Energy Calibration

4月10日から13日


はじめに

  4月8日に測定したCo-60,Cs-137,Pedestalの結果に加えて、11日に測定したNa-22の結果を用いてエネルギー較正をしています.

2011,05,02更新
  ピークへのfitting時にχ^2/ndfがおかしくなっていました。 これを解決するため、ヒストグラムのスケールを、線源のスケールにあわせました。
  ただ、最後の"ch-energy"の図と"ch-sigma"の図はχ^2/ndfの値が間違っている思います。余裕があるときに手計算でもしましょうか。

2011,05,05更新
M先生のご指摘、ご要望に応じて

   Co-60の出すガンマ線のエネルギーを1133keV,1177keV1から1173keV,1333keVに修正しました。
   エネルギー構成の際、K-40(1468keV)とI-131(364keV)を加えました。データはBG0408とIWAKI_SAND_0408からフィッティングしました。

の点を変更しました。
また、チャンネルとエネルギーのキャリブレーションと、フィットしたガウス関数のシグマとチャンネルのキャリブレーションにおいて、エラーバーを付け足しました。 ちゃんとついてます。見えないだけです。

使用したデータ

BGとサンプル

  青いヒストグラムはBGです。
  緑色のヒストグラムはサンプルです。
  黒いヒストグラムは、サンプルのヒストグラムからBGのヒストグラムを引いたものです。

./fit_Co60_HV1850_0408_overview.png
Co-60
./fit_Cs137_HV1850_0408_2_pol2_overview.png
Cs-137
./fit_Pedestal_HV1850_0408_overview1.png
Pedestal
./fit_Pedestal_HV1850_0408_overview2.png
Pedestal(横軸のスケール調整後)
./fit_Na22_HV1850_0411_1_overview.png
Na-22
./fit_Iwaki_Sand_HV1850_0408_overview.png
I-131(in Iwaki Sand)
./fit_K40_with_BG__0408_overview.png
K-40(in BG)
  スケールは各ヒストグラムに対し, scale0/scale2/scale3 をかけて調整しています.
  変更しました.詳しくは "始めに" を参照してください。

Fittingについて

  各線源のピークのチャンネルは、ピークに対してFittingを行うことで特定しています。

Co-60 ./fit_Co60_HV1850_0408.png   Co-60のFittingは2つのピークを同時に行いました。 ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)+ガウス関数(青,パラメータ:p3,p4,p5)+2次関数(ピンク ,パラメータ:p6,p7,p8)の関数の重ね合わせです。
  この結果、
2878.02CH1173keV
3260.44CH1333keV
という対応関係が得られました。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。
Cs-137 ./fit_Cs137_HV1850_0408_1.png   Cs-137のFittingです。 ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)+2次関数(青,パラメータ:p3,p4,p5)の関数の重ね合わせです。
  この結果、
1667.51CH662keV
という対応関係が得られました。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。
Cs-137(の娘核種であるBa-137の放出するガンマ線,33keV) ./fit_Cs137_HV1850_0408_2.png ./fit_Cs137_HV1850_0408_pol4.png   正確には
32.2keV5.6%
36.4keV1.3%
のガンマ線からエネルギー較正をしたいのですが、技術的に難しいので、放出割合の重みをつけ,33keVのガンマ線としてfittingしています。
ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)+2次関数(青,パラメータ:p3,p4,p5)の関数の重ね合わせです。
  この結果、
124.95CH33keV
という対応関係が得られました。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。
2011,5,4更新
  χ^2/ndfを気にして、ガウス関数+4次関数でもfittingをしてみました(画像下)。 このFittingを行うと
124.875CH33keV
という対応関係が得られました。 この関係は2次関数でFittingしたときとほとんど変わらないのですが、シグマの値が11.290となりました。 2次関数でFittingしたときのシグマの値は13.09でした。
Na-22 (511keV) ./fit_Na22_HV1850_0411_1.png   Na22のFitting(1)です。
ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)でFittingしています。
  この結果、
1323.77CH511keV
という対応関係が得られました。
  横軸のレンジをかえた図は こちら です。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。
Na-22 (1275keV) ./fit_Na22_HV1850_0411_2.png   Na22のFitting(2)です。 ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)でFittingしています。
  この結果、
3143.26CH1275keV
という対応関係が得られました。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。
Pedestal ./fit_Pdestal_HV1850_0408.png   PdestalのFittingです。 ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)でFittingしています。
  この結果、
33.35CH0keV
という対応関係が得られました。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。
K-40(in BG) ./fit_K40_with_BG_0408.png ./fit_K40_with_BG_0408_set_ranged.png   K-40のFittingです。 ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)+2次関数(青,パラメータ:p3,p4,p5)でFittingしています。
  この結果、
3604.43CH1461keV
という対応関係が得られました。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。
I-131(in Iwaki Sand) ./fit_IwakiSand_HV1850_0408.png   I-131のFittingです。 ガウス関数(赤,パラメータ:p0,p1,p2)+2次関数(青、パラメータp3,p4,p5)でFittingしています。
  この結果、
966.08CH364keV
という対応関係が得られました。
  このFittingを行ったマクロです。
  このFittingの流れをPDFファイルにまとめました。

結果

  上のFittingから求めたCHとエネルギーの関係を用いて、エネルギー較正を行いました。
  CHに対するエネルギーのグラフと、エネルギーに対するFitting時のピークの誤差のグラフを以下に示します。

2011,5,4追加
上にも書いてあるように、キャリブレーションでエラーバーを追加しました。 また、サンプルにあたピークとBGにあったピークからI-131とK-40の値も追加しています。
ですが、ch-シグマのfittingがうまくいきません。 Co-60,K-40の点3つがFittingした曲線から大きく離れています。


エネルギーに対するCH ./ch_energy_0408.png   これより
Energy = 0.404*[CH] -13.47
という関係が得られます。
  注)左のグラフは横軸がエネルギーで、縦軸がCHです。 Fittingの際、pedestalを通る1次関数を求めるときにこの様な軸をとると簡単にできてしまったので、この様なグラフになりました。
ガウス関数の幅(sigma)に対するエネルギー sigma_and_ch_0408hogehoge.png   これより
$ \sigma = 1.57* \sqrt{ [CH] } -4.85 $
という関係が得られました。
 


TOP

Back

エネルギー較正目次へ