Energiakalibrálás (energy calibration)

    A g -spektrometria folyamán a g -sugárzás által a detektorban leadott Eabs energiára utaló, ún. spektrometriai információt a töltött részecskék Te energiája, majd a szabad töltéshordozók Ne száma, illetve Q össztöltése, majd a kialakított és késõbbiekben megformált és felerõsített feszültségimpulzus U amplitúdója, végezetül pedig az amplitúdónak megfelelõ csatornaszám fejezi ki. Energiakalibrációval közvetlen összefüggést határozunk meg a folyamat két végpontjában szereplõ Eabs és ch mennyiségek között.




    Ha a g -sugárzás teljes energiáját leadja a detektorban, akkor az említett mennyiségek a g -sugárzás teljes  E energiája és a hozzá tartozó teljesenergia-csúcs centroidjának csatornaszáma (ch) (helyzete, pozíciója). (Ezek az adatok általában nagy pontossággal ismertek, illetve a g -spektrumból elegendõ pontossággal meghatározhatók.) A félvezetõ detektorok jellemzõi, valamint az alkalmazott lineáris jelfeldolgozó elektronika miatt az összefüggés lineáris.
    A felvázoltakból következik, hogy az energiakalibrálást legalább két, pontosan ismert energiájú g -sugárforrás segítségével végezzük. A kalibrációs sugárforrásokat úgy párosítjuk, hogy az egyik sugárforrás energiája viszonylag kicsi, míg a másik sugárforrás energiája viszonylag nagy legyen annak érdekében, hogy lehetõleg a teljes mérési tartomány a kalibrációs pontok között helyezkedjen el. (Gyakran választunk az 57Co, 241Am, 133Ba, 60Co, 56Co, 152Eu, 137Cs vagy a 134Cs radionuklidok közül.) A kalibrációs egyenes bizonytalansága a mérés tartományban ezáltal kicsi lesz. Megmérjük az elsõ kalibrációs sugárforrás g -spektrumát, a g -spektrumban megkeressük az összes teljesenergia-csúcsot és meghatározzuk az ismert, E1 energiához tartozó teljesenergia-csúcs pozícióját. A kapott (E1 ,ch1) számpár megadja a kalibrációs egyenes egyik pontját. Ugyanezt a mûveletet elvégezzük a másik ismert,  E2 energiájú sugárforrással is: a kapott (E2 ,ch2) számpár megadja a kalibrációs egyenes második pontját. A kalibrációs spektrumokat gyakran egyszerre mérjük. A két pontból kiszámítható a kalibrációs egyenes egyenletének analitikus alakja:

Eg = a + b·ch ,

ahol a a tengelymetszet, b pedig az egyenes iránytényezõje, meredeksége.

A 241Am és a 60Co pontforrások közös g -spektruma és
az érdeklõdéssel kísért teljesenergia-csúcsok pozíciója

A kalibrációs egyenes 2000 keV energiáig 8k felbontású ADC-vel mérve




    A kalibrációs egyenes bizonytalansága megfelelõ hibaszámítással meghatározható. A kalibráció elvégzése után az ismeretlen g -spektrum tetszõleges pontjának csatornaszáma közvetlenül energiaértékben megkapható, vagy egyszerûen leolvasható.
    Mérési stádiumban a felvázolt lineáris energiakalibráció teljesen kielégítõ. Az energiakalibráció pontossága a g -spektrum alkalmas helyén található, különálló és elegendõen nagy (>10000) területû két teljesenergia-csúcsának és a hozzájuk tartozó, nagyon pontosan ismert energiáknak a felhasználásával esetleg tovább javítható ún. belsõ energiakalibrációval. Az energiamérés pontossága még tovább finomítható spektrumok kiértékelésekor a linearitástól való kis eltérések (amiket elsõsorban az elektronika okoz, ezért adott beállításnál idõben állandóak) meghatározásával és korrekcióra történõ felhasználásával. A rendszer nonlinearitása ismerete lehetõvé teszi 0.1 keV pontossággal történõ, rutin jellegû mérések végzését.