Montaje experimental

Para llevar a cabo el análisis se contó con un detector de rayos gamma de germanio hiperpuro (HpGe) Canberra modelo GX2018 con un cristal de 54 mm de diámetro por 48 mm de longitud a una distancia de la ventana de 5 mm, resolución 1.8 KeV a 1.33 MeV y 0.850 KeV a 122 KeV, eficiencia relativa de 20%. También se tenía un amplificador de señal Canberra 2026, una fuente de alto voltaje Canberra 3106D, un osciloscopio Tektronix TDS 220 y un multicanal Canberra series 10 plus. El sistema de recolección se utilizó con 4,096 canales con un rango de energía fijado entre 20-1,546 Kev. En la figura (8.2) se muestra el montaje experimental. La muestra de tierra se coloca en un recipiente marinelli de 1500 cm$^3$, pero solo se colocan 600 g de tierra equivalentes a $\approx$ 530 cm$^3$. Éste junto con el detector se colocan dentro de un castillo de plomo con paredes dobles de 4 cm de espesor cada una. La reducción de intensidad de conteos por unidad de tiempo para la línea de 1408 keV del $\ ^{152}$Eu con la fuente colocada a 35 cm del detector fuera del castillo de plomo es un factor de $\approx$ 209 con respecto a la fuente a la misma distancia del detector dentro del castillo.

Figura 8.2: Montaje experimental

La pared interna del castillo de plomo es de materiales de bajo fondo incluyendo el $\ ^{212}$Pb y $\ ^{214}$Pb por lo que las líneas de estos elementos no son significativas en el fondo dentro de la cámara. En la figura (8.3) se muestra un espectro de fondo de rayos $\gamma$ dentro del castillo. El procesamiento de datos se realiza inicialmente con el programa Spectrum Analizer desarrollado por el Instituto Superior de Ciencia y Tecnología Nuclear de La Habana Cuba, que calibra en energía, reconoce y calcula la intensidad de conteo por unidad de tiempo de los picos del espectro. Luego se identifican los picos comparando la energía en que estos aparecen con la tabulada en tablas y comparando con otros espectros ya caracterizados (Leader, 1978)(Finck, 1976).

Figura 8.3: Fondo rayos $\gamma$ de 4 hrs. dentro del castillo

La calibración en energía del detector fue hecha con una fuente de $\ ^{152}$Eu proporcionada por la Dirección General de Energía del Ministerio de Energía y Minas. La calibración en eficiencia fue hecha con una solución líquida de $\ ^{152}$Eu, preparada por el Lic. Francisco Pérez de la U.A.I de la Faculdad de Ciencias Químicas y Farmacia. Dicha solución fue colocada en un marinelli idéntico a los utilizados para colocar la tierra con 530 cm$^3$ de solución para simular las mismas condiciones de la tierra. La curva de calibración se muestra en la figura (8.4) y los coeficientes de dicha curva en la tabla (8.1).

Figura 8.4: Curva de calibración del detector de HpGe

Las mediciones fueron realizadas en el Laboratorio de Radiaciones Ionizantes de la Licenciatura en Física Aplicada del Departamento de Física de la Facultad de Ingeniería de la USAC.

Tabla 8.1: Coeficientes de la curva de calibración $G\epsilon _p= \left ({{a_1}\over {E}}\right )^{a_2} + a_3 e^{-a_4 E} + a_5 e^{-a_6 E}+ a_6 e^{-a_8 E}$ ajustada en el intervalo de 186 a 1,408 keV

$$\begin{tabular}{cl} \hline Coeficiente & Valor \\ \hlin... ...a_7$ & $1.000$ \\ $a_8$ & $1.0050$ \\ \hline \end{tabular}$$