5闪烁探测器2.ppt

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1、一、射线测量射线是单能，但不能直接被记录，而是通过三种效应产生次级电子间接被记录。所以单能射线能谱除了峰之外还有较大的连续谱。§5-5闪烁探测器的应用12005年9月－12月合肥全能峰射线能量<1.5MeV时，主要是光电效应贡献；随着射线能量增大，电子对效应贡献逐步增大。光电效应：光电子能量外层电子跃迁到K层，多余的结合能以X射线形式辐射。因X射线能量很低，光电吸收截面很大，几乎被探测器完全吸收，能量迭加到Ee上，构成全能峰，总能量为电子对效应：正负电子能量总和为正电子在探测器内损失能量湮灭生成2个

2、能量为mec2的射线，它们可能1个或2个被探测器光电吸收，也可能发生康普顿效应。若2个射线都被吸收，其能量迭加到Epair上构成全能峰，总能量为康普顿效应：一次或多次散射的射线被探测器光电吸收，由于各次作用时间间隔比闪烁光的产生和衰减时间小很多它们所产生的闪烁光迭加贡献在全能峰。全能峰对应的能量精确等于射线能量，所以用全能峰测量射线能量。选用大尺寸高Z探测器将显著增大全能峰减小康普顿连续谱。22005年9月－12月合肥Compton连续谱由康普顿效应形成，此时被散射的射线跑出探测器反冲电子被记录。

3、反冲电子能量康普顿谱是连续谱，能量从0－Ee(最大)。谱分布较平缓，仅在Ee(最大)处有个不明显的峰，称作康普顿峰或康普顿边限。峰总比大，全能峰突出，峰康比也大，对确定的探测器和源强，全能峰面积一定，能量分辨率越好，峰康比越大。探测器Z高灵敏体积大峰总比就大，峰总比越大，全能峰越大康普顿部分越小32005年9月－12月合肥反散射峰BackscatteringPeak当射线打到放射源衬托物或探测器周围的物质上，由于康普顿效应，=900-1800时，散射光子可能进入探测器被吸收，形成不大的反散射峰，迭加在康普

4、顿连续谱上，其能量为为了减少反散射峰，必须减少源与探测器周围的物质，并尽可能使用轻元素材料，将谱仪远离墙壁和地板。利用全能峰与反散射峰峰位之比，可以方便地粗略估计谱仪的线性。42005年9月－12月合肥逃逸峰由于次级效应产生的电子、X射线和湮灭光子跑出探测器造成的。次级电子逃逸：三种效应产生的次级电子在跑出探测器前可能损失掉一部分能量，产生的脉冲是连续分布的，能量从0－E，导致全能峰减少，连续分布增加，并使全能峰不对称。湮灭光子逃逸：电子对效应中正电子湮灭产生2个光子，若1个光子逃出探测器，谱仪记录

5、的能量比全能峰能量少511KeV，称作第一逃逸峰或单逃逸峰，相应的能量若2个光子逃出探测器，则称作第二逃逸峰或双逃逸峰。X射线逃逸：光电效应产生的X射线逃出探测器，被记录的光电子能量为如NaI(Tl)测量137Cs的662KeV的射线能谱。因NaI(Tl)计数器的能量分辨率不够，分辨不开662KeV和(662－28=)634KeV，使全能峰不对称，低端下降慢，高端下降陡一些。而气体探测器可清楚分辨入射X射线和它的逃逸峰。52005年9月－12月合肥迭加峰除了全能峰的迭加效应以外，专指2个射线同时进入探测

6、器内被记录的迭加效应。对级联发射射线的放射源产生的几率很大，当放射源很强时产生的几率也很大。如测量60Co源的射线能量时，一次核衰变放出2个级联的射线，能量分别为1.17MeV和1.33MeV，有可能同时被探测器吸收记录，在对应2.5MeV处出现迭加峰。62005年9月－12月合肥X射线峰主要由放射源产生。有些放射源有与射线发射相竞争的内转换效应或衰变是经电子俘获完成的，这时处于激发态的原子将发射X射线。如137Cs源经衰变的子体137Ba有一部分发生内转换效应产生内转换电子，造成K壳层空位，外层

7、电子跃迁填补，发射特征KX射线。137BaK壳层结合能为32KeV，故在能谱的最左边对应能量32KeV处形成X射线峰。射线打到探测器周围物质上也会产生X射线，这些X射线进入探测器就会在低能端产生X射线峰。如射线打到源周围的Pb屏蔽上，就会产生铅的88KeV的X射线，迭加在射线能谱的低能端。72005年9月－12月合肥小闪烁体情况82005年9月－12月合肥大闪烁体情况92005年9月－12月合肥中等闪烁体情况102005年9月－12月合肥二、带电粒子测量电子、质子、重带电粒子的能量测量多用磁谱仪和半导

8、体探测器，但是在粒子计数、强度、通量、时间、位置等测量中却常用闪烁计数器。低能电子测量——塑料闪烁体和液体闪烁体。粒子和其他重离子测量——ZuS(Ag)、CsI(Na)和CsI(Tl)。112005年9月－12月合肥三、中子探测慢中子：ZnS(Ag)+B(做的很薄)和含B液闪，产生的粒子的大部分能量被探测器吸收，输出脉冲幅度很大。而射线产生的电子射程较长，大部分跑出探测器，相应的幅度小得多，很