Gammaspektroskoopiat

Gammaspektroskoopiat, tunnetaan myös gammaspektroskopiana, on analyyttinen tekniikka, jota käytetään mittaamaan gammasäteilyn energiajakaumaa. Se perustuu gammasäteilyn vuorovaikutukseen materiaalin kanssa, joka absorboi tai sirottaa säteilyä. Yleisimmin gammaspektroskoopiatta käytetään radioaktiivisten näytteiden tunnistamiseen ja kvantifiointiin, erityisesti ydinvoimaloissa, ydinaseiden valvonnassa ja lääketieteellisessä kuvantamisessa.

Tekniikka hyödyntää ilmiötä, jossa gammasäteily, osuessaan esimerkiksi puolijohdedetektoriin, synnyttää sähköimpulsseja. Impulssin amplitudi on suoraan verrannollinen gammasäteilyn fotonin energiaan. Kun suuri määrä impulsseja kerätään, muodostuu spektri, joka kuvaa gammasäteilyn energian jakaumaa. Spektrin piikit vastaavat tiettyjä energioita, jotka ovat ominaisia kullekin radioaktiiviselle isotoopille. Analysoimalla näiden piikkien sijaintia ja korkeutta, voidaan tunnistaa läsnä olevat isotoopit ja määrittää niiden pitoisuudet.

Gammaspektroskopian tyypillisiä sovellusalueita ovat ydinmateriaalien analyysi, ympäristön radioaktiivisuuden seuranta, geologinen tutkimus ja tähtitiede, jossa sitä käytetään kosmisen gammasäteilyn tutkimiseen. Detektoreina käytetään yleisesti litiumilla jäähdytettyjä germaniumdetektoreita (HPGe) niiden korkean energiatarkkuuden vuoksi. Myös natriumjodidi- (NaI) ja scintillointilaseihin perustuvia detektoreita käytetään, erityisesti kun tarvitaan suurempaa herkkyyttä ja nopeampaa mittausta, vaikka niiden energiatarkkuus onkin heikompi.