Aber ganz allgemein:
Solange mir keine wesentliche Auflösungssteigerung gelingt, ist die Diodenversion zur Analyse von natürlichen Strahlern ungeeignet.
Vielleicht habe ich das etwas zu „allgemein“ aufgefasst. Ich habe dies wohl fälschlicher Weise so aufgenommen, dass es generell nicht möglich ist, deshalb die obige Zusammenstellung. Die ist auch nicht als Kritik gedacht, sondern als Orientierungspunkt.
Hoffentlich habe ich mich heute etwas verständlicher ausgedrückt???
Das Problem liegt wohl eher auf meiner Seite. Ich sehe deine Schaltung und deine Messergebnisse und versuche diese aus mehreren Blickwinkeln zu beobachten, um so eine Idee oder einen Ansatz zu erhalten, der weiterhilft.
Dein Gedankengang aus Sicht der Schaltungsentwicklung, so wie ich Ihn verstehe, ist:
Das Signal am AD-Wandler ist mit Rauschen behaftet (Oszillogramm) und dies führt zu einer Halbwertsbreite (Diagramm mit den 80000 Laserpulsen pro Peak) von ca. 40 Kanälen bei 10 Bit Auflösung. Dies ist zu wenig, wenn man sich die letzten Spektren anschaut. Damit die Spektren besser werden, muss die Auflösung besser werden. Die Auflösung wird besser, wenn das Rauschen am AD-Wandler minimiert wird. Eine Verbesserung der Auflösung ist momentan nicht in Sicht, da kein weiterer Ansatzpunkt vorhanden ist. => Ende der Fahnenstange.
Meine Gedanken zu diesem Gedankengang:
Mir ist klar, dass ich es momentan auch nicht Ansatzweise besser machen kann, was Schaltung und Aufbau angeht. Meiner Meinung nach jedoch vergleichst du „Bilder“ deiner Spektren, mit „Bildern“ von „Vorbild“-Spektren z.B. das vom Lutetium und Americum oben und damit Äpfel und Birnen und kommst deshalb zu dem Schluss deine Spektren seinen nicht in Ordnung.
Mit „Bild“ meine ich die visuelle Form, denn für einen inhaltlichen Vergleich, fehlen bei den Vorbildern meist die nötigen Informationen zu den Messbedingungen wie z.B. Messzeit, Strahlerstärke, Hintergrundstrahlung oder Datenverarbeitung.
Anderer Blickwinkel Start:
Stellen wir das Problem Auflösungvermögen etwas zurück und betrachten was in den Spektren im letzten Diagramm bereits zu sehen ist und was an weiteren Verbesserungen im Sinne einer „Signalverarbeitung“ möglich wäre.
Ich hab mal ein paar Dinge in das letzte Diagramm hinein gemalt.
[img]Bild%20siehe%20unten[/img]
Man sieht sofort, dass sich die Messungen eindeutig in ihrer Form unterscheiden. Zudem sieht man, dass die „Grundform“ der Nullmessung in den Messungen 40K und 137Cs+40K als „Basislinie“ vorhanden ist. Gut sichtbar, da das Verhältnis Hintergrund / Probe der Zählraten z.B. beim angenommenen K40 Peak ca. 1:1 ist. Beim Glühstrumpf ist das Zählratenverhältnis der Probe wesentlich höher, sodass die Hintergrundstrahlung kaum noch die Form beeinflusst.
Das Verhältnis A:B:C der Signalanteile der Cs137/K40 Messung ist unabhängig von der Messzeit. Der Hintergrundanteil, wenn man ihn nicht herausrechnet, lässt sich nur durch eine stärkere Abschirmung verringern. B und C ließen sich vielleicht durch jeweils mehr Probenmaterial erhöhen.
Da die Messzeit bei allen Messungen gleich ist, kann man die gemessenen Impulse / Kanal der einzelnen Messungen einfach voneinander subtrahieren.
Wären die Messzeiten unterschiedlich würde man dies über eine Rückführung auf Zählraten herausrechnen. Dies würde ich für den Hintergrund (Fläche 1) unter der Voraussetzung, dass die Hintergrundstrahlung relativ konstant bleibt, generell machen.
Einmal eine sehr lange Nullmessung machen. Dann die Messkurve durch einen Fit und unter Einbeziehung der Messzeit in eine Zählratenfunktion in Impulsen/s/Kanal überführen. Mit dieser Funktion und der Messzeit der jeweiligen Messung anschließend jeweils die Hintergrundstrahlung herausrechnen. Damit wird man auch das „Rauschen“ in den Spektren bei kleinen Zählraten, welches durch die Zufälligkeit des Zerfalls und des Nachweises entstehen etwas abmildern können.
z.B Kanäle 300-500 der schwarzen blauen roten Kurve.
Das elektrische Rauschen am AD-Wandler sollte die Kurven der Spektren in Bereichen mit etwas höherer Aktivität eher glätten.?
Ab und zu kann man durch eine kürzere Kontrollmessung, die Kurve an die aktuelle Intensität der Hintergrundstrahlung anpassen.
Es scheint bei der K40 Messung und bei der Cs137/K40 Messung, die gleiche K40 Aktivität vorzuliegen, sodass sich in der Cs137/K40 Messung der Cs137 Anteil auscheidbar ist.
D.h. zieht man von der blauen Linie die Schwarze ab, erhält man Fläche 2 die vom K40 herrührenden Impulse. Da man in der Cs137/K40 Messung den K40 Anteil über die K40 Messung bestimmen kann, kann man den Cs137 Peak Fläche 3 extrahieren.
Auch scheint man das K40 in der Nulllinie zu sehen, was vielleicht daher rührt, dass es in der Regel den Hauptanteil des geogenen Hintergrundpegels ausmacht. Wie sieht denn die Geologie im Ilmtal aus?
Im Prinzip ist die Messkurve eine Summe von Generatorfunktionen (Nukleiden) jeweils gefaltet mit der Sensorcharakteristik.
Die Generatorfunktionen sind tabelliert. Die Sensorfunktion wird über Testmessungen zu bestimmen sein. Einen Teil die Peakverbreiterung durch Diode und Elektronik hast du ja bereits charakterisiert.
Dann sucht man sich den ersten Peak, bestimmt über dessen Höhe die Aktivität und eliminiert den Anteil durch Rückfaltung aus der Messung. Dabei sollten die weiteren Peaks deutlicher sichtbar werden.
Beim Peak mit der höchsten Energie wird begonnen, da er auch immer niederenergetischen Anteil enthält. Anschließend lassen sich die Generatorfunktionen ohne Sensoreinfluß wieder addieren.
Als Einstiegspunkt für weitere Recherchen (gibt einige Suchbegriffe) Seite 1334 Abbildung 10 in.
http://czt-lab.engin.umich.edu/journals ... g/pub5.pdf
Im Paper ist eine Steigerung der Energieauflösung von 12% auf 3% möglich.
Das ganze ist sicher schon recht aufwändig.
Eine weitere Verbesserung, welche man den Spektren wohl recht einfach angedeihen lassen kann, ist die Korrektur der Nachweisempfindlichkeit des Kristalls.
Die findet man auf Seite 9 Graph 9 in
Efficiency Calculations for Selected Scintillators
Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc. 2004
http://www.detectors.saint-gobain.com/u ... ations.pdf
findet sich ein passendes Diagramm dazu. Ich habe versucht die Kurve qualitativ in deine Messungen mit einzuzeichnen. Der Kurvenverlauf zwischen 90%und 100% ist wohl etwas daneben.
Der Graph 9 hat eine logarithmische X-Achse!
Wendet man das an sollte der Peak bei 662keV etwas deutlicher herauskommen.
Für Übersichtsmessungen noch die Verstärkung etwas erhöht, auf das der Kanal 600 auf Kanal 1024 abgebildet wird. Für Detailmessungen in niedrigen Bereichen die Verstärkung noch weiter aufdrehen.
Vielleicht wird jetzt klarer, weshalb ich die Sache noch nicht ganz so schwarz sehe.
Ende Anderer Blickwinkel. Hoffentlich hilfts.
untertagerettung.de
montanhistorik.de
