Kalibrierung der Energieskala des Geräts
Die Kalibrierung der Energieskala des Spektrums ist entscheidend, um die Energie der Gammastrahlenlinien anhand ihrer Kanalnummern genau zu bestimmen. Geräte durchlaufen im Werk einen Kalibrierungsprozess, aber die Detektorparameter können sich im Laufe der Zeit ändern, was eine Kalibrierungsaktualisierung erforderlich macht. Dies erfordert im Voraus bekannte Quellen mit isotopischer Zusammensetzung und Energien. Die Kalibrierungspunkte sind die Scheitelpunkte der Spitzen im Gammaspektrum. Das Ergebnis der Kalibrierung sind die Kalibrierfaktorwerte, die das Gerät verwendet, um die Spektrumkanalnummer in den Strahlungsenergie-Wert in keV mithilfe eines quadratischen Polynoms umzuwandeln:
E = a₀ + a₁·x + a₂·x²
wo
x ist die Kanalnummer.
a₀, a₁, a₂ sind Kalibrierkoeffizienten.
Verfahren zur Kalibrierung der Energieskala des Spektrums
Die Kalibrierung wird an drei Punkten durchgeführt, um eine ausreichende Linearität über den gesamten Bereich der untersuchten Energien zu gewährleisten. Für die Durchführung der Kalibrierung benötigt der Benutzer ein Spektrum mit monoenergetischen Linien, die vorzugsweise am Anfang, in der Mitte und am Ende der Energieskala liegen. Zum Beispiel erzeugen die folgenden Isotope solche Linien:
- K-40 (1461 keV);
- Am-241 (59 keV);
- Lu-176 (202, 307 keV);
- Cs-137 (32, 662 keV);
- Th-232 (238, 583, 2614 keV);
- Ra-226 (78, 351, 609 keV);
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Th-232, ein natürlich vorkommendes Element, ist die bequemste und einfachste Option zur Kalibrierung. In den meisten Ländern weltweit sind kleine Mengen von Th-232 legal und in lokalen Geschäften erhältlich, zum Beispiel in Form von Schweißelektroden WT-20.
Sie können auch alternative Quellen oder deren Kombinationen zur Kalibrierung verwenden, wie z.B. Cs-137 und K-40. Es ist nicht notwendig, das Spektrum mit beiden Quellen gleichzeitig zu erfassen; Sie können zwei separate Spektren sammeln und sich die Kanäle merken, in denen die Linien während der Kalibrierung erscheinen. Zum Beispiel, nachdem Sie das Spektrum von Cs-137 gesammelt haben, notieren Sie, dass auf Kanal 3 ein Peak mit einer Energie von 32 keV war und auf Kanal 66 ein Peak mit einer Energie von 662 keV. Nachdem Sie das K-40-Spektrum gesammelt haben, geben Sie durch Auswahl dieser Kanäle die entsprechenden Energiewerte ein (32, 662, 1461 keV).
Für eine Drei-Punkt-Kalibrierung mit einer einzigen Quelle ist es am besten, Th-232-basierte Quellen zu verwenden. Es muss jedoch eine besondere Eigenart berücksichtigt werden: Die erste Linie sollte besser auf der Niedrigenergieebene gewählt werden, insbesondere die Röntgenfluoreszenzlinie. Wenn die Quelle eine thorierte Elektrode ist, wird die Röntgenfluoreszenzenergie etwa 65 keV betragen. Wenn die Quelle keine schweren Elemente enthält, wird die Linie eine Energie von etwa 88 keV haben.
Nach der Kalibrierung des Geräts ist es ratsam, es an Quellen mit einer anderen isotopischen Zusammensetzung zu testen. Zusätzlich können sich aufgrund der durch die diskrete Natur des Kanalabstands eingeführten Nichtlinearität die Linien nicht immer genau mit dem vorgesehenen Kanal ausrichten. Dies gilt insbesondere am Anfang des Spektrums.
Wenn eine grobe Kalibrierung ohne Quelle erforderlich ist, wird das K-40-Isotop empfohlen. Sie sollten das Hintergrundspektrum wählen, bei dem der Peak bei 1461 keV oder Kalidünger deutlich sichtbar ist, und der Peak sollte vollständig in Gelb gefärbt sein. Dann passen Sie durch Eingabe der Einstellungen den Kalibrierungsfaktor A1 in Schritten von 0,1 an, bis der Gipfel des Peaks 1461 keV erreicht.
Kalibrierverfahren
- Positionieren Sie das Gerät und die zu messende Referenzquelle so nah wie möglich beieinander. Der Detektor sollte mit einem "+"-Zeichen auf der Quelle platziert werden, oder wenn die Quelle stark ist, sollte er mit einem "+"-Zeichen in ihre Richtung zeigen. Es ist vorzuziehen, dass die Zählrate während der Kalibrierung 500 cps nicht überschreitet.
- Im Tab "Spektrum" setzen Sie das Spektrum zurück, indem Sie auf
klicken und "Akkumulation neu starten" aus dem Dropdown-Menü auswählen. - Nachdem Sie die Referenzpunkte ausgewählt haben, warten Sie, bis alle Spektrallinien (Gauss-Kurven), die für die Kalibrierung verwendet werden, gelb werden. Dies zeigt an, dass die Spektraldaten eine ausreichende statistische Zuverlässigkeit erreicht haben.
- Tippen Sie auf
und wählen Sie "Energie-Skalen-Kalibrierung" aus dem Dropdown-Menü. Oben im Tab werden Sie aufgefordert, den Energie-Wert einzugeben.

- Berühren Sie das Diagramm und bewegen Sie die Markierungslinien, um den ersten Punkt im Diagramm auszuwählen. Geben Sie die Energie ein, die dem Punkt neben der "Weiter"-Taste entspricht. Tippen Sie dann auf die "Weiter"-Taste.
- Wiederholen Sie diesen Vorgang zweimal und drücken Sie dann die "Fertig"-Taste.
- Die Anwendung überprüft die Gültigkeit der Kanalnummernwerte. Wenn die Werte ungültig sind, wird eine Diagnosemeldung angezeigt. Wenn die Werte gültig sind, erscheint ein Fenster mit einer Tabelle, die die Energiewerte und die entsprechenden Spektrumkanalnummern zeigt, zusammen mit den berechneten Kalibrierungsfaktoren unterhalb der Tabelle:

Ungültige Kalibrierfaktorwerte werden in Rot angezeigt. Die Anwendung verhindert, dass diese Werte auf das Gerät geschrieben werden.
Sie können die Tabellendaten manuell korrigieren, und Änderungen an Energien und/oder Kanalnummern werden die Faktorwerte automatisch neu berechnen.
- Drücken Sie die Schaltfläche "Faktoren auf Gerät programmieren", um die Kalibrierung abzuschließen. Wenn die Kalibrierung aus dem Ansichts-Tab gestartet wurde, speichert die Schaltfläche das derzeit zur Ansicht geöffnete Spektrum mit neuen Koeffizienten in der Bibliothek.
Wenn Sie die Werkseinstellung des Geräts wiederherstellen oder die Kalibrierungsfaktoren manuell anpassen müssen, können Sie die Schaltfläche "Kalibrierungsfaktoren" im Dialogfeld „Geräteeinstellungen“ verwenden.
Aktualisiert: 9. Jan. 2026