放射性地球物理第4章带电粒子测量方法

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1、第4章带电粒子测量方法野外伽马测量仪器野外伽玛能谱仪简介以FD－3022为例主放大器多道分析器微处理机系统液晶显示器主机探测器前置放大器探头稳谱控制高压低压FD－3022γ能谱仪原理框图闪烁计数器将γ射线转换为电脉冲，电脉冲的幅度与射线能量成正比，脉冲计数率与射线强弱有关；放大器将探测器给出的脉冲线性放大，成形展宽后送至六个脉冲幅度分析器进行幅度分析；然后信号按幅度分成六路，分别进入六个计数器进行定时计数；计数器将记录的脉冲数送入单片机。六个脉冲幅度分析器中4个用于测量总放射性、铀、钍、钾，2个用于采集稳谱数据。单片机系统主要包括单片机芯片、程序存储器、数据存储器、接口和总线等，在固化于程序存

2、储器中的应用软件支持下，起着定时、控制、给出稳谱信号、系数保存、含量运算及显示结果等作用。它对四个测量道的计数进行运算，利用液晶显示器给出铀、钍、钾含量及总道的铀当量含量，以便操作者记录。还对两个稳谱道的计数进行比较，比较的结果通过数模变换器输出一直流电压，作为脉冲幅度分析器的阈压，通过调整阈压来实现稳谱。仪器所用的参考源是137Csγ源。r射线通过物质谱线成分的变化仪器谱137-CsNaI(Tl)闪烁计数器谱仪框图1-全能峰0.661meV2-反散射峰0.184mev3-BaKx32.2keV平台-康普顿平321r射线束通过物质时谱线成分变化1、光子的吸收光电效应、形成电子对实际吸收——谱线

3、不会变化。康普顿散射光子介质厚度r—形成次级、更次级散射光子—光子能量减少因此：随介质厚度增加，初始射线能量的光子数占的比例逐渐减少。２、散射光子强度3L:一次散射光子照射量率趋最大值5L:一次散射与初级射线相等L:为平均射程，r射线在物质中被吸收前所通过的路程的平均值。３、谱平衡当某一定能量的r射线来穿过物质时，随着介质厚度的增加，射线谱形状没有明显变化，射线谱成分大体一致，各能量之间相对比例大致不边。原因：厚度增加—散射射线增加－谱低能射线增加光电吸收作用－谱低能射线减少以上２个过程相对平衡。４、天然射线谱地下深度（>1cm)基本上被屏蔽。放出的也是经过多次散射形成的能量约为１００keV大

4、小的散射射线。天然放射性册来年感是近地表的放射性。即使是近地表，也是低能成分多，高能少。散射射线散射射线的能量和照射量率与入射射线能量、介质厚度、测量几何条件等因素有关。１、反散射射线与原子序数Ｚ的关系几何装置原因：Ａl的原子序数大于“木头”，散射几率正比于单位体积内的电子数，即正比与原子序数。所以出现Ａl的反散射比木头的大。随着Ｚ的增加，一方面σｓ增加，另一个方面，散射射线的τ增加，散射光子被吸收。所以到了一定的时候，z增加，Is反而减小。２、散射射线与r入射光子能量的关系随入射光子能量增加，Is减小。原因：能量增加，σｓ增加。能量增加，向前散射增加，向后散射减少。３、散射饱和厚度当介质达到

5、一定厚度后，散射射线照射量率不再增加而趋于饱和。原因：d增加，散射增加，韧致辐射增加，吸收增加。最后以上２者　达到平衡。