《核辐射测量上》PPT课件

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1、第二章核辐射测量射线的探测→核辐射探测器，三类：1.气体电离探测器原理：射线→工作气体→电离→电子→阳极收集电荷如：GM管、电离室计数率电压坪曲线死时间校正2.闪烁计数器射线→闪烁体（固闪、液闪）→产生荧光→转换成电讯号→放大→记录3.半导体探测器讯号正比于射线强度锂漂移型（Ge(Li)、Si(Li))能量分辨率高，能谱分析第一节固体闪烁计数器（一）探头一、仪器工作原理γ→1.闪烁体吸收射线，将射线能转化为光子①无机晶体NaI（Tl）→γ射线ZnS（Ag）→α射线CsI（Tl）→β射线②有机闪烁体（有机晶体、塑料闪烁体）→β射线优点：可塑性，低本底，不潮解NaI（Tl）晶体

2、的工作原理碘的原子量高、易吸收γ射线（三个效应）导带满带禁带能带原理孤立能级293310＞420nm井型NaI（Tl）晶体（图2-1），增加测量立体角，提高测量效率，125I≥70%理想闪烁体：①Z↑②发光效率↑③光谱匹配④τ短⑤自身透明2.光导作用：减少全反射，提高测量效率PMTiciPMTici一般是硅油n大→ic大→全反射↓→E↑ic：临界角n：折射率3.光电倍增管（PMT）光→电子→放大（倍增）①光阴极→产生光电子要求：ⅰ光谱匹配ⅱ光电转换效率↑②打拿极（次阴极）→电子倍增光电子在电场加速作用下，在打拿极打出更多电子，若每个打拿极倍增因子为4，12个打拿极总增益为：

3、412≈1.7×107③阳极→收集电荷，经RC电路产生一个负脉冲，脉冲大小与电荷量相关工作条件选定：信噪比优点：①E↑②τ短缺点：对高压要求高（二）核电子仪器2.甄别器甄别阈只有大于甄别阈的脉冲才能通过甄别器，进入计数电路。作用：降噪，降本底3.脉冲幅度分析器（单道）有上、下2个甄别器加一个反符合电路组成。二个甄别器阈值之差→道宽→计数窗（计数道）多道脉冲幅度分析器（256，4096道）1234上甄别器下甄别器脉冲1和2上甄别器反符合电路输出脉冲4脉冲1,2和4下甄别器二、γ射线样品测量（一）γ射线能量测量1.单能γ射线能量光电峰能量≈γ射线能量确定核素的特征（依据）△EE

4、0光电峰2.125I的γ能谱EC后核退激，Er=35.5keVK俘获后及发射IC电子后X1：31keVX2：27.5keVK俘获后X1X2e-γ与x光子时而单独辐射，时而出现符合事件。故而出现2个光电峰：27.5~35.5keV58~66keV27.5~35.558~66单道谱仪：设定道宽，逐步改变下甄别位置，分别测定γ谱的不同部分，最后完成全谱。3.γ射线能谱测定多道谱仪：设定道宽，同时测定能谱各部分，得到能谱能量分辨率=∆E/E0137Cs光电峰NaI(Tl)分辨率≈7%~10%Ge(Li)4096道→~1%（二）γ射线活度测量1.绝对测量与相对测量绝对测量---不借助

5、于中间手段直接测得样品的活度值。Bq、dpm相对测量---测得样品的脉冲计数率，如cpmcpm=dpm×E（测量效率）在相对测量中，借助于模拟源或标准源，测得测定效率E，然后间接测得样品的活度值微分测量---只记录脉冲幅度介于两个甄别阈之间的脉冲2.积分测量与微分测量积分测量---将脉冲高度高于甄别阈的脉冲全部记录下来②样品测定（计数道，125I）微分测量一般用于：①能谱测定（三）工作条件的选择1.工作电压改变（逐渐升高）工作电压，使信噪比最大（坪曲线）即为合适的电压2.甄别阈和道宽的选择计数道：含全部的光电峰。如125I原则同上1.几何位置2.样品体积3.射线能量4.仪器

6、分辨时间5.晶体尺寸（四）相对测量的影响因素第三节放射性测量的统计学一、放射性衰变的统计规律λ是单个原子核在单位时间内的衰变几率，对于整个样品而言（N个原子核），λN则是单位时间内衰变的原子核数目，即活度A假定λ为10-5/s，平均每个原子核在1秒内的衰变几率为10-5，若样品有106个原子核，则1秒内平均有10个原子核衰变。以此类推，只要知道N和λ，即可精确的计算出放射性核素在任何时刻的衰变数（A），进而算出n，然而事实并非如此。例如用同一个放射源在相同的测量条件下测量多次，得计数率n，每次的n值并不相同，与理论计算结果也不同，这是因为尽管每个原子核具有相同的衰变几率λ，

7、但哪个原子核先衰变，哪个后衰败，却无固定次序，纯属偶然事件，而大量的偶然事件则又服从一定的统计规律。上述测量结果虽与理论值不同，却服从一定的统计分布。这种分布在统计学上称作泊松分布，且重复测量多次时的均值与理论值相近。如果进行无数次测量，则与理论值一致，如硬币投掷2面出现的概率当n较小时（n≤10），泊松分布成偏态，当n较大时（n≥16），分布趋于正态即高斯分布（正态分布，呈钟罩形），位于曲线最高处，左右对称高斯分布是泊松分布的特例泊松分布高斯分布二、放射性测量的统计误差计数N=nt根据泊松分布原理，N的方差，是多