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Le firme dei più comuni campioni radioattivi 

Ottime immagini preparate con cura da Paolo (HappyNewGeiger).  Cliccare le immagini per ingrandirle.

Theremino MCA - Cs137 spectrum Theremino MCA - Am241 spectrum Theremino MCA - Radium spectrum Theremino MCA - thoriated mantles spectrum Theremino MCA - Co60 spectrum
      Cesio (Cs-137)              Americio (Am-241)           Radio (Ra-226)               Torio (Th-232)               Cobalto (Co-60)
  • Cesio (Cs-137) – Fornisce due righe molto comode per calibrare. Si trova negli “Spark gap” CK1097-7 e CK1097-12;
  • Americio (Am-241) – Facile da reperire negli “Ionization smoke detector”;
  • Radio (Ra-226) – Facile da reperire nei quadranti e nelle lancette dei vecchi orologi;
  • Torio (Th-232) – Facile da reperire nelle reticelle delle lampade a gas per campeggio “Thorium mantle”;
  • Cobalto (Co-60) – Fornisce due righe ben nette ma è difficile procurarselo.


Immagini varie 


La compensazione della risoluzione del cristallo fa scendere l’FWHM di almeno un punto percentuale. Con i normali NaI(Tl) si arriva facilmente verso il 5% e anche meno, con i BGO sotto il 10%. 
 

Il Radio senza compensazione (rosso) e con compensazione della risoluzione del cristallo (verde)
 
 

Una bustina da 50 grammi di Sale Dietetico, contenente Potassio (K40)
Questo non é il solito e facile, Cesio. Per ottenere una riga del potassio così netta ci sono voluti oltre 60 minuti. Si vedono nettamente anche l’Americio e il Cesio, presenti in laboratorio, a due metri di distanza dalla sonda. Notare anche che il cristallo è un semplice BGO, molto piccolo e poco costoso.

 

Bellissimo spettro di un fungo giapponese.
Per ulteriori spiegazioni leggete qui: blog/gamma-spectrometry#comment-2105

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Inviate le vostre immagini a:  livio@fastvr.com contribuirete a mettere a punto il ThereminoMCA e a farlo funzionare al meglio anche sul vostro hardware.

Le immagini devono contenere anche la parte sinistra regolata con i dati che considerate significativi e dovrebbero contenere anche una breve spiegazione nel riquadro a sinistra in basso.

NON SCATTATE IMMAGINI A TUTTO SCHERMO !!!

Riducete la finestra di ThereminoMCA a circa 800 pixel di larghezza (più piccola possibile o quasi) prima di premere il tasto “Save as Image”. Se non fate questo non potremo pubblicarle perché una volta messe nel Blog, che è largo circa 800 pixel, diventerebbero scadenti e illeggibili.

Cercate di non usare ThereminoMCA a tutto schermo, non è fatto per lavorare così,  consuma inutilmente molto tempo di CPU e anche tutto il desktop (la ventola fa doppia fatica, soffia e da fastidio e i condensatori dello switching si friggono per il calore) E infine, non si vede meglio, anzi peggio perche’ le informazioni utili e le scritte diventano piccolissime e perse in un enorme spazio, deserto, che dice “io sono lo sfondo del grafico. sono azzurrino uniforme e carino e ogni tanto ho anche qualche bella righina grigia…”


Immagini del Cesio con sonda RAP47 

Initial Cs137 Spectrum using Theremino with a RAP47 Probe. Theremino software made the process for obtaining this spectrum very easy. Thank you to all who have contributed to this excellent software! Best regards, – Tom – KD5HM – Watauga Skies Observatory – www.wataugaskies.net

Setup: RAP47 Probe / GS-1100 HV supply and signal interface / E-MU USB Audio Interface @192KHz sample rate / 1-1/2″ lead shield / Photoshop CS / Sampling period: 91 minutes.


Immagini XRF

Molti ricercatori sono attivi nelle ricerche XRF (X Ray fluorescence) e sono già disponibili  linee guida per costruire sensori XRF semplici ed efficienti.

Consigli per minimizzare il rumore del PmtAdapter
http://pico.dreamhosters.com/ThereminoPmtAdapter.html

I link più interessanti:
http://pico.dreamhosters.com/ThereminoMcaSpectrums.html
http://pico.dreamhosters.com/XrfSpectrums.html
http://pico.dreamhosters.com/XrfSpectrumsPartTwo.html
http://pico.dreamhosters.com/XrfFluteSpectrums.html


Immagini sul BaseLine restoring 

Questa immagine mostra cosa può fare il BaseLineRestoring. Il rumore scende del 30 % e il FWHM passa dal 9.7 % al 7.1 %

Il BaseLineRestoring deve essere adattato alle caratteristiche del proprio segnale. Se non si regolano bene i suoi parametri il ThereminoMCA funziona ugualmente bene ma le righe si allargano un po’. Anche la regolazione del DeadTime influisce, ambedue devono essere regolati adeguatamente a seconda della larghezza degli impulsi.

Dalla versione 2.11 in poi la casella “Position” del Baseline Restoring si regola diversamente. Prima specificava la distanza, negativa, dal centro dell’impulso alla parte sinistra della zona di campionamento. Ora invece specifica la distanza dalla parte destra della zona di campionamento al centro dell’ impulso.
Nessun cambiamento di prestazioni, basta abituarsi, chi scriveva -100 (negativo) ora deve scrivere 50 (positivo) e chi scriveva -150 (negativo) ora deve scrivere 100 (positivo)
Se avete dubbi mettete il valore 50 sia in “Position” che in “Size”
Vantaggi di questo cambiamento:
- si usano solo numeri positivi, più facili da capire e ricordare
- l’area di campionamento può essere spostata solo in zone valide e non si fanno errori.

Piccola spiegazione sul funzionamento del BaseLineRestoring

Il rettangolo blu delimita la zona dove l’algoritmo guarda per stabilire l’altezza dello ZERO. Questo rettangolo può essere spostato a destra e sinistra, ingrandito o rimpicciolito.

A seconda della lunghezza degli impulsi prodotti da un particolare hardware, del loro ringing, frequenza di campionamento e rumore, il punto migliore per queste regolazioni può variare.

Per tutta la larghezza del rettangolo l’algoritmo fa la media delle tensioni e alla fine stabilisce quale è la tensione più verosimile che la linea di zero aveva all’istante situato a metà del rettangolo. Lo zero serve poi per stabilire l’altezza dell’impulso (altezza = massimo – zero) Ogni impulso ha uno zero diverso perché la linea di base si sposta in continuazione (se avessimo segnali “professionali” questo non succederebbe) Il massimo di ogni impulso si vede facilmente ma lo zero in molti casi è difficile da stabilire.

Il punto migliore dove misurare lo zero è subito prima dell’impulso ma:
Se si misura troppo a sinistra allora prima che arrivi l’impulso lo zero cambia e si misura con poca precisione.
Se si misura troppo vicino all’inizio dell’impulso c’è il “ringing” e si misura con poca precisione.
Se si misura per un tempo lungo si prende una media troppo lontana dall’impulso e si misura con poca precisione.
Se si misura per un tempo breve la media vienbe fatta su pochi campioni e si misura con poca precisione.
Basta sbagliare di pochissimo l’altezza dello zero che gli impulsi vengono misurati troppo bassi o troppo alti, sbagliare del 10% vuol dire, più o meno, allargare gli impulsi del 10%

E’ difficile spiegare questo con le parole, guardate le immagini seguenti e cercate di individuare dove si trova la base di ogni impulso in modo da poter calcolare con precisione l’altezza. Tenete conto che sbagliare a misurare l’altezza anche di pochissimo può allargare notevolmente le righe.

Le immagini seguenti mostrano situazioni comuni di accavallamento di impulsi e di sprofondamento della linea di zero (Pulse-PileUp and BaseLineShifting- PileUp) che possono impedire il preciso riconoscimento della altezza degli impulsi e quindi allargare le righe.

Il rettangolo blu indica la zona di riferimento usata dall’algoritmo di “BaseLine Restoring” per decidere dove si trova lo zero di questo impulso. Da notare che dopo aver individuato lo zero l’impulso viene spostato in alto o in basso in modo da far coincidere graficamente il suo livello di zero con la linea rossa orizzontale.


Questa immagine mostra un momento di forte affollamento degli impulsi, la linea di zero si è spostata moltissimo ed è veramente difficile riconoscere la sua posizione prima di ogni impulso perché in alcuni punti non c’è spazio tra un impulso e l’altro.


In questa immagine non c’è pausa prima dell’impulso seguente per cui non sara’ possibile individuare il suo zero con precisione.


Qui c’è stato un errore di misura abbastanza grave.


Questo impulso è stato allineato con lo zero molto bene ma si noti quanto è grande il ringing in proporzione alla altezza degli impulsi. Il ringing rende difficile individuare con precisione dove si trova la linea di zero.


La linea di zero sale molto velocemente in questa zona per cui avendo misurato lo zero prima dell’impulso il valore di zero misurato risulta basso e l’altezza dell’impulso viene sovrastimata. Abbiamo provato a misurare prima e dopo ma non e’ possibile perché alcuni segnali contengono un “undershoot” molto forte che falsa completamente la zona che segue l’impulso.


A seconda dell’ istante di salita alcuni impulsi possono avere poco o molto ringing.


Un impulso sovrastimato.


Un impulso molto sovrastimato.


Un impulso leggermente sovrastimato.


E infine un impulso misurato quasi perfettamente. Notare che questo “quasi” è già un errore del 2 o 3 per cento (si noti la riga verde dopo l’impulso un po’ bassa)

Sembra incredibile avere un minimo di precisione con segnali così brutti. Ma fortunatamente gli impulsi errati sono percentualmente pochi. Per diminuire ulteriormente la percentuale di impulsi errati evitate il sovraffollamento! Se il campione da misurare è troppo radioattivo allontanatelo un po’ (almeno quanto basta per misurare meno di 200 impulsi al secondo). Con impulsi meno frequenti ci vuole più tempo ma il tappeto di rumore si abbassa e le righe si stringono.


Larghezza delle righe – FWHM

Fino alle versioni 2.6 e 2.7 il FWHM di ThereminoMCA era leggermente inferiore a quello del PRA 5, ma la versione 2.8 ha superato il PRA di 1.5 punti.

 

Siamo arrivati a 7.2% ma ci sono ancora margini di miglioramento. Ora è necessario che ThereminoMCA indichi lui stesso la larghezza delle righe in FWHM, in modo da poter verificare immediatamente l’effetto delle nostre prove. Quindi abbiamo interrotto le altre ricerche e stiamo preparando il misuratore di FWHM.

Theremino MCA V4 – Superata la barriera del 6%

Misurando dopo il filtro non è possibile “barare” e misurare bassi valori causati da punte aguzze e frastagliamenti. L’utente stesso può alzare il filtro e vedere se il valore di FWHM “regge” e non si alza troppo. (naturalmente il filtro stesso allarga un po’ e questo è normale)

Commenti
Naturalmente anche qui potete lasciare commenti, domande e consigli.

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