Ich habe bereits eine ähnliche Frage gestellt, aber diese Frage bezog sich speziell auf den Fall K-40. Ich werde es auf jeden Fall verallgemeinern
Meine Frage bezieht sich auf das Gebiet der Gammaspektroskopie und allgemeiner auf die Kernphysik.
Wenn ich in meinem Gammaspektrum einen Energiepegel über 1022 keV entdeckt habe, muss ich dann immer sowohl mit einfachen als auch mit doppelten Escape-Peaks rechnen? Wenn ja warum? Wenn nein, warum nicht?
Oder alternativ, und eine Antwort darauf wäre ebenso zufriedenstellend, warum beobachte ich einzelne und doppelte Fluchtpeaks für einige Isotope und nicht für andere?
Das Auftreten einer Paarbildung innerhalb des Detektors hängt von der Gammaenergie und dem Detektormaterial ab. Das Auftreten von Escape-Peaks zusätzlich zu einem gegebenen Peak mit voller Energie hängt von der Detektorgeometrie und der Probengeometrie ab.
Wenn die Gammaenergie groß genug ist, um die Paarbildung relevant zu machen, kann das Photon verschwinden und durch ein Elektron und ein Positron ersetzt werden. Das Elektron und das Positron können einige Millimeter zurücklegen, bevor sie ihre kinetische Energie an das absorbierende Medium verlieren. Wenn seine kinetische Energie niedrig wird, kann sich das Positron mit einem Elektron im absorbierenden Medium verbinden. Dann verschwinden beide und werden durch zwei Vernichtungsphotonen ersetzt. Wenn ein Vernichtungsphoton ohne Wechselwirkung innerhalb des Detektors entweicht, erscheint im Spektrum ein einzelner Fluchtpeak bei einer Energie von 0,511 MeV unterhalb des Vollenergiepeaks. Wenn beide Annihilationsphotonen entkommen, erscheint ein doppelter Fluchtpeak bei einer Energie von 1,02 MeV unterhalb des Vollenergiepeaks.
Bei einem (theoretisch) sehr großen Detektor interagieren alle Sekundärstrahlungen, einschließlich Vernichtungsphotonen und Compton-gestreuter Gammastrahlen, innerhalb des Detektors. Da dem Detektor nichts entweicht, ist die Gesamtenergie einfach die ursprüngliche Gammaenergie. Die Detektorantwort ist die gleiche, als ob das ursprüngliche Photon eine einzelne photoelektrische Absorption erfahren hätte. Das Spektrum zeigt nur die Vollenergiespitze, aber keine Fluchtspitzen.
Bei einem (theoretisch) sehr kleinen Detektor (klein im Vergleich zur mittleren freien Weglänge der sekundären Gammastrahlung) entweichen praktisch alle Vernichtungsphotonen aus dem Detektor. Zusätzlich zu dem Vollenergie-Peak zeigt das Spektrum einen doppelten Escape-Peak, aber keinen einzelnen Escape-Peak.
Für einen (echten) Detektor mittlerer Größe werden die Wirkungen von großen und kleinen Detektoren mit Wirkungen kombiniert, die sich auf eine teilweise Wiedergewinnung sekundärer Gammastrahlung beziehen. Neben dem Vollenergiepeak und dem Double-Escape-Peak tritt häufig ein Single-Escape-Peak auf, wenn ein Vernichtungsphoton entweicht, das andere aber vollständig absorbiert wird. Darüber hinaus bestehen andere Möglichkeiten, bei denen eines oder beide der Vernichtungsphotonen teilweise durch Compton-Streuung umgewandelt werden und das gestreute Photon anschließend entweicht. Solche Ereignisse führen zu einem breiten Kontinuum im Spektrum zwischen dem Vollenergie-Peak und dem Double-Escape-Peak.