Alpha-Teilchen-Spektroskopie mit einem Halbleiterdetektor
Betreuer: Dr. Jürgen Vogt
Die Wechselwirkung hochenergetischer Alpha-Teilchen mit gasförmigen und festen Stoffen wird mit Hilfe eines Vielkanalspektrometers untersucht. Die Alpha-Teilchen werden von einem Americium-241-Präparat emittiert. Der Versuch führt in die Energiespektroskopie schneller Ionen und deren Anwendung zur Bestimmung von Materialeigenschaften ein. So werden Heliumionen aus Teilchenbeschleunigern zum Beispiel zur Rutherford-Rückstreu-Spektrometrie (RBS) verwendet, die ein sehr praktikables und genaues Analyseverfahren für Festkörper-Dünnschichten und Einkristall-Proben darstellt. Die Standardfreiheit der RBS wird durch die sehr gute Modellierbarkeit des Teilchenverhaltens in beliebigen Umgebungen gewährleistet, die in diesem Versuch an einfachen Beispielen durchgeführt wird. Daneben wird der sichere Umgang mit radioaktiven Präparaten unter Beachtung des Strahlenschutzes erlernt.
Im einzelnen sind folgende Aufgaben auszuführen:
- Abhängigkeit der experimentellen Halbwertsbreite der Alpha-Peaks von der Detektorspannung und vom Druck in der Probenkammer,
- Energiekalibrierung des Spektrometers,
- Bestimmung des Energieverlustes der Alpha-Teilchen in der Totschicht des Halbleiter-Detektors,
- Bestimmung der Reichweite von Alpha-Teilchen in Luft,
- Energieverlust von Alphateilchen in dünnen Folien
Versuchsunterlagen