RX :
onde elettromagnetiche di lunghezza
d’onda compresa tra 10 nm e 1 pm
I RX sono usati principalmente al fine di
studiare la struttura dei materiali.
(radiografia, TAC, XRF, diffrattometria, spettroscopia di
assorbimento…)
l’interazione tra RX deboli e la materia provoca
principalmente i seguenti processi:
• diffusione (elastica e anelastica)
• assorbimento (effetto fotoelettrico)
(elastica e anelastica)
Nella diffusione elastica si ha la variazione della direzione di propagazione
del fotone incidente ma non della sua energia.
Nella diffusione anelastica in seguito all’urto anelastico tra un fotone di energia
E0= hν e un elettrone libero non si conserva l’energia del fotone incidente
Eo= E1 + K
Dove: E1 è l’energia del fotone diffuso
K Energia cinetica trasferita all’elettrone nell’urto.
(effetto fotoelettrico)
Quando un fascio di energia E = hν maggiore a quella di estrazione
degli elettroni interni ad un atomo lo investe, si ha l’espulsione degli
elettroni con la formazione di una lacuna elettrica.
I RX posso essere generati dalle
seguenti tipologie di sorgenti:
• Tubo a RX
• Isotopi
La sorgente usata comprende
elementi (Cu, Ag, Ba, Mo, Rb, Tb )
attivati dai raggi gamma (Rg) emessi
dal radioisotopo Americio 241 (241
Am).
Sorgente
Energia KeV
Rame (Cu)
8,04
Rubidio (Rb)
13,37
Molibdeno (Mo)
17,44
Argento (Ag)
22,10
Bario (Ba)
32,06
Terbio (Tb)
44,23
LEGGE DI ATTENUAZIONE DEI RX
I= Io e-µx
dove
I (conteggi)
140
120
Io intensità della
radiazione incidente
100
80
60
40
I intensità della radiazione
attenuata
m Coefficiente di attenuazione
lineare;
20
0
0
2
4
6
8
10
12
X (cm)
Da cui :
x spessore del campione in
buona geometria
14
Per rendere il coefficente di attenuazione
lineare µ indipendente dalla densità r lo
dividiamo per la densità ρ del materiale
Quando il campione è composto da più elementi, si
utilizza la seguente formula :
µ/ρ= Σi Ci (µ/ρ)i
Ci : concentrazione dell’elemento i
•Campioni (Rh e Al+Mn)
• 6 Sorgenti di RX
• Rivelatore
• Amplificatore
• Analizzatore multicanale (MCA)
• Computer (acquisizione ed elaborazione dati)
XR-100CR
(rivelatore)
segnale
MCA
(analizzatore
multicanale)
PU gate
Dati digitali
Alimentatore ed
Amplificatore
del segnale
Spettro di emissione Ag senza campione
18000
16000
conteggi
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
250
300
Ag (ka) 22,1 keV
350
Ag (kb) 24,99 keV
400
canali
Raggi X
RIVELATORE
Sorgente RX
Collimatore
conteggio
Spettro di emissione Ag con campione
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Ag(ka) 22,1 keV
Raggi X
Diffusi
RIVELATORE
Raggi X
Passanti
Sorgente RX
Collimatore
Campione
18000
16000
14000
conteggi
12000
10000
con campione
8000
senza campione
6000
4000
2000
0
250
270
290
310
Ag(Ka) 22,10 KeV
330
350
Ag(Kb) 24,99 keV
370
390
L’incertezza sui conteggi è proporzionale a
=> il tempo di misura è legato all’incertezza che si vuole ottenere nella misura.
Calcolo dell’errore :
• Statistico
m 1
   
 r  rx
  I0

 I0
2
 I 
   
  I 
2
•Non statistico
m m
 r x 

    
 
r
r
r
x 
    sperim
•Totale ( somma tra E statistico ed E non statistico)
m
m
m
         
r
r
r
Ringraziamenti
•Il direttore dei LNF U. Dosselli
•Il direttore del laboratorio di
•Lo staff SIDS di divulgazione scientifica
radioprotezione A. Esposito
•I tecnici del laboratorio di
Radioprotezione
•Il nostro tutor A. Gorghinian