Posouzení vlivu nežádoucích vibrací vzorku na parametry spektra ve standardním transmisním Mössbauerově spektrometru

Bc. Marek JIRUŠ

Master's thesis

Estimation of the spectrum quality affected by the external undesirable vibration forced on the sample under analysis in the transmisson Mössbauer spectrometer

Anotácia:

Tato práce se soustřeďuje na pozorování vlivu mechanických vibrací vzorku na parametry a obecné vlastnosti spektra Mössbauerova spektrometru v transmisní geometrii. Kromě přímého vlivu vibrací na spektrum pozorujeme také možnosti odstranění vzniklých artefaktů, jako jsou například neobvyklá štěpení čar a parazitního rozšiřování spektrálních píků. V první části provádíme matematický popis rezonanční emisní absorbce gamma záření v závislosti na relativním pohybu zářiče a absorbéru. Vytvoříme matematický model pomocí kterého budeme vytvářet simulovaná spektra pro náš kalibrační vzorek ve formě fólie z NH4Mg57Fe(CN)6 při standardních laboratorních podmínkách. Se znalostí matematického modelu jsme provedli skutečná měření na spektrometru v transmisní geometri, kde jsme pomocí indukčního lineáního aktuátoru připojeného ke vzorku zaváděli nucené mechanické vibrace různých parametrů. Při volbě typu mechanických výchylek se zohledňovala amplituda rychlosti, frekvence, spektrální složení a tvar vstupního signálu. Naměřená spektra jsme porovnali s teoretickými a diskutovali použitelnost matematického modelu. Druhá část práce se zaměřuje na digitální "post-processing" se snahou odstranit zkreslení spekter, potenciálně vylepšit zatížená spektra a získat tak jejich přesnější specifické parametry při znalosti negativních vlivů jež ovlivňují měřící soustavu. V závěru diskutujeme úspěšnost použité metody pro vylepšení spekter a budoucí aplikaci pro tvorbu automatizovaného systému pro provádení této úpravy.

Abstract:

This work is focused on observation of influence of mechanical vibrations of sample on parameters and general properties of spectrum in Mössbauer spectroscopy based in transmision geometry. Besides observing direct effect of vibrations on spectra, we also look for possibilities of removal of created artefacts, for example an unusual line splitting, and parasitic widening of spectral lines. In the first part of this work we carry out a mathematical description of resonant emission and absorption of gamma radiation with dependance on relative motion of absorber and emitter. We create a mathematical model which we use to simulate spectra for our calibration sample in the form of a thin NH4Mg57Fe(CN)6 film in standard laboratory conditions. With the knowledge of the mathematical model we perfomed real measurements with the spectrometer in transmision geometry where with the use of an induction linear actuator connected to the sample we induced forced mechanical vibrations of different parameters. When choosing the type of mechanical deviations we took into consideration amplitude of velocity, frequency, spectral composition and the shape of the input signal. We compared the spectra with the theoreticaly obtained and discussed the usability of the mathematical model. The second part of the work focuses on digital "post-processing" with the aim to remove distortion of spectra, pontentially improve the negatively affected spectra and to acquire their more accurate specific parameters while knowing the specifics of the negative effects that influence the measurement system. In the conclusion we discus the success of the method used to recover spectra and future aplications for creation of an automated system for execution of this processing.

Kľúčové slová

Mössbauerova spektroskopie, transmisní geometrie, mechanické vibrace vzorku, hustota pravděpodobnosti vibrací, zatížené spektrum, vibrační modulace

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 5. 2016

Zverejniť od: 19. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. RNDr. Jiří Pechoušek, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Physics / Applied Physics