Altro brano del prof. Venoso
....volevo fare due considerazioni preliminari.
Per essere più precisi la risposta dello strumento di misura è il numero di particelle che rivela nell’unità di tempo (usualmente l’unità di misura è il cps, ossia conteggi al secondo). Lo strumento ha un suo intervallo di campionamento (poniamo 10 minuti). Per cui conta il numero di particelle rivelate in dieci minuti. Ed i conteggi al secondo (cps) sono pari al numero di conteggi ottenuti in 10 minuti di campionamento diviso 10 minuti.
Il prodotto della costante di decadimento di un nucleo radioattivo per il numero di nuclei radioattivi è pari al numero di decadimenti che si hanno al secondo.
Lo strumento misura questa grandezza per un tempo di campionamento fissato dallo sperimentatore (tenuto conto dell’efficienza dello strumento, ovviamente).
(N.B la costante di decadimento è l’inverso della vita media, e quest’ultima è proporzionale al tempo di dimezzamento).
La domanda.
Come faccio a discriminare se l’emissione avviene da parte del radon (o da uno dei suoi figli) piuttosto che da un altro elemento?
La risposta è: misurando oltre che l’arrivo della particella anche la sua energia. Le energie delle particelle alfa o fotoni gamma emesse da un nuclide sono caratteristiche di questo nuclide. In altri termini rivelare l’energia di una particella permette di sapere anche a quale nucleo l’ha emessa.
Nel particolare, i figli del radon 214Pb e 214Bi emettono gamma di energia caratteristica pari a 295, 352 e 609 keV.
Uno scintillatore (Giuliani usa uno scintillatore plastico) pur rivelando l’energia di un fotone gamma ha una risoluzione bassa. Questo significa che permette di discriminare solo fotoni che hanno energie molto diverse tra loro. Giuliani dice che il suo strumento rivela tutti i fotoni gamma che hanno energie comprese nell’intervallo che va da 250 keV a 650 keV (non ricordo esattamente gli estremi precisi dell’intervallo usato) in modo tale da essere sicuro di rivelare (quasi) tutti i fotoni gamma emessi dai figli del radon gamma emettitori. Tuttavia in questo intervallo di energia (la finestra di energia, come spesso viene chiamata) , ci rientrano altri fotoni non emessi da nuclidi appartenenti alla serie del radon e soprattutto una marea di fotoni emessi soprattutto dal potassio-40 che pur avendo un’energia superiore (1460 keV) possono arrivare in prossimità del rivelatore con energia inferiore (ed all’interno della finestra di energia!) dopo aver interagito con la materia (Pb, ma anche il terreno) per effetto Compton.
Misurando invece le particelle alfa emesse dai figli del radon Polonio-218 e Polonio-214, ed usando opportune tecniche di misura, il problema del fondo che “disturba” la misura del radon è del tutto trascurabile.
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