-137m, das beim Cs-137 Zerfall entsteht. Also zumindest daher kann Barium kommen, wenn es nicht im Glas enthalten sein sollte.

Ich habe so einen deutlichen Peak bei ca. 30 keV allerdings auch bei Proben, die kein Cs-137 in nennenswerter Menge enthalten. Bislang bin ich auch davon ausgegangen, dass das aus dem Detektor stammt: Die Röntgenlinien von Blei liegen höher, die von Kupfer deutlich drunter, also bleibt  in dem Bereich eigentlich nur noch das Iod aus dem Kristall?

Über 24h gemessenes trockenes Seegras:

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Rot ist die Messung mit Probe, Grün ist die Leermessung und Gelb die Summe. Der Peak taucht an selber Position in gleicher Höhe auf, selbst wenn die Bleiburg leer ist. Er kann also nicht aus dem Probenmaterial stammen.

Viele Grüße!

Henri

Zitat von: Henri am 02. September 2022, 14:09Der "kleine" Peak beim Cs-137 bei ca. 30 keV ist ja die Röntgenlinie des Ba-137m, das beim Cs-137 Zerfall entsteht. Also zumindest daher kann Barium kommen, wenn es nicht im Glas enthalten sein sollte.

Da würde ich gerne widersprechen wollen. Ba-137m hat keine eigene Röntgenlinie, sondern Ba hat welche. Der Isomerenübergang des Ba-137m liefert die Gammalinie bei 662 keV, da Cs-137 nämlich keine Gammaquanten emittiert. Die Ka-Linie des Ba liegt bei 32,194 keV, die des Cs bei 30,973 keV. Das kann der Detektor doch gar nicht auflösen. Welchen kleinen Peak bei 30 keV meinst du? Ich sehe da keinen.

Bei der HWZ von Cs-137 gibt es wohl keine Proben, welche so alt sind, dass schon nennenswert Ba-137 entstanden ist, um die Röntgenlinie des Cs zu dominieren. Es wird in der Probe immer deutlich mehr Cs zu finden sein, außer, es ist Ba extern zugesetzt worden, wie z.B. bei einer Glasschmelze. Vom Cs-Zerfall kann das Ba also eher nicht ausreichend kommen. Es gibt aber natürlich auch Gesteine, welche Ba-reich sind, daher kann also das Ba in Bodenproben kommen. Allerdings muss es dann in jeder Bodenprobe von der selben Stelle zu sehen sein...

Zitat von: Henri am 02. September 2022, 14:09Ich habe so einen deutlichen Peak bei ca. 30 keV allerdings auch bei Proben, die kein Cs-137 in nennenswerter Menge enthalten. Bislang bin ich auch davon ausgegangen, dass das aus dem Detektor stammt: Die Röntgenlinien von Blei liegen höher, die von Kupfer deutlich drunter, also bleibt  in dem Bereich eigentlich nur noch das Iod aus dem Kristall?

Ich habe hier nur so nen mickrigen CsI Detektor rumliegen. Bei diesem müsste der Effekt ja dann deutlich ausgeprägter ausfallen, da neben Iod auch Cs in Hülle und Fülle vorhanden ist. Das kann ich aber nicht bestätigen. Mit Entsprechender Beta-Aktivität gemessen, zeigt sich um 31 keV nichts. Wenn ich aber verschiedene Gläser dazwischen packe, dann wird der Bereich recht lebendig, und zwar in vielfältiger Art und Weise. Wohlgemerkt immer mit der selben Quelle beaufschlagt.
Wenn ich mir dein Bild so anschaue, dann frage ich mich, wo die vielen Elektronen bei einer leeren Bleiburg herkommen, um solch ein Signal zu liefern. Bist du sicher, dass das kein elektronisches Problem ist?

Zitat von: Henri am 02. September 2022, 14:09Rot ist die Messung mit Probe, Grün ist die Leermessung und Gelb die Summe. Der Peak taucht an selber Position in gleicher Höhe auf, selbst wenn die Bleiburg leer ist. Er kann also nicht aus dem Probenmaterial stammen.

Viele Grüße!

Henri

Gelb ist wahrscheinlich die Differenz, oder? 

Wie gesagt, wenn du deinen Detektor nicht mit einem reinen Beta-Strahler kontaminiert hast, wüsste ich nicht, wo die Elektronen für solch ein Signal herkommen sollten. Und selbst dann würde ich vermuten, dass die Betas nicht bis in den Detektor kommen, um solch ein Signal zu liefern. Zumindest bei meinem kann ich das nach entsprechenden Tests ausschließen...

Grüße Markus

XRF wird übrigens unter anderem auch durch Gammas angeregt, wieso ist hier nur die Rede von Betas bis in den Detektor???
Alles kann XRF auslösen, alphas, betas, Gammas und Partikel (PIXE)!

Auch daß Gammas aus dem Am mit 59kev nix anregen stimmt so einfach nicht, alle XRF unter 59 kann man so anregen.
Ein entsprechender und erfolgreicher Schul !!!!!aufbau von Leybold unter
http://www.grossberger.net/atomphysik/moseley1.html
zeigt wie einfach das schon in der Oberschule geht.

Zitat von: Curium am 02. September 2022, 15:43XRF wird übrigens unter anderem auch durch Gammas angeregt, wieso ist hier nur die Rede von Betas bis in den Detektor???

Sicher, nur mit einem extrem viel schlechteren Wirkungsgrad als es Elektronen tun. Was glaubst du denn, wie viel Am-241 in der Hirschgrabenerde drin ist, um so viele 59 keV-Gammas in einem recht dichten Medium wie Erde zu emittieren, dass das enthaltene Ba und Cs (Spurenelemente!!) durch die gleiche dichte Erde ein ausreichendes ~31  keV Signal an deinem Detektor liefert? Das wird mit den paar Bq Am-241 im Leben nix.

Zitat von: Curium am 02. September 2022, 15:50Auch daß Gammas aus dem Am mit 59kev nix anregen stimmt so einfach nicht, alle XRF unter 59 kann man so anregen.
Ein entsprechender und erfolgreicher Schul !!!!!aufbau von Leybold unter
http://www.grossberger.net/atomphysik/moseley1.html
zeigt wie einfach das schon in der Oberschule geht.

In der Pauschalität stimmt das nicht, da hast du recht. Allerdings bezog sich mein Beitrag auf ein darin enthaltenes Zitat, und da ging es um die Hirschgrabenerde.

Ich bin mir auch ziemlich sicher, dass das Präparat bei deinem Schul!!!!!!versuch ein paar mehr Bq und eine deutlich geringere Dichte hatte, als die Hirschgrabenerde... 

In der Hirschgrabenerde OK, aber die Cs (31)und Jod (29) XRF Linie findet man regelhaft in der Gammaspektroskopie mit Natriumjodid bzw Cäsiumjodid Kristallen.
Und der Thread begann doch mit einem Uranglas und einer Linie bei 30??????
Ausserdem: Sobald Cs in der Probe ist hat man auch erfahrungsgemäß in einer guten Anlage die 31.(Selbstanregung des Cs), auch bei sehr geringen Aktivitäten, jeder Zerfall eines Cs Atoms löst natürlich auch dort gleichzeitig eine Cs XRF aus.
Die Emissionswahrscheinlichkeiten 662 und die k alphas/betas (Summe bei 31) sind im Verhältnis 85 zu ca. 5,5 (Summe). Das ergibt die unterschiedlichen Peakhöhen, bzw das Peakhöhenverhältnis.
Daten aus der APP "Isotopebrowser" der IAEA Nuclear Data Sektion, sehr zu empfehlen!!!!