Lo spettrometro gamma
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Lo scopo di questa pagina web è di descrivere brevemente l’attrezzatura e le problematiche relative alla Spettroscopia Gamma, ad uso di principianti, e di presentare i risultati delle mie sperimentazioni.
The purpose of this webpage is to shortly describe the equipment and the problems relative to Gamma Spectrometry for the beginners and to present the results of my experiments.

Per ulteriori approfondimenti rimando al forum mondiale Gamma Spectrometry e ai forum italiani Radioactivity Forum e New Radioactivity Forum.
For further details please refer to the global forum Gamma Spectrometry and to the italian ones Radioactivity Forum and New Radioactivity Forum.

Uno spettrometro gamma è uno strumento in grado di visualizzare un grafico dello spettro delle energie dei fotoni gamma (da alcune decine di keV a qualche MeV) che vengono assorbiti dalla sonda. I fotoni gamma sono quelli emessi dalle sostanze radioattive (oltre ai fotoni, radiazioni Gamma, le sostanze radioattive possono emettere anche elettroni, radiazioni Beta, e nuclei di Elio, radiazioni Alfa). Tale strumento permette non solo di rilevare una sorgente radioattiva, come fa un contatore Geiger, ma anche di identificarla, discriminando per esempio l’Uranio o il Radio, presenti normalmente in natura, dagli isotopi radioattivi del Cesio o del Cobalto prodotti artificialmente nei reattori nucleari. Può essere utile, per esempio, in caso di fughe radioattive, come Černobyl' o Fukushima, per appurare se si è in presenza di contaminazioni.
A gamma spectrometer is an instrument capable of displaying a graph of the spectrum of photon energies (from a few tens of keV to a few MeV) which are absorbed by the probe. The gamma photons are those emitted by radioactive materials (in addition to photons, Gamma radiation, radioactive substances can also emit electrons, Beta radiation, and nuclei of Helium, Alpha radiation). This instrument allows not only to detect a radioactive source, like a Geiger counter, but also to identify it, for example by discriminating Uranium or Radium, normally present in nature, from the radioactive isotopes of Caesium or Cobalt artificially produced in nuclear reactors. It may be useful, for example, in the case of radioactive leaks, like Černobyl' or Fukushima, in order to determine whether we are in the presence of contamination.

La sonda è composta da un involucro a tenuta di luce. La prima parte che si incontra è uno scintillatore che quando assorbe un fotone gamma emette un lampo nel visibile, tipicamente nel blu. I più diffusi scintillatori ad uso amatoriale sono cristalli di Ioduro di Sodio Sodium Iodide drogato con Tallio, NaI(Tl), oppure cristalli di Ioduro di Cesio Caesium Iodide drogato con Tallio, CsI(Tl). Le dimensioni tipiche del cristallo sono da 2 a 5 cm. Ci sono altri tipi di scintillatori con caratteristiche migliori ma sono ad di fuori della portata amatoriale sia come costo che come utilizzo. L’aspetto cruciale è che, a differenza di quanto accade in un tubo Geiger, in cui tutti gli impulsi elettrici in uscita sono uguali, nello scintillatore i fotoni visibile emessi sono proporzionali all’intensità dei fotoni gamma che sono stati assorbiti.
The probe is composed of a light-tight enclosure. The first part you find to is a scintillator that when it absorbs a photon emits a flash in the visible range, typically in blue. The most common scintillators for amateur use are crystals of Sodium Iodide doped with Thallium, NaI(Tl), or crystals of Cesium Iodide doped with thallium, CsI(Tl). Typical dimensions of the crystal are 1 to 2 inches. There are other types of scintillators with better features but these are out of reach to amateur as cost and use. The crucial aspect is that, unlike what happens in a Geiger tube, in which all the electrical pulses output are all equal, in the scintillator the emitted visible photons are proportional to the intensity of gamma photons that were absorbed.

Appena dietro allo scintillatore c’è un tubo fotomoltiplicatore (PMT). Questo è composto da un tubo a vuoto in cui il catodo è fotosensibile: emette elettroni se colpito da fotoni nel visibile, per effetto fotoelettrico. Tali elettroni sono accelerati da un campo elettrico, tipicamente sui 100 V, e colpiscono un altro elettrodo, detto Dinodo, tenuto ad un potenziale di circa 100 V maggiore rispetto catodo. Gli elettroni che colpiscono il dinodo emettono, per emissione secondaria, molti elettroni perché sono stati accelerati dal campo elettrico. Di dinodi ce ne sono molti in sequenza, tipicamente da 10 a 12, ciascuno al un potenziale di circa 100 V maggiore del precedente, e disposti in modo opportuno, cosicché l’amplificazione è enorme, tipicamente 10⁶ volte. Di fatto basta un lampo di qualche fotone che colpisca il fotocatodo e dall’anodo del PMT si può prelevare un impulso elettrico rilevabile e misurabile.
Just behind the scintillator there is a photomultiplier tube (PMT). This consists of a vacuum tube in which the cathode is photosensitive: emits electrons when struck by photons in the visible, for photoelectric effect. These electrons are accelerated by an electric field, typically about 100 V, and striking another electrode, said Dynode, held at a potential of about 100 V higher than the cathode. The electrons which strike the dynode emit, for secondary emission, many electrons because they have been accelerated by the electric field. Dynodes are many in sequence, typically 10 to 12, each at a potential of about 100 V higher than the previous one, and arranged in a suitable way, so that the amplification is huge, typically 10⁶ times. In fact just a flash of some photon hitting the photocathode and at the anode of the PMT you can take a detectable and measurable electrical pulse.

Il PMT è corredato da tre cose: un partitore di tensione che fornisce ai dinodi al giusto potenziale, partendo dalla tensione di alimentazione del PMT, tipicamente da 700 V a 1200 V. C’è poi un condensatore in parallelo alla tensione di alimentazione del PMT che serve per garantire la costanza della tensione sul PMT anche in presenza di impulsi in uscita. Per inciso, la tensione di alimentazione del PMT deve essere sia con bassissimo rumore sia molto stabile: basta la variazione di 1 V che lo spettro si sposta in modo visibile. L’ultima cosa è un foglio di Mu-metal che deve essere arrotolato intorno al PMT. Il Mu-metal è una lega composta da Nichel, Ferro, Molibdeno, Silicio e Rame che ha una elevatissima permeabilità magnetica. Questo implica che scherma benissimo i campi magnetici. Serve perché il PMT, accelerando gli elettroni e amplificandoli di un fattore 10⁶ è sensibilissimo al campo magnetico che li defletterebbe, variando l’amplificazione e spostando di conseguenza lo spettro. Basta il campo magnetico terrestre per rendere di fatto inutilizzabile una sonda sprovvista di schermo magnetico.
The PMT is equipped with three things: a voltage divider that provides to the dynodes the right potential, starting from the supply voltage of the PMT, typically from 700 V to 1200 V. There is then a capacitor parallel to the supply voltage of the PMT necessary to ensure the constancy of the voltage on the PMT also in the presence of output pulses. Incidentally, the supply voltage to the PMT must be both with very low noise is very stable: just the variation of 1 V causes that the spectrum is moved in a visible way. The last thing is a foil of Mu-metal to be rolled around the PMT. The Mu-metal is an alloy of Nickel, Iron, Molybdenum, Silicon and Copper which has a high magnetic permeability. This implies that shield fine magnetic fields. It is needed because the PMT, amplifying and accelerating electrons by a factor of 10⁶ it is sensitive to the magnetic field that shall deflect them, varying the amplification and thus shifting the spectrum. Just the earth's magnetic field will make in fact unusable a probe without a magnetic shield.

Per connettere la sonda all’analizzatore multicanale, che mostrerà il grafico dello spettro, serve un cavo con caratteristiche particolari. Ci sono alcuni aspetti da tenere in considerazione. Il cavo deve essere coassiale, per ridurre al minimo i disturbi dell’ambiente; deve avere una rigidità dielettrica molto alta, perché oltre al segnale deve portare l’alta tensione al PMT; deve avere una bassissima capacità parassita, per non attenuare gli impulsi deboli, stretti e ad altissima impedenza emessi dal PMT: per tenere bassa la capacità del cavo occorre che sia il più corto possibile, il mio è lungo 25 cm. Il cavo che ho trovato più adatto per lo scopo è l’RG-59, usato per segnali video, che ha una capacità di 68 pF/m a differenza dell’RG-58 che ha 100 pF/m. Come connettori consiglio dei BNC di qualità, meglio se a crimpare.
To connect the probe to the multi-channel analyzer, which will show the graph of the spectrum, it is needed a cable with particular characteristics. There are some things to keep in mind. The cable must be coaxial, to minimize the noise of the environment; it must have a very high dielectric strength, because in addition to the signal it must bring the high voltage to the PMT; it must have a very low parasitic capacitance, to not attenuate the pulses weak, narrow and at very high impedance in output from the PMT: to keep low parasitic capacitance of the cable it must be as short as possible, my is 25 cm long. The cable that I found most suitable for the purpose is the RG-59, used for video signals, which has a capacity of 68 pF/meter unlike the RG-58 which has 100 pF/meter. As connectors I suggest a quality BNC, better to crimp.

Qui sotto c’è una foto del mio analizzatore e delle mie tre sonde (adesso  l'analizzatore è stato aggiornato; vedi più sotto). A sinistra c'è la sonda basata su un cristallo NaI(Tl) da 2" e assemblata in Scionix. Questo tipo di sonda è chiamato "Integral line detector": questo vuol dire che il cristallo scintillatore non è chiuso in un suo contenitore sigillato ma è direttamente incollato al PMT; il vantaggio è che non c'è la finestra ottica tra lo scintillatore e il PMT (ci sono due superfici in meno). In mezzo c'è una sonda costruita da un amico, basata su un cristallo NaI(Tl) da 1" della Hilger Crystals e su un PMT Burle S83068E, compatibile con l’Hamamatsu R268. A destra c’è una sonda VA-S-50 della Germania Est, anch’essa con cristallo NaI(Tl) da 1", opportunamente modificata togliendo l’amplificatore interno e modificando il partitore di tensione. Il partitore di tensione tipicamente ha un'impedenza totale di 100 MOhm. Conviene conservare le sonde a scintillazione in posizione verticale per evitare che il grasso al silicone che accoppia otticamente lo scintillatore e il PMT possa colare lateralmente. Bisogna fare attenzione agli sbalzi termici che potrebbero rompere il cristallo (che ha un coefficiente di espansione di 47,4x10^-6/^oC). Per un cristallo da 2" il massimo gradiente di temperatura deve essere minore di 8-10 ^oC/ora.
C'è una grande differenza in termini di prestazioni tra una sonda da 1" e una da 2".
Here below there is a picture of my analyzer and of my three probes (now the analyzer has been upgraded; please see below). To the left there is the probe based on a 2" NaI(Tl) crystal and assembled in Scionix. This kind of probe is called "Integral line detector": this means that the crystal is not enclosed in its sealed case but it is glued to the PMT; the advantage is that there is no optical window between the scintillator and the PMT (there are two surfaces less). In the middle there is a probe built by a friend, based on a 1" NaI(Tl) crystal by Hilger Crystals and a Burle S83068E PMT, compatible with the Hamamatsu R268. On the right there is a VA-S-50 probe built in East Germany, also with a 1" NaI(Tl) crystal, conveniently modified by removing the internal amplifier and changing the voltage divider. The voltage divider typically has a total impedance of 100 MOhm. It is better to store the scintillation probes in a vertical position to prevent the silicone grease that optically couple the scintillator and the PMT to leak laterally. You must be aware to avoid sudden changes of temperature that could break the crystal (which has a coefficient of expansion of 47,4x10^-6/^oC). For a 2" crystal the maximum temperature gradient must be below 8-10 ^oC/hour.
There is a large difference in performance between a 1" probe and a 2" probe.

Dopo il cavo finalmente c’è l’analizzatore multicanale. Il (MCA, Multi Channel Analyzer), si occupa di elaborare i picchi provenienti dalla sonda catalogandoli in base alla loro ampiezza e di visualizzarli sotto forma di grafico. Detto così sembra una cosa semplice ma c’è molta matematica. Vedi anche questo documento. Il MCA deve poter effettuare lo zoom sulle varie parti dello spettro, deve poter riconoscere i vari isotopi in base ai picchi di energia, ecc.
After the cable finally there is the multi-channel analyzer. The (MCA, Multi-Channel Analyzer), is engaged in processing the peaks from the probe cataloging them according to their size and in displaying them in a graph. It seems to be a simple thing, but there is a lot of math. Also see this document. The MCA must be able to zoom-in on different parts of the spectrum, must be able to recognize the various isotopes based on the energy peaks, etc.

Sostanzialmente sono di due tipi di MCA: con interfaccia HW basata su scheda audio USB; alimentatore per il PMT separato, alimentato via USB e regolato con una manopola, e analizzatore realizzato con un programma per PC. Fa parte di questa categoria il Theremino, un ottimo sistema diffusissimo. È un progetto open source. Rimando alla relativa pagina web per la descrizione.
Basically there are two types of MCA: HW interface based on USB sound card; separate power supply for the PMT, USB powered and controlled with a knob, and analyzer made with a PC program. It is part of this category the Theremino, a great widespread system. It is an open source project. Please refer to its web page for the description.

Il mio analizzatore è invece del tipo all-in-one. Si tratta del GG-2012. Il GG-2012 ha al suo interno sia l’alimentatore per il PMT, sia il front-end, sia la parte di elaborazione e visualizzazione. È sicuramente un sistema più portatile del Theremino. Inoltre, a differenza del sistema Theremino in cui la tensione è fissa rispetto alla temperatura ed ogni volta che si accende il sistema questo deve essere tarato, il GG-2012 può variare la tensione di alimentazione del PMT in funzione della temperatura, per compensare la deriva termica dello scintillatore. Questo fa sì che il sistema appena acceso è già calibrato. Pubblico qui sotto tre tabelle con le tensioni rispetto alle temperature per le mie tre sonde. Penso che sia molto utile per chi deve tarare una volta per tutte una sonda con scintillatore NaI(Tl). A me ha richiesto molto tempo, perché bisogna avere a disposizione un ambiente alla temperatura desiderata e occorre lasciar stabilizzare a lungo la temperatura del sistema.
My analyzer is instead the all-in-one type. It is the GG-2012. The GG-2012 has both the power supply for the PMT, both the front-end, both the processing and display built in. It is definitely a more portable than Theremino. Moreover, unlike the Theremino system in which the voltage is fixed with regard to the temperature and each time you turn on the system this has to be calibrated, the GG-2012 can vary the supply voltage of the PMT in function of the temperature, to compensate for the thermal drift of the scintillator . This causes that the system just turned on is already calibrated. I write here below three tables with voltages versus temperatures for my three probes. I think it's very useful for those who must calibrate once and for all a probe with NaI(Tl) scintillator. I took a long time, because you have to have a room at the desired temperature and the system should be left for long to let the temperature to stabilize.

Un problema che si incontra subito è che la radioattività degli eventuali campioni contaminati è veramente bassa e verrebbe occultata dalla radioattività del fondo naturale. Occorre quindi schermare la sonda in modo da migliorare il rapporto segnale/rumore: lo schermo principale è costituito dal Piombo. C’è un problema aggiuntivo: un metallo quando viene colpito da elettroni emette raggi X che vengono rilevati anch’essi dalla sonda. Occorre fermarli usando uno strato di Rame. Un ulteriore strato di plastica o paraffina provvede ad abbassare ulteriormente le radiazioni rimaste. Il concetto è di usare in sequenza materiali che abbiano un numero atomico Z decrescente. Tipicamente si usa, in sequenza: Piombo, Stagno, Rame, Alluminio, Plastica. Inoltre è utile inserire uno strato di plastica tra il campione da analizzare e la sonda per assorbire eventuali radiazioni Beta che interferirebbero con l’involucro di alluminio del cristallo scintillatore.
A problem soon encountered is that the radioactivity of possibly contaminated samples is very low and would be hidden by the natural background radioactivity. It is therefore necessary to shield the probe to improve the signal to noise ratio: the main shield is made up by Lead. There is an additional problem: a metal when struck by electrons emits X-rays that are detected by the probe too. You should stop it using a layer of Copper. Another layer of plastic or paraffin provides to further lower remained radiation. The concept is to use sequentially materials that have an atomic number Z descending. Typically using, in sequence: Lead, Tin, Copper, Aluminum, Plastic. Also it is useful to insert a layer of plastic between the test sample and the probe to absorb any Beta radiation which would interfere with the aluminum casing of the scintillator crystal.

Il mio schermo è composto da due parti: una più interna, trasportabile, composta da un cilindro di Piombo che contiene la sonda; come tappo uso 4 mattoncini; dall’altra parte è aperto, considerando che lo scintillatore è molto all’interno del tubo. L’altra parte, esterna, è costituita da mattoncini di Piombo che servono a costruire un pozzetto intorno al cilindro. Il cilindro ha come diametro interno 5 cm e come diametro esterno 9 cm; la lunghezza è di 33,5 cm; pesa 12,6 kg. I 50 mattoncini hanno come dimensione 14 cm x 2,5 cm x 2,5 cm e pesano poco più di 1 kg ciascuno. In tutto sono circa 67 kg di Piombo. Questo sistema mi permette di avere uno schermo di 2,5 cm di Piombo nella versione trasportabile e di 5 cm in quella fissa.
My shield is composed of two parts: an inner, transportable, composed of a Lead cylinder which contains the probe; as cap I use 4 bricks; the other side is open, as the scintillator is very inside of the tube. The other part, the external one, is made from bricks of Lead needed to build a castle around the cylinder. The cylinder has as internal diameter 5 cm, as the external diameter 9 cm; the length is 33.5 cm; It weighs 12.6 kg. The 50 bricks have as dimension 14 cm x 2.5 cm x 2.5 cm and weigh little more than 1 kg each. In all, there are about 67 kg of Lead. This system allows me to have a shield of 2.5 cm of Lead in the portable version and 5 cm in the fixed one.

Così facendo, oltre al vantaggio della trasportabilità dello schermo, ho la possibilità di avere, se servisse, una camera schermata di dimensioni maggiori di quelle interne del cilindro. Il diametro utile all’interno del cilindro è di 4 cm, la dimensioni della camera grande sono di circa 10 cm x 10 cm.
Doing so, besides the advantage of transportability of the shield, I have the possibility of having, if needed, a shielded chamber larger than the inner cylinder one. The useful diameter inside the cylinder is 4 cm, the dimensions of the large chamber are approximately 10 cm x 10 cm.

Il tubo di schermo è stato modificato aggiungendo uno strato di Rame interno.
The shield tube was modified by adding an inner Copper layer.

I conteggi per secondo (CPS) mediati, con la sonda VA-S-50, sono 44,59 con la sonda non schermata; 3,55 con la sonda schermata solo dal tubo; 2,07 con la sonda schermata dal tubo e dai mattoncini. Probabilmente la soluzione di compromesso è di fermarsi allo schermo realizzato con il tubo.
The averaged counts per second (CPS), with the probe VA-S-50, are 44.59 with the unshielded probe; 3.55 with the probe shielded only by the tube; 2.07 with the probe shielded by the tube and the bricks. Probably the compromise solution is to use the shield realized with the tube.

Sono state effettuate alcune modifiche hardware e software. Il GG2012 è quindi diventato GG2012E (Enhanced). Qui sotto lo si può vedere.
1) Ora quando si salvano gli spettri sulla SD è possibile inserire un nome per il file: è molto utile.
2) È stato aggiunto un ricevitore GPS che permette di avere l'ora e la posizione quando si salvano gli spettri: questi dati sono memorizzati all'interno dei file degli spettri. È anche possibile memorizzare automaticamente una sequenza di spettri mentre si è in movimento. In seguito sarà quindi possibile risalire alla posizione dove si è registrato qualcosa di significativo. Questa è una caratteristica molto utile quando si sta cercando qualcosa.
3) È stato aggiunto un display monocromatico che riporta i dati principali del display a colori: spettro, numero di conteggi, energia del marker sul grafico, dose. Il motivo è semplice: sotto al sole diretto il display a colori diventa quasi illeggibile, quello monocromatico invece mantiene bene la sua leggibilità.
4) Forse la miglioria più importante è la possibilità di effettuare il lock su un picco a piacere. Lo scintillatore NaI(Tl) è sensibile alla temperatura, nel senso che l'energia dei fotoni emessi varia con la temperatura del cristallo. Questo comporta che l'estremo destro dello spettro si sposti al variare della temperatura. Come già accennato il GG2012 ha un termometro che permette di compensare questo effetto variando automaticamente la tensione sul PMT. Questo è molto utile quando si accende lo strumento. Tuttavia in campo l'inerzia termica del sensore del termometro e quella dello scintillatore non è la stessa e quindi in caso di variazioni di temperatura si riduce la risoluzione nello spettro (FWHM). È stato implementato un raffinato algoritmo che permette di riconoscere automaticamente un determinato picco: io ho scelto quello del ⁴⁰K perchè è ben oltre la parte di spettro dove ci sono le contaminazioni ambientali. Quindi, in presenza di ⁴⁰K, il GG-2012E riesce a bloccarsi sul relativo picco a 1461 keV, mantenendo tarato lo strumento in ogni situazione. Nella foto qui sotto si vede il cilindro bianco che contiene il Cloruro di potassio.
Some hardware and software changes have been made. The GG2012 has therefore become GG2012E (Enhanced). Here below you can see it.
1) Now when you save the spectra on the SD you can enter a name for the file: it is very useful.
2) A GPS receiver has been added and this allows you to have the time and position when you save the spectra: these data are stored in the spectra files. It is also possible to store automatically a sequence of spectra while in motion. Then it will be possible to go back to the position where something significant was recorded. This is a very useful feature when you are prospecting for something.
3) A monochromatic display has been added showing the main data of the color display: spectrum, number of counts, energy of the marker on the graph, dose. The reason is simple: under the direct sun the color display becomes almost unreadable, while the monochromatic one keeps well its readability.
4) Perhaps the most important improvement is the ability to lock at a peak as desired. The NaI(Tl) scintillator is temperature sensitive, meaning that the energy of the emitted photons varies with the temperature of the crystal. This means that the right part of the spectrum moves when the temperature changes. As already mentioned, the GG2012 has a thermometer that compensates this effect by automatically varying the voltage on the PMT. This is very useful when the instrument is powered on. However, in the field the thermal inertia of the sensor of the thermometer and the one of the scintillator are not the same and therefore, in case of temperature variations, the resolution of the spectrum (FWHM) is reduced. A clever algorithm has been implemented and that allows to recognize automatically a specific peak: I choose the one of the  ⁴⁰K  because it is far beyond the part of the spectrum where the environmental contaminations are found. Therefore, in presence of ⁴⁰K, the GG-2012E locks on the relative 1461 keV peak, keeping the instrument calibrated in any situation. In the picture below you can see the white cylinder containing the Potassium chloride.

Qui sotto c'è l'interno del mio analizzatore. In alto a destra c'è il GG2012E. A sinistra si vedono il display monocromatico e il ricevitore GPS, oltre che all'interruttore di accensione e al connettore e alla spia per la ricarica delle batterie.
In basso a destra c'è la sezione dell'alimentazione, che ho curato in particolar modo  per ridurre al minimo i disturbi. C'è un caricatore per le due batterie 18650 al Litio in parallelo; poi c'è un survoltore che porta la tensione delle batterie a 5 Volt; ci sono alcuni condensatori in parallelo. C'è anche un piccolo voltmetro, visibile in basso, per monitorare la tensione delle batterie durante l'utilizzo.
Here below you can see the inside of my analyzer. At the top right there is the GG2012E. On the left you can see the monochrome display and the GPS receiver, as well as the power switch and the connector and the indicator for the battery recharge.
At the bottom right there is the power supply section, which I have cared in particular to minimize the noise. There is a charger for the two 18650 Lithium batteries in parallel; then there is a voltage step-up which brings the battery voltage to 5 Volts; there are some capacitors in parallel. There is also a small voltmeter, visible in the bottom, to monitor the battery voltage during use.

Visto che il display (è un touch screen) contiene molte informazioni, qui sotto c'è la didascalia per interpretarne le più importanti. Lo spettro visualizzato è quello ²²⁶Ra, contenuto nelle lancette fosforescenti delle vecchie sveglie.
As the GUI (it is a touch screen) contains many information, here below you will find the caption to understand the most important of them. The shown spectrum is relative to ²²⁶Ra, contained in the old clocks phosphorescent hands.

Qui mostro i campioni usati per la taratura dello strumento. A sinistra c'è il Cloruro di potassio; altro non è che il sale aggiunto al sale iposodico che si compra al supermercato. In mezzo ci sono alcuni funghi essicati. A destra c'è un grammo di Lutezio; lo si può acquistare liberamente su eBay.
Here are shown the samples I used to calibrate the instrument. To the left there is the Potassium chloride; it is nothing but the salt added to the low sodium salt that you buy at the supermarket. In the middle there are some dried mushrooms. On the right there is one gram of Lutetium; you can freely purchase it on aBay.

Questo è lo spettro del Potassio, preso con la sonda da 2" nel pozzetto. Ha un unico picco a 1461 keV ed è usato per tarare la parte alta delle energie. Il Potassio è contenuto in tutti gli essere viventi. L'isotopo rilevato è il ⁴⁰K.
This is the spectrum of Potassium taken with the 2" probe in the Lead shield. It has a single peak at 1461 keV and is used to calibrate the high part of the energies. Potassium is contained in all living beings. The detected isotope is the ⁴⁰K.

Il Cesio è un metallo alcalino molto reattivo; lo spettro qui sotto è stato preso con la sonda da 2" nel pozzetto; sono evidenti il picchi del ¹³⁷Cs a 32 keV e a circa 660 keV: questi picchi sono utili per tarare la parte bassa e centrale delle energie. Il ¹³⁷Cs è un isotopo artificiale prodotto nei reattori nucleari a fissione. Il mio campione è costituito da una piccola quantità di funghi raccolti in un prato sopra a Como nell'estate 2016, a trent'anni dal disastro di Černobyl'. Anche se lo spettro è stato acquisito con circa 12 ore di integrazione il picco del Cesio era già ben visibile dopo un minuto. Io non li mangerei!
The Cesium is a very reactive alkali metal; the spectrum was taken with the 2" probe in the Lead shield; the ¹³⁷Cs peaks at 32 keV and at about 660 keV can be clearly seen: these peaks are useful to calibrate the lower and central parts of the energies. ¹³⁷Cs is an artificial isotope produced in nuclear fission reactors. My sample consists of a small amount of mushrooms picked on a lawn above Como in the summer 2016, thirty years after the Černobyl' disaster. Even if the spectrum was taken with a 12 hours integration time the Cesium peak was clearly visible after just one minute. I  would not eat them!

Il Lutezio è un metallo facente parte della famiglia dei Lantanidi che ha un isotopo molto debolmente radioattivo ma comunque rilevabile dalla la sonda da 2" nel pozzetto. I due picchi a 202 keV e 307 keV sono usati per tarare la parte medio-bassa delle energie.
Lutetium is a metal part of the Lanthanides that has a wery weakly radioactive isotope, but still detectable by the 2" probein the Lead shield. The two peaks at 202 keV and 307 keV are used to calibrate the lower-middle part of the energies.

Qui sotto c'è lo spettro del fondo naturale con la sonda VA-S-50 non schermata.
Here below is the spectrum of the natural background with the VA-S-50 probe unshielded.

Qui sotto c'è lo spettro del fondo naturale con la sonda VA-S-50 schermata dal solo tubo.
Here below is the spectrum of the natural background with the VA-S-50 probe shielded only by the tube.

Qui sotto c'è lo spettro del ¹³⁷Cs rilevato in un prato sopra a Como a trent'anni dal disastro di Černobyl' con la sonda VA-S-50.
Here below is the spectrum of the ¹³⁷Cs found on a lawn above Como thirty years after the Černobyl' disaster with the VA-S-50 probe.

Qui sotto c'è lo spettro di un campione di cenere presa da un caminetto sopra a Como. Si vede benissimo il picco del ¹³⁷Cs, anche se è più basso di quanto era nei funghi: probabilmente la legna che è stata bruciata è cresciuta più di 30 anni fa. Anche qui la sonda da 2" era inserita nel pozzetto e il picco era già visibile dopo un minuto di acquisizione.
Here below there is the spectrum of an ash sample taken from a fireplace above in Como. You can clearly see the peak of ¹³⁷Cs, although it is lower than it was in mushrooms: probably the wood that was burned has grown more than 30 years ago. Even here the 2" probe was inserted into the Lead shield and the peak was already visible after just one minute of acquisition.

Per vedere le statistiche di accesso a questo sito dal 9 agosto 1999:
To have a look at the statistics of this site from August 9, 1999:

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Pagina aggiornata il: 20 gennaio 2018.
Last update of this page: January 20, 2018.

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