Új módszer tárgyak térbeli elemösszetételének meghatározására

Új módszert dolgoztunk ki inhomogén tárgyak térbeli elemösszetételének meghatározására. Először régészeti mintákon alkalmaztuk az eljárást, amelyet Prompt Gamma Aktivációs Leképezésnek (Prompt Gamma Activation Imaging, PGAI) neveztünk el. A neutronnyalábot és a gamma detektálás látószögét erősen kollimálva elérhető, hogy az analitikai információt csak egy kis térfogatelemből kapjuk. Ha a mintát mozgatjuk és gamma spektrumokat veszünk fel a különböző részeiről, a térbeli elemösszetétel meghatározható. A módszert célszerű a mintáról nagyfelbontású képet adó neutrontomográfiával (NT) kombinálni. Ennek eredményeként számos tesztobjektum és eredeti régészeti tárgy sikeres vizsgálta történt meg.

További információkért keresse fel az ANCIENT CHARM projekt honlapját.



Új, nagyenergiás hatásfokszámítási módszer detektorok kalibrációjához

A 14N(n, γ)15N reakció alapvető szerepet tölt be a detektorok nagyenergiás hatásfokának kalibrációjában. A neutronbefogással keletkező 15N mag gamma átmeneteinek intenzitását és a hatásfok függvényt egyszerre adja meg a módszer, amely az intenzitás egyensúly elvén alapszik. A legkisebb négyzetek módszerével végzett intenzitásillesztést kombinálja a szokásos radioaktív forrásokkal mérhető hatásfokokkal, amellyel a kis energián már bevált módszert kiterjeszti nagyobb energiákra (akár 10 MeV-ig) is. Az egyetlen feltételezés az, hogy a 15N nívósémája pontosan ismert. Az eredmények belső konzisztenciája azt erősíti, hogy az így kapott értékek helyesebbek a korábban elfogadott adatoknál.

Lásd még: T. Belgya: Improved accuracy of gamma-ray intensities from basic principles for the calibration reaction 14N(n, gamma)15N, PHYSICAL REVIEW C 74, 024603 (2006). A teljes cikk megtekintése



Továbbfejlesztett PGAA adatkönyvtár

A PGAA módszer elterjedését leginkább a megfelelő adatkönyvtár hiánya gátolta. Ennek fő oka, hogy a prompt-gamma spektrumokban rendkívül sok csúcs található, megnehezítve az elemek azonosítását. A standardizáció során az elemanalízishez szükséges paraméterek pontos meghatározása a cél. Többéves mérési sorozat keretében csaknem minden elemre kiterjedő méréseket hajtottunk végre a Budapesti Kutatóreaktor mellett működő PGAA mérőhelyen, amiből új adatbázist készítettünk. Ez már kielégíti az analitikai mérésekhez szükséges pontossági igényeket, tartalmazza az elemek csúcsaira jellemző energia és intenzitás adatokat és segít az interferenciák feloldásában.

Lásd még: Zs. Revay and G.L. Molnar: Standardisation of the prompt gamma activation analysis method, Radiochim. Acta 91, 361-369 (2003)



A PGAA analízis hibaszámítása

A prompt-gamma aktivációs analízis (PGAA) teljeskörű hibaanalízise fontos lépés a módszer validálásában. A hatásfok, a spektroszkópiai adatok és a mért spektrumok hibáit végigvezetve kapjuk a koncentrációk hibáit, akár egyetlen mérésből is. A relatív mérés során a hibatagok egy része kiesik vagy járuléka jelentősen csökken, különös tekintettel a hatásfok arányok hibájára, amennyiben a korrelációkat is figyelembe vesszük. Algoritmust vezettünk be a koncentrációk és azok hibáinak teljeskörű számítására és javaslatokkal éltünk arra nézve, hogy a különböző laborokban mért adatokat hogyan kellene helyesen összevetni.

Lásd még: Zs. Revay: Calculation of uncertainties in prompt gamma activation analysis, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 564 (2006) 688-697



Spektrumok kibontása

A HPGe detektorok válaszfüggvénye monoenergiás sugárzás esetén is eléggé összetett, a detektor anyagát érő sugárzás különböző kölcsönhatásai miatt. A teljesenergia csúcsokon kívül a párkeltés és a Compton-szórás okozta háttér is megfigyelhető a spektrumokban. Az egyszeres és kétszeres szökési csúcsok 511 keV, illetve 1022 keV energiával különböznek a teljesenergia csúcstól. A valódi spektrumok háttere az egymásra rakódó válaszfüggvényekből alakul ki, kiegészülve az annihilációs csúccsal (511 keV) és a visszaszórási csúccsal (200 keV). A Monte Carlo módszerrel számított válaszfüggvényekből megkíséreljük felépíteni a mért spektrumot, így több információt lehetne a spektrumokból hasznosítani.