用閃爍譜儀測γ射線能譜

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1、實驗報告評分：11系09級學(xué)號PB09210340姓名張宇鵬日期2010-11-1實驗題目:用閃爍譜儀測γ射線能譜實驗原理:1.γ能譜的形狀閃爍γ能譜儀可測得γ能譜的形狀，下圖所示是典型的γ射線能譜圖。圖的縱軸代表單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)目即射線強度，橫軸代表脈沖幅度即反映粒子的能量值。從能譜圖上看，有幾個較為明顯的峰，光電峰，又稱全能峰，其能量就對應(yīng)γ射線的能量。這是由于γ射線進入閃爍體后，由于光電效應(yīng)產(chǎn)生光電子，能量關(guān)系見式（1），如果閃爍體大小合適，光電子停留在其中，可使光電子的全部能量被閃爍體吸收。光電子逸出原子會留下空位，必然有外殼層上的電子躍入填充，同時

2、放出能量的X射線，一般來說，閃爍體對低能Ｘ射線有很強的吸收作用，這樣閃爍體就吸收了的全部能量，所以光電峰的能量就代表γ射線的能量，對，此能量為0.661ＭeＶ。即為康普頓邊界，對應(yīng)反沖電子的最大能量。背散射峰是由射線與閃爍體屏蔽層等物質(zhì)發(fā)生反向散射后進入閃爍體內(nèi)，形成的光電峰，一般峰很小。2．譜儀的能量刻度和分辨率實驗報告評分：11系09級學(xué)號PB09210340姓名張宇鵬日期2010-11-1（1）譜儀的能量刻度閃爍譜儀測得的γ射線能譜的形狀及其各峰對應(yīng)的能量值由核素的蛻變綱圖所決定，是各核素的特征反映。但測得的光電峰所對應(yīng)的脈沖幅度（即峰值在橫軸上所處的位

3、置）是與工作條件有關(guān)系的。如光電倍增管高壓改變、線性放大器放大倍數(shù)不同等，都會改變各峰位在橫軸上的位置，也即改變了能量軸的刻度。因此，應(yīng)用γ譜儀測定未知射線能譜時，必須先用已知能量的核素能譜來標(biāo)定譜儀的能量刻度，即給出每道所對應(yīng)的能量增值Ｅ。例如選擇的光電峰＝0.661ＭeＶ和的光電峰、等能量值，先分別測量兩核素的γ能譜，得到光電峰所對應(yīng)的多道分析器上的道址（若不用多道分析器，可給出各峰位所為應(yīng)的單道分析器上的閾值）?？梢哉J(rèn)為能量與峰值脈沖的幅度是線性的，因此根據(jù)已知能量值，就可以計算出多道分析器的能量刻度值Ｅ。如果對應(yīng)的光電峰位于Ａ道，對應(yīng)的光電峰位于Ｂ道，

4、則有能量刻度　　　　　　　　　　　　?。?）測得未知光電峰對應(yīng)的道址再乘以e值即為其能量值。（2）譜儀分辨率γ能譜儀的一個重要指標(biāo)是能量分辨率。由于閃爍譜儀測量粒子能量過程中，伴隨著一系列統(tǒng)計漲落因素，如γ光子進入閃爍體內(nèi)損失能量、產(chǎn)生熒光光子、熒光光子進入光電倍增管后，在陰極上打出光電子、光電子在倍增極上逐級打出光電子而使數(shù)目倍增，最后在陽極上形成電流脈沖等，脈沖的高度是服從統(tǒng)計規(guī)律而有一定分布的。光電峰的寬窄反映著譜儀對能量分辨的能力。如圖2.2.1-7中所示的光電峰的描繪，定義譜儀能量分辨率為　　　　　　　　　　　　　（2）表示閃爍譜儀在測量能量時能夠分

5、辨兩條靠近的譜線的本領(lǐng)。目前一般的閃爍譜儀分辨率在10%左實驗報告評分：11系09級學(xué)號PB09210340姓名張宇鵬日期2010-11-1右。對的影響因素很多，如閃爍體、光電倍增管等等。實驗內(nèi)容:1)熟悉各儀器的使用方法。用多道分析器觀察的能γ譜的形狀，識別其光電峰及康普頓邊界等。改變線性放大器的放大倍數(shù)，觀察光電峰位置變化的規(guī)律。2)調(diào)節(jié)線性放大器放大倍率，使20s內(nèi)的γ能譜光電峰位置計數(shù)超過10000。3)測量和放射源的γ射線能譜，用已知的光電峰能量值來標(biāo)定譜儀的能量刻度，然后計算未知光電峰的能量值。4)繪出和源的γ能譜圖，給出譜儀的能量標(biāo)定并計算源的γ

6、射線能量。5)測量銅板的半衰減厚度。實驗報告評分：11系09級學(xué)號PB09210340姓名張宇鵬日期2010-11-1實驗數(shù)據(jù)：x0123456789I101869850447159159738510184337435834299232452821026次數(shù)123456Averageh/mm2.882.862.882.882.862.862.87，能量分辨率的測量實驗報告評分：11系09級學(xué)號PB09210340姓名張宇鵬日期2010-11-1觀察的光電峰并測量對應(yīng)道址觀察的光電峰并測量其左峰能量實驗報告評分：11系09級學(xué)號PB09210340姓名張宇鵬日期

7、2010-11-1數(shù)據(jù)處理:1.測定Co的左峰能量由上面的圖像，可得Cs的光電峰及Co的右光電峰的道址風(fēng)別為398及840，它們對應(yīng)的能量分別為0.661MeV及1.33MeV，故故2.測定譜儀對Cs的分辨率可直接讀出3.測量銅的半衰減厚度利用實驗數(shù)據(jù)在MicrosoftOfficeExcel中作出圖像，并用指數(shù)曲線擬合（最小二乘法）：可見其卻是服從指數(shù)規(guī)律衰減易得，實驗報告評分：11系09級學(xué)號PB09210340姓名張宇鵬日期2010-11-1思考題用閃爍譜儀測量γ射線能譜時，要求在多道分析器的道址范圍內(nèi)能同時測量出和的光電峰，應(yīng)如何選擇合適的工作條件？在

8、測量過程中該工作條件可否改變？答：應(yīng)首