Детектор на основе кристалла LaBr₃ активированного Ce и Sr является сцинтилляционным детектором используемым для построения гамма-спектрометров, но при этом существенно отличается от многих других сцинтилляторов, что надо обязательно учитывать при работе с ним и анализе получаемых с его помощью спектров.
К основным плюсам следует отнести хорошее разрешение детектора (в примере ниже 3.4% по 137Cs), а так же относительно не высокую стоимость по сравнению с детекторами сопоставимого разрешения.
Главной особенностью, заметно усложняющей работу с ним, является достаточно высокий собственный радиоактивный фон кристалла. Таким образом в результирующем спектре мы всегда имеем сумму внутренней активности кристалла, активности фона окружения в котором происходит измерение и активность измеряемой пробы.
На рисунке ниже представлен спектр фонового замера детектором LaBr₃(Ce,Sr) в котором доминирующий вклад составляет собственная активность кристалла детектора:
Главное, что бросается сильно в глаза с первого взгляда — очень высокая активность в диапазоне выше 1900 кэВ, которая в случае данного экземпляра даже выше, чем в районе 200 — 1200 кэВ.
Основной вклад в диапазоне выше 2000 кэВ вносит внутренняя альфа-активность кристалла. В диапазоне до 250 кэВ на спектре хорошо виден бугор собственной бета-активности.
Соответственно для данного типа детектора, что бы получить адекватный спектр измеряемой пробы надо всегда производить 2 измерения: измерение фона без пробы и измерение в тех же условиях с пробой и из второго спектра вычитать фоновое значение.
В диапазоне низких энергий можно отметить два незначительных пика характерного рентгеновского излучения (ХРИ) свинца на 74.96 и 84.92 кэВ, от внешнего экрана (домика) и пик аннигиляции на 511 кэВ, так же как и пики ХРИ свинца являющиеся внешними (фоновыми) пиками, а не внутренней активностью детектора.
При этом всегда хорошо заметен пик ХРИ лантана на 37.8 кэВ
В диапазоне энергий в районе пика Калия-40, мы так же видим пик, который при этом не является пиком калия. При детальном рассмотрении, по геометрии пика, его не характерной толщине и асимметрии мы понимаем, что в реальности мы имеем дело с группой минимум из двух близко расположенных пиков разной интенсивности.
В линейном масштабе:
В логарифмическом масштабе:
Данный пик так же является пиком собственной активности кристалла детектора, что усложняет идентификацию пика Калия-40 на 1461 кэВ.
Иллюстрации выше в формате PDF.
Достоинства:
- хорошее разрешение (3-4%), лучше чем у детекторов на базе CsI и NaI (5-9%);
- стоит намного дешевле, чем сцинтилляторы такого же разрешения на SrI;
- очень короткое послесвечение импульса (малое мёртвое время), можно загружать детектор пробами с высокой активностью.
Недостатки:
- высокая собственная активность, нужно всегда измерять фон;
- незначительное послесвечение самого кристалла (оптический дрейф нуля) на пробах с высокой активностью и необходимость калибровки с учётом интенсивности пробы;
- стоит дороже, чем CsI и NaI;
- хрупок;
- гигроскопичен.
Смотри так же:
- Каталог спектров LaBr3(Ce,Sr) с данного сайта в одном файле, в общем виде без идентификации пиков.