naiγ閃爍譜儀及γ射線(xiàn)能譜的測(cè)量預(yù)習(xí)報(bào)告--張海潮

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1、相對(duì)論實(shí)驗(yàn)譜儀及y射線(xiàn)能譜的測(cè)量y射線(xiàn)的吸收與物質(zhì)吸收系數(shù)y的測(cè)定--物理07207180239張海潮摘要：在明白丫射線(xiàn)與物質(zhì)相互作用的基本特性基礎(chǔ)上，通過(guò)正確使用Nal(Tl)丫譜儀分析來(lái)測(cè)量137Cv和6()CV?的y能譜，并求出各項(xiàng)指稱(chēng)，分析譜形。了解多道脈沖幅度分析器在Nal(T1)單晶y譜測(cè)S屮的數(shù)據(jù)采集及某基本功能。根據(jù)y射線(xiàn)與物質(zhì)(被束縛在原子中的電子；自由電子；庫(kù)侖場(chǎng)；核子)相互之間的作用的特性；了解窄束Y射線(xiàn)在物質(zhì)中的吸收規(guī)律；通過(guò)一定的儀器來(lái)測(cè)量丫射線(xiàn)在不同物質(zhì)中的吸收系數(shù)，并對(duì)比不同物質(zhì)的吸收系數(shù)關(guān)鍵字：RES

2、-02型相對(duì)論效應(yīng)實(shí)驗(yàn)譜儀、能譜、Y射線(xiàn)、物質(zhì)吸收系數(shù)U、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對(duì)效應(yīng)、137Cv,60Cr?引言.?丫射線(xiàn)是原子核能級(jí)躍遷的輻射，它是一種不含任何帶點(diǎn)微粒、不受電場(chǎng)影響，并且穿透本領(lǐng)很強(qiáng)的特殊電磁波。波長(zhǎng)短于0.2埃的電磁波。首先巾法國(guó)科學(xué)家P.V.維拉德發(fā)現(xiàn)，是繼(X、(3射線(xiàn)后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線(xiàn)。丫射線(xiàn)是因核能級(jí)間的躍遷而產(chǎn)生，原子核衰變和核反應(yīng)均可產(chǎn)生丫射線(xiàn)。丫射線(xiàn)具有比X射線(xiàn)還要強(qiáng)的穿透能力。因?yàn)檠旧渚€(xiàn)有很強(qiáng)的穿透力，所以工業(yè)中可用來(lái)探傷或流水線(xiàn)的自動(dòng)控制。丫射線(xiàn)對(duì)細(xì)胞有殺傷力，醫(yī)療上用來(lái)治療腫瘤。

3、原子核由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)放出y射線(xiàn)。它是一種波長(zhǎng)極短的電磁波，某能fi由原子核躍遷前后的能級(jí)差來(lái)表示，即&=￡；2_￡i=Av。射線(xiàn)與物質(zhì)發(fā)生相互作用則產(chǎn)生次級(jí)電子或能量較低的Y射線(xiàn)。我們將Y射線(xiàn)的次級(jí)電子按不同能量分別進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)量，從而得到y(tǒng)輻射強(qiáng)度按能量的分布，即所謂“能譜”。測(cè)量能譜的裝置稱(chēng)為“能譜儀”。本實(shí)驗(yàn)中主要應(yīng)用Nal丫閃爍譜儀來(lái)測(cè)量丫射線(xiàn)的能譜。在科研、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療和環(huán)境保護(hù)等方面，應(yīng)用丫射線(xiàn)的能譜測(cè)董技術(shù)，可以分析活化以后的物質(zhì)屮各種微量元素的含量。但直接測(cè)呈丫射線(xiàn)的強(qiáng)度是很困難的。閃爍探測(cè)器是利用帶電粒

4、子轉(zhuǎn)化成帶電粒子對(duì)物質(zhì)原子的激發(fā)，從而產(chǎn)生發(fā)光效應(yīng)來(lái)探測(cè)射線(xiàn)的，它還能測(cè)量粒子強(qiáng)度和能量，由于具有探測(cè)效率高和分辨時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。正文：—>Nal(Tl)Y閃爍譜儀1、Nal(Tl)Y閃爍譜儀的介紹與說(shuō)明Nal(T1)閃爍探測(cè)器示意圖上圖是Nal(T1)丫閃爍譜儀的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)放射源發(fā)出的丫射線(xiàn)進(jìn)入閃爍體時(shí)，丫光子即與閃爍體屮的原子、分子及晶體系統(tǒng)發(fā)生相互作用(如光電效應(yīng)；康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)等)。相互作用的結(jié)果產(chǎn)生次級(jí)電子，丫光子的能量轉(zhuǎn)化為次級(jí)電子的動(dòng)能。探頭的閃爍體是熒光物質(zhì)，它被次級(jí)電子激發(fā)而發(fā)出熒光，這些光子射

5、向光電倍增管的光陰極。由于光電效應(yīng)，在光陰極上打出光電子，每個(gè)光電子在光電倍增管中的打拿極(倍增管)上打出多個(gè)光子，這些電子又打在其他極的打拿極上，打出更多的電子，經(jīng)過(guò)多次倍增，最后又大量電子射向管子的陽(yáng)極，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出。以上光電轉(zhuǎn)換過(guò)程之間能夠保持良好的線(xiàn)性關(guān)系，從而使光電倍增管輸出的脈沖幅度，正比Is丫光子在閃爍體內(nèi)rti各種效應(yīng)而產(chǎn)生的次級(jí)電子的能M。通常，光電倍增管輸出的脈沖幅度不超過(guò)iv,所以必須經(jīng)過(guò)線(xiàn)性脈沖放人器放人后，再輸入到單道(或多道)脈沖幅度分析器中，對(duì)不同幅度的脈沖強(qiáng)度進(jìn)行分析。單道脈沖幅度分析器的原理圖如

6、下圖所示：輸入出上甄別閥V+DVIzIrI7下甄別閥單道脈沖幅度分析器主要由上下兩個(gè)甄別器和一個(gè)反符合電路組成。上甄別器有較高的閥電壓V+DV,下甄別器有較低閥電壓V,DV稱(chēng)為道寬。反符合電路的作用是，僅當(dāng)一個(gè)輸入端有信號(hào)輸入時(shí)才有信號(hào)輸出。這樣，脈沖A不能通過(guò)上下甄別器，脈沖C都能通過(guò)上下甄別器，這些怙況都不能使反符合電路有信號(hào)輸岀。只有介于上下甄別閥之間的脈沖B才能觸發(fā)反符合電路使單道分析器有脈沖輸出，送到定標(biāo)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。我們通過(guò)不斷改變甄別器閥V,就可能的得到脈沖計(jì)數(shù)率按其幅度分布的曲線(xiàn)，叫作“脈沖譜”。由于脈沖幅度正比于丫

7、射線(xiàn)的能量，所以脈沖譜就是丫射線(xiàn)的能譜曲線(xiàn)。以上只是單道分析器的“微分”測(cè)量的情形。當(dāng)做“積分”測(cè)量時(shí)，上甄別器不輸出脈沖到反符合電路，故只要幅度商于下甄別閥的脈沖均能通過(guò)分析器得計(jì)數(shù)。所以，我們可以通過(guò)不同的需要作“微分”和“積分”之間的轉(zhuǎn)換多道分析器相當(dāng)于多個(gè)單道分析器。它把分析器的分析范圍按不同的測(cè)量需要平均分成256道、512道、1024道、2048道等，各道能同時(shí)測(cè)量，可測(cè)出介于各窄小道寬內(nèi)的脈沖強(qiáng)度，即可在屏幕上同時(shí)顯示各道的計(jì)數(shù)，也可由打印機(jī)打印出來(lái)，因此能便捷地測(cè):W:能譜。2、Nal(Tl)Y閃爍譜儀的主要指標(biāo)由于

8、單能帶電粒子在閃爍體內(nèi)損失能量引起的閃爍發(fā)光所放出的熒光光子數(shù)有統(tǒng)計(jì)漲落；一定數(shù)量的熒光光子打在光電倍增管光陰極上產(chǎn)生的光電子數(shù)目有統(tǒng)計(jì)漲落。這就使同一能量的粒子產(chǎn)生的脈沖幅度不是同一大小而近似為高斯分布。能量分辨率的定義是：D￡h=