W widmie cząstek monoenergetycznych, np. kwantów γ emitowanych przez izotopy promieniotwórcze, występują wyraźne maksima (tzw. fotowierzchołki), których położenie określa energię poszczególnych kwantów, a powierzchnia (liczba zliczeń) ich względne natężenie. Dane te pozwalają m. in. zidentyfikować izotopy będące źródłem badanego promieniowania.
Rys. 4. Widmo energetyczne promieniowania w powietrzu w Lublinie (pomiar trzymiesięczny).
Typowe widmo zarejestrowane przez nasz detektor scyntylacyjny, umieszczony w powietrzu na dachu 10 piętrowego budynku Instytutu Fizyki UMCS, pokazane jest na rys. 4. Fotowierzchołki reprezentujące monoenergetyczne kwanty γ wyróżniają się stosunkowo słabo (w obszarze energii do ok. 3000 keV) na tle dominującego widma ciągłego, które osiąga maksimum przy energii ok. 140 keV, a następnie obniża się stopniowo wraz ze wzrostem energii. To ciągłe widmo jest wynikiem rejestracji obecnych w powietrzu kwantów γ, zarówno pochodzenia jądrowego, jak i kosmicznego oraz cząstek wtórnego promieniowania kosmicznego. Obszar widma powyżej 3000 keV reprezentuje już tylko promieniowanie kosmiczne.
Fotowierzchołki opisane na rys. 4 odpowiadają najintensywniejszym liniom w widmie promieniowania γ izotopów promieniotwórczych K-40, Bi-214, Tl-208 i Ac-208 znajdujących się w warunkach naturalnych w glebie i w aerozolach w powietrzu. Linie widma promieniowania γ odpowiadają energiom najliczniej emitowanych kwantów. Zgodnie z oczekiwaniami nie wykryto promieniowania γ takich izotopów jak I-131 i Cs-137, występujących przy skażeniu powietrza produktami rozszczepienia jąder uranu.
Na rys. 4 zaznaczono też przedziały energetyczne obejmujące fotowierzchołki monitorowanych przez nas kwantów γ izotopów K-40 (1461 keV), Bi-214 (1764 keV) i Tl-208 (2615 keV), a także świadczących o ewentualnym skażeniu radiacyjnym izotopów I-131 (365 keV) i Cs-137 (662 keV). Podczas obliczeń liczby zliczeń odpowiadającej kwantom γ o danej energii odejmowane są zliczenia pochodzące od ciągłego tła, tak jak pokazano na rysunku.
