Nuclear Thermometry
Misura di Temperature Bassissime con Termometro a Orientazione Nucleare
Corso di Esperimentazioni di Fisica Nucleare e Subnucleare (3° anno della Laurea in Fisica)
La termometria ad orientazione nucleare misura la temperatura dalla distribuzione angolare deil'emissione dei fotoni nel decadimento gamma di alcuni isotopi come il 60Co. La direzione di emissione dei fotoni non è isotropa e allineando i nuclei la distribuzione ha massimi a 90° rispetto allo spin nucleare. Singoli cristalli cubici di cobalto con impurezze di 60Co presentano un campo magnetico cristallino che è in grado di orientare i nuclei di 60Co e possono quindi essere utilizzati come termometri a orientazione nucleare con la massima sensibilità intorno a 7 mK. Il termometro a orientazione nucleare è un termometro primario.
Riprodotto da H. Marshak
L'esperienza consiste nel misurare la temperatura di base di uno dei refrigeratori del Laboratorio di Criogenia utilizzando un termometro di 60CoCo e uno scintillatore NaI per misurare l'anisotropia dell'emissione gamma.
L'attività prevede prima di tutto la caratterizzazione dello scintillatore e l'ottimizzazione della catena di lettura. Poi il termometro viene montato in un refrigeratore e si effettua la misura dell'anisotropia prendendo spettri a 4K e alla temperature di base (circa 6 mK).
- Marshak, H. "Nuclear orientation thermometry." Journal of Research of the National Bureau of Standards 88.3 (1983): 175-217. link