Das β-Spektrometer — Messung der kontinuierlichen ...

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3 Das β-SpektrometerAbb. 3.14.: Anzahl der registrierten Ereignisse N ′ pro 100 s in Abhängigkeit der Flussdichte B für22 Na.Abb. 3.15.: Anzahl der registrierten Ereignisse N ′ pro 100 s in Abhängigkeit der Flussdichte B für90 Sr / 90 Y.46
3.3 Aufnahme und Analyse der β-SpektrenIm 22 Na-Spektrum ist deutlich erkennbar, dass sich der hohe Untergrund auch beiumgepoltem Magnetfeld einstellt (Abb. 3.14). Diese Unabhängigkeit vom Magnetfeldbestätigt die Annahme, dass es sich um γ-Quanten handelt, die als Begleiterscheinungdes 22 Na-Zerfalls auftreten und ebenfalls vom Zählrohr 6 registriert werden. Die Countsmüssen daher entsprechend korrigiert werden. Ein Abklingen der Zählraten ist dagegenbei der Verteilung des 90 Sr-Präparats zu vernehmen (Abb. 3.15). Allerdings sinken sienicht komplett auf Null ab, sondern pendeln sich bei ca. 45 Counts pro 100 s ein. Obdafür allein die Untergrundstrahlung der Umgebung verantwortlich ist, muss in einerseparaten Messung überprüft werden.3.3.2. UntergrundKosmische- und terristische Umgebungsstrahlung kann ebenfalls vom Zählrohr registriertwerden. Alle gemessenen Zählraten müssen um diese Nullrate korrigiert werden.In einer ersten Messung wird überprüft, ob der Untergrund vom Magnetfeld oder dessenStärke abhängig ist. Ein derartiger Zusammenhang ist jedoch nicht zu beobachten.Bei abgeschaltetem Feld wurden über eine längere Zeit von t = 340 min in Abwesenheitder radioaktiven Präparate insgesamt 5608 Ereignisse registriert. Daraus ergibtsich bezogen auf das Zeitintervall von 100 s eine Nullrate vonN U = (27 ± 1) Counts/100 s ,wobei der Fehler über s U = √ N U /t berechnet und aufgerundet wurde. Wiederholungender Untergrund-Messung an unterschiedlichen Tagen, vor, nach und zwischen derDurchführung des Experiments, bestätigten dieses Ergebnis innerhalb der statistischenUnsicherheit.Im Falle des 22 Na-Spektrums fällt diese Nullrate der reinen Umgebungsstrahlung kaumins Gewicht. Der resultierende Untergrund besteht hauptsächlich aus den γ-Quantenund muss von den Zählraten abgezogen werden. Dazu bestimmt man den Mittelwert einesstabilen Bereichs des Spektrums, der in Abb. 3.16 farbig hinterlegt ist und korrigiertdie restlichen Zählraten entsprechend um diesen Betrag. Der Untergrund, der damitspeziell für die Messungen mit 22 Na ermittelt wurde, ergibt sich zuN U,Na = (482 ± 5) Counts/100 s .Der Fehler s U,Na auf diesen Mittelwert berechnet sich über die Gaußsche Fehlerfortpflanzungder Einzelfehler der gemessenen Zählraten.6 Auch der Zählrohrmantel ist für γ-Quanten und für genügend energiereiche β-Teilchen durchlässig.Die Nachweiswahrscheinlichkeit hängt dabei von ihrer Energie ab [34].47
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