CASSY Lab 2 - Institut für Experimentelle Kernphysik

Cäsium-137
CASSY Lab 2
Cäsium-137 ist ein künstlich hergestelltes radioaktives Isotop mit einer Halbwertszeit von 32 Jahren. Es zerfällt durch
β-Zerfall in Barium-137. Von diesen Zerfällen führen 94,6 % über einen metastabilen angeregten Zustand des Bariums,
Ba-137 m, der mit einer Halbwertszeit von 156 s ein γ-Quant von 661,6 keV aussendet und damit in den
Grundzustand übergeht. Die restlichen 5,4 % führen direkt in den Grundzustand des Bariums. Die emittierten Elektronen
besitzen eine Maximalenergie von 513,97 keV und 1175,6 keV.
Das metastabile Barium kann seine Energie nicht nur in Form eines γ-Quants mit 661,6 keV abgeben, sondern in
anderen Fällen auf ein Elektron der 1s Schale seiner Atomhülle übertragen ("innere Konversion"). Die Elektronen
weisen eine Energie von 625,67 keV auf, entsprechend der Anregungsenergie des Bariums abzüglich der Bindungsenergie
des Elektrons. Im Gegensatz zum Betazerfall ergibt sich bei der Konversion kein Kontinuum der Elektronenenergie,
da kein drittes Teilchen beteiligt ist. Das Loch in der 1s Schale wird dann aus höheren Schalen aufgefüllt,
wobei die Energie als charakteristische Röntgenstrahlung des Bariums abgegeben wird, insbesondere als Kα Linie
bei 32,19 keV.
Aufgrund der monoenergetischen γ-Linie bei 661,6 keV ist dieses Isotop gut geeignet für Untersuchungen zum
Compton-Effekt und zur Energiekalibrierung.
Je nach Umhüllung des Präparates ist die Kα-Konversionslinie bei 32,19 keV sichtbar und ebenfalls zur Energiekalibrierung
verwendbar. Der Cs/Ba-137 Isotopengenerator (559 815) enthält Cs-137 als Salz, aus dem das Ba-137 m
ausgewaschen werden kann. Aufgrund der geringen Masse des umhüllenden Plastikgehäuses zeigt diese Quelle
auch ohne Auswaschen eine deutliche Linie bei 32,19 keV und einen sehr schwachen Rückstreupeak bei 184 keV.
Im Gegensatz dazu zeigt das Mischpräparat (559 84) einen deutlichen Rückstreupeak aufgrund des Aluminiumhalters
und keine Kα-Konversionslinie. Es ist zusätzlich Am-241 enthalten, dessen 59,54 keV Linie gleichfalls zur Kalibrierung
verwendet werden kann.
γ-Spektrum des Cs-137, rückstreuarmes Präparat mit Kα-Linie
Zurück zur Übersicht
© by LD DIDACTIC GmbH · Leyboldstraße 1 · D-50354 Hürth · www.ld-didactic.com
Tel: +49-2233-604-0 · Fax: +49-2233-222 · E-Mail: info@ld-didactic.de · Technische Änderungen vorbehalten
498