naiγ闪烁谱仪及γ射线能谱的测量预习报告--张海潮

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1、相对论实验谱仪及y射线能谱的测量y射线的吸收与物质吸收系数y的测定--物理07207180239张海潮摘要：在明白丫射线与物质相互作用的基本特性基础上，通过正确使用Nal(Tl)丫谱仪分析来测量137Cv和6()CV?的y能谱，并求出各项指称，分析谱形。了解多道脉冲幅度分析器在Nal(T1)单晶y谱测S屮的数据采集及某基本功能。根据y射线与物质(被束缚在原子中的电子；自由电子；库仑场；核子)相互之间的作用的特性；了解窄束Y射线在物质中的吸收规律；通过一定的仪器來测量丫射线在不同物质中的吸收系数，并对比不同物质的吸收系数关键字：RES

2、-02型相对论效应实验谱仪、能谱、Y射线、物质吸收系数U、光电效应、康普顿效应、电子对效应、137Cv,60Cr?引言.•丫射线是原子核能级跃迁的辐射，它是一种不含任何带点微粒、不受电场影响，并且穿透本领很强的特殊电磁波。波长短于0.2埃的电磁波。首先巾法国科学家P.V.维拉德发现，是继(X、(3射线后发现的第三种原子核射线。丫射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生丫射线。丫射线具有比X射线还要强的穿透能力。因为丫射线有很强的穿透力，所以工业中可用來探伤或流水线的自动控制。丫射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。

3、原子核由高能级向低能级跃迁时会放出y射线。它是一种波长极短的电磁波，某能fi由原子核跃迁前后的能级差来表示，即&=£；2_£i=Av。射线与物质发生相互作用则产生次级电子或能量较低的Y射线。我们将Y射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到y辐射强度按能量的分布，即所谓“能谱”。测量能谱的装置称为“能谱仪”。本实验中主要应用Nal丫闪烁谱仪来测量丫射线的能谱。在科研、工农业生产、医疗和环境保护等方面，应用丫射线的能谱测董技术，可以分析活化以后的物质屮各种微量元素的含量。但直接测呈丫射线的强度是很困难的。闪烁探测器是利用带电粒

4、子转化成带电粒子对物质原子的激发，从而产生发光效应来探测射线的，它还能测量粒子强度和能量，由于具有探测效率高和分辨时间短等优点得到广泛应用。正文：—>Nal(Tl)Y闪烁谱仪1、Nal(Tl)Y闪烁谱仪的介绍与说明Nal(T1)闪烁探测器示意图上图是Nal(T1)丫闪烁谱仪的基本结构。当放射源发出的丫射线进入闪烁体时，丫光子即与闪烁体屮的原子、分子及晶体系统发生相互作用(如光电效应；康普顿效应和电子对效应等)。相互作用的结果产生次级电子，丫光子的能量转化为次级电子的动能。探头的闪烁体是荧光物质，它被次级电子激发而发出荧光，这些光子射

5、向光电倍增管的光阴极。由于光电效应，在光阴极上打出光电子，每个光电子在光电倍增管中的打拿极(倍增管)上打出多个光子，这些电子又打在其他极的打拿极上，打出更多的电子，经过多次倍增，最后又大量电子射向管子的阳极，转变成电信号输出。以上光电转换过程之间能够保持良好的线性关系，从而使光电倍增管输出的脉冲幅度，正比Is丫光子在闪烁体内rti各种效应而产生的次级电子的能M。通常，光电倍增管输出的脉冲幅度不超过iv,所以必须经过线性脉冲放人器放人后，再输入到单道(或多道)脉冲幅度分析器中，对不同幅度的脉冲强度进行分析。单道脉冲幅度分析器的原理图如

6、下图所示：输入出上甄别阀V+DVIzIrI7下甄别阀单道脉冲幅度分析器主要由上下两个甄别器和一个反符合电路组成。上甄别器有较高的阀电压V+DV,下甄别器有较低阀电压V,DV称为道宽。反符合电路的作用是，仅当一个输入端有信号输入时才有信号输出。这样，脉冲A不能通过上下甄别器，脉冲C都能通过上下甄别器，这些怙况都不能使反符合电路有信号输岀。只有介于上下甄别阀之间的脉冲B才能触发反符合电路使单道分析器有脉冲输出，送到定标器进行计数。我们通过不断改变甄别器阀V,就可能的得到脉冲计数率按其幅度分布的曲线，叫作“脉冲谱”。由于脉冲幅度正比于丫

7、射线的能量，所以脉冲谱就是丫射线的能谱曲线。以上只是单道分析器的“微分”测量的情形。当做“积分”测量时，上甄别器不输出脉冲到反符合电路，故只要幅度商于下甄别阀的脉冲均能通过分析器得计数。所以，我们可以通过不同的需要作“微分”和“积分”之间的转换多道分析器相当于多个单道分析器。它把分析器的分析范围按不同的测量需要平均分成256道、512道、1024道、2048道等，各道能同时测量，可测出介于各窄小道宽内的脉冲强度，即可在屏幕上同时显示各道的计数，也可由打印机打印出来，因此能便捷地测:W:能谱。2、Nal(Tl)Y闪烁谱仪的主要指标由于

8、单能带电粒子在闪烁体内损失能量引起的闪烁发光所放出的荧光光子数有统计涨落；一定数量的荧光光子打在光电倍增管光阴极上产生的光电子数目有统计涨落。这就使同一能量的粒子产生的脉冲幅度不是同一大小而近似为高斯分布。能量分辨率的定义是：D£h=