Elektronların yere ve enerjiye bağlı dağılımlarının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Tl-204 ve Cs-137 radyoizotoplanndan yayınlanan betaların ve Cs-137'nin K ve L iç dönüşüm elektronlannm belli bir madde "kalınlığım geçtikten sonraki enerji spektrumlan deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Deneysel aşamada Canberra MCA seri çok kanallı ( 2048 ) analizör ve gerekli elektronik donanımı ile birlikte PD-50-1000-15-cm model silisyum katıhal detektörü kullanılarak bu radyoizotoplardan yayınlanan betaların ve iç dönüşüm elektronlannm çeşitli alüminyum kalınlıklarım geçtikten sonraki enerji spektrumlan elde edilmiştir. Teorik aşamada yüzey engelli katıhal detektörünün betalar ve iç dönüşüm elektronları için cevap fonksiyonu iki ayrı yöntem uygulanarak elde edilmiştir. İlk olarak elektronun bir ortamda yavaşlaması sırasmda uzaklığa bağlı enerji bağıntısının eksik olduğu dikkate alınarak, monoenerjik bir elektron demetinin yavaşlaması sırasında gidilen uzaklık ile enerji arasında, ortalama değerler anlamında, geçerli bir ifade elde edilmiştir. Ayrıca belli bir madde kalınlığını geçmiş monoenerjik elektronların enerji dağılımı ve tüm enerjisi ile detekte edilen monoenerjik elektronların detektördeki cevap fonksiyonu için analitik birer ifade önerilmiştir. Bu ifadelerin beraber değerlendirilmesi sonucu, Tl-204 ve Cs-137 radyoizotoplanndan yayınlanan betalann ve Cs-137'nin K ve L iç dönüşüm elektronlannm belli bir kalınlığı geçtikten sonra detektördeki cevap fonksiyonlan elde edilmiş ve deneysel enerji spektrumlan ile karşılaştınlarak sonuçlar yorumlanmıştır. İkinci olarak, yüzey engelli katıhal detektörünün elektron tüm enerji intrinsic verimi, yani elektronun tüm enerjisi ile detekte edilme olasılığı için, elektron enerjisine bağlı, analitik bir ifade teklif edilmiştir. Önerilen bu ifade yardımıyla detektörün bu radyoizotoplardan yayınlanan parçacıklar için teorik cevap fonksiyonlan elde edilmiş ve deneysel enerji spektrumlan ile karşılaştınlarak sonuçlar yorumlanmıştır.

In this study, the energy spectrums of beta particles emitted from Tl-204 and Cs-137 radioisotopes and K and L conversion electrons of Cs-137, which penetrated through a certain material thickness are studied experimentally and theoretically. The energy spectrums of beta particles and conversion electrons emitted from these radioisotopes which penetrated through various aluminium thickness are obtained by using Canberra MCA series multichannel (2048) analyser and PD-50-1000-15-cm model silicon solid state detector with electronic equipment in experimental period. The response function of surface barrier solid state detector for beta particles and conversion electrons is obtained by using two different methods in theoretical period. Firstly, a valid expression, expressed as mean values, was obtained between energy and the distance which was taken while a monoenergetic electron beam was slowing down by taking care of the absence in the expression of energy depending on the distance at the time an electron was slowing down in a medium. Beside these, an analytic expression is given for energy distribution in the detector of monoenergetic electrons penetrated through a certain material thickness detected with full energy. After using these, expressions together, the response functions in the detector of beta particles emitted from Tl-204 and Cs-137 radioisotopes and K and L conversion electrons of Cs- 137, after penetrating through a certain thickness were obtained, and the results were discussed comparatively with experimental energy spectrums. Secondly, an analytic expression is proposed depending on electron energy for electron full energy intrinsic efficiency of surface barrier solid state detector, namely for the probability of being detected with all energy of electron. By the help of the expression proposed, theoretical response function for the particles emitted from these radioisotopes were obtained, and the results were discussed by comparing with experimental energy spectrums.