Il pozzetto di Piombo

Il pozzetto di Piombo
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In questa pagina vi mostro il mio pozzetto di Piombo.L'ho realizzato da quando ho una sonda da 2" e ho bisogno di uno schermo più grande.
È composto da un cilindro di Piombo ricavato da un foglio arrotolato. Le dimensioni del cilindro sono riportate qui di seguito. Altezza: 290 mm; diametro esterno: 175 mm; diametro interno: 113 mm; spessore 31 mm; peso: 40,6 kg.
Per schermare la fluorescenza X del Piombo a circa 75 keV ho usato un cilindro di Rame, alto 290 mm, con diametro interno 104 mm e spessore di 2 mm.
Per fermare le radiazioni Beta provenienti dal campione sotto misura ho aggiunto un tubo di Plexiglass di diametro interno di 90 mm e spessore di 5 mm. Ho anche tre tappi di Plexiglass spessi 5 mm. Il tubo di Plexiglass è stato tagliato in vari spezzoni in modo da permettere di combinarli nel modo più opportuno per ottenere camere di misura di differenti lunghezze.
In this page I will show you my Lead shield. I made it because now I own a 2" probe and I need a larger shield.
It is based on a Lead cylinder made rolling a sheet. The cylinder dimensions are the following. Height: 290 mm; external diameter: 175 mm; internal diameter: 113 mm; thickness: 31 mm; weight: 40,6 kg.
To shield the Lead X fluorescence at about 75 keV I used a Copper tube with 290 mm of height and 2 mm of thickness.
To stop the Beta radiation coming from the sample under test I added a Plexiglass tube with 90 mm of internal diameter and 5 mm of thickness. I own also 3 Plexiglass tops with 5mm of thickness. The Plexiglass tube was cut in different parts to allow to combine them in a such a way to obtain different test chamber sizes.

Qui sotto c'è lo spettro del fondo naturale con la sonda da 2" non schermata. Il tempo di acquisizione è stato di circa 8 ore. Sulla destra dello spettro è visibile il debole picco del ⁴⁰K. I conteggi per secondo (CPS) erano circa 226.
Here below is the spectrum of the natural background with the 2" probe unshielded. The acquisition time was about 8 hours. On the right of the spectrum you can see the weak peak of ⁴⁰K. The counts per second (CPS) were about 226.

Qui sotto c'è lo spettro del fondo naturale con la sonda da 2" schermata dal pozzetto completo dei tubi di Rame e Plexiglass. La parte anteriore del pozzetto è stata chiusa usando 6 mattoncini di Piombo come quelli mostrati qui. Il tempo di acquisizione è stato di circa 25 ore. sulla destra dello spettro è chiaramente visibile picco del ⁴⁰K. I conteggi per secondo (CPS) erano circa 14.
Il pozzetto attenua di circa 16 volte la radiazione di fondo.
Here below is the spectrum of the natural background with the 2" probe shielded by the Lead shield with the Copper and the Plexiglass tubes. The front opening of the Lead shield was closed using 6 bricks like these ones. The acquisition time was about 25 hours. On the right of the spectrum you can clearly see the peak of ⁴⁰K. The counts per second (CPS) were about 14.
The shield weakens the background radiation by about 16 times.

Mi sono posto il problema di come interagiscono i vari materiali nel pozzetto. Ho quindi inserito nel pozzetto i funghi essicati mostrati qui aggiungendo di volta in volta i singoli strati.
Qui sotto c'è lo spettro con il solo Piombo. Si nota molto il picco della fluorescenza X del Piombo a circa 75 keV (è quello tra il picco a 32 keV e quello a 662 keV, entrambi del ¹³⁷Cs).
I thought about how the various materials interact into the Lead shield. So I inserted in the shield the dried mushrooms shown here adding the individual layers from time to time.
Below there is the spectrum with only the Lead. It is clearly visible the peak of the Lead X fluorescence at about 75 keV (it is that one between the peaks at 32 keV and at 662 keV, both of ¹³⁷Cs).

Qui nel cilindro di Piombo è stato inserito quello di Rame. Il Rame è in grado di assorbire i fotoni con energia di circa 75 keV emessi dal Piombo. Infatti il relativo picco è molto più basso.
Here in the cylinder of Lead was added the one made by Copper. Copper is able to absorb photons with energy of about 75 keV emitted by the Lead. In fact its peak is much lower.

Lo spettro qui sotto è ottenuto usando il Piombo, il Rame e il Plexiglass. L'idea è quella di assorbire le eventuali particelle Beta emesse dal campione per limitare la fluorescenza X del Rame. Come si può vedere si ha però un peggioramento dovuto allo scattering Compton causato dalla maggior quantità di materiale allínterno della camera di misura.
The spectrum below is obtained using the Lead, Copper and Plexiglass layers. The idea is to absorb any Beta particles emitted from the sample to limit the X fluorescence of Copper. As you can see, however, there is a worsening due to Compton scattering caused by the greater amount of material inside the measuring chamber.

Qui sotto ho riportato due spettri sovrapposti per facilitare il confronto. In verde c'è lo spettro con il solo Piombo; in blu quello con il Piombo e il Rame. Si nota un drastico miglioramento sul picco del Piombo e un lieve peggioramento dovuto allo scattering Compton.
Here below I reported two overlapping spectra for easy comparison. In green is the spectrum with only the Lead; in blue the one with the Lead and Copper layers. We notice a drastic improvement on the peak of the Lead and a slight deterioration due to Compton scattering.

Qui sotto si vedono altri due spettri sovrapposti. In verde c'è lo spettro con Piombo, Rame e Plexiglass; in Blu con solo Piombo e Rame. Si nota un forte peggioramento dovuto allo scattering Compton.
Here below you see other two overlapping spectra. In green is the spectrum with Lead, Copper and Plexiglass layers; in blue the one with Lead and Copper layers only. We notice a serious deterioration due to Compton scattering.

Come si può vedere la soluzione migliore è usare solo gli strati di Piombo e di Rame. Eventualmente, in funzione del campione da misurare, si può provare ad inserire o a togliere i cilindri di Rame e di Plexiglass.
As you can see the best solution is to just to use Lead and Copper layers only. If necessary, depending on the sample under test, you can try to insert or to remove the cylinder made by Copper and the one made by Plexiglass.

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