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NaI（Tl）γ闪烁谱仪器及γ射线能谱的测量 γ射线的吸收与物质吸收系数的测定 学 院 数理与信息工程学院 班 级 姓 名 学 号 NaI（Tl）γ闪烁谱仪器及γ射线能谱的测量 摘要：闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下会发光的特性来探5g射线的仪器。本实验要利用NaI（Tl）γ闪烁探测仪来测定γ射线能谱分布规律。然后，通过分析结果，在得出结论,目的是了解NaI(T )闪烁谱仪原理，特性与结构。掌握NaI(T )闪烁谱仪的使用方法；鉴定谱仪的能量分辩率与线性；并通过对r射线能谱的测量，加深对r射线与物质相互作用的理解。某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，核辐射主要α、β、γ三种射线闪烁谱仪。闪烁谱仪内部含有闪烁体，可以把射线的能量转变成光能。实验中采用含TI（铊）的NaI晶体作射线的探测器。 通过查阅相关资料，我了解了闪烁谱仪的基本工作原理以及整个的工作过程： NaI(TI)闪烁探测器的结构如下图所示。整个谱仪由探头（包括闪烁体，光电倍增管，射极跟随器），高压电源，线性放大器，多道脉冲幅度分析器等组成。 闪烁探测器由闪烁体、光电倍增管和相应的电子放大器件三个主要部分组成。 （1）闪烁体:? 闪烁体是用来把射线的能量转变成光能的。本实验中采用含TI（铊）的NaI晶体作射线的探测器。 （2）光电倍增管:? 光电倍增管的结构如图2。它由光阴极K、收集电子的阳极A和在光阴极与阳极之间十个左右能发射二次电子的次阴极D（又称倍增极、打拿极或联极）构成。在每个电极上加上正电压，相邻的两个电极之间的电位差一般在100V左右。当闪烁体放出的光子打到光阴极上时，发生光电效应，打出的光电子被加速聚集到第一倍增极D1上，平均每个光电子在D1上打出3～6个次电子，增值后的电子又为D1和D2之间的电场加速，打到第二倍增极D2上，平均每个电子又打出3～6个次级电子，……这样经过n级倍增以后，在阳极上就收集到大量的电子，在负载上形成一个电压脉冲。 （3）射极跟随器：光电倍增管输出负脉冲的幅度较小，内阻较高。一般在探头内部安置一级射极跟随器以减少外界干扰的影响，同时使之与线性放大器输入端实现阻抗匹配。 （4）线性放大器：由于入射粒子的能量变化范围很大，线性放大器的放大倍数能在10～1000倍范围图 2 百叶窗式光电倍增管示意图 内变化，对它的要求是稳定性高、线性好和噪声小。 开启实验仪器工作时射线通过闪烁体，闪烁体的发光强度与射线在闪烁体内损失的能量成正比，即入射线的能量越大，在闪烁体内损失能量越多，闪烁体的发光强度也越大。当射线（如γ、β）进入闪烁体时，在某一地点产生次级电子，它使闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子（一般光谱范围从可见光到紫外光，并且光子向四面八方发射出去）。在闪烁体周围包以反射物质，使光子集中向光电倍增管方向射出去，当闪烁光子入射到光阴极上，就会产生光电子，这些光电子受极间电场加速和聚集，在各级打拿极上发生倍增（一个光电子最终可产生104～109个电子），最后被阳级收集。大量电子会在阳极负载上建立起电信号，通常为电流脉冲或电压脉冲，然后通过起阻抗匹配作用的射极跟随器，由电缆将信号传输到电子学仪器中去。 由原子物理学中可知射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿散射和正、负电子对产生这三种过程，如图 3所示。 ????????? 图 3 射线与物质相互作用示意图 最终实现了能谱图样的输出如下： 图中的横坐标CH表示道数，与能量成正比，纵坐标表示强度，也就是射线的密集程度，与计数成正比。 显然多于实验产生了多个峰值，但是B/C/D这三个峰值的能量比较低，不适合我们记录，为了能够同时获得高能量以及大密集度的峰值我们选取最右端的峰值，也就是A峰。这个峰我们又把它称为全能峰。实验过程中要保证最终的峰值与图中A峰的CH（道数）尽量的接近，这样测得的结果才有实验价值。 正文： 实验设计方案： 实验所选用的仪器为相对论效应实验谱仪res-02型 出厂编号0441 放大器型号rs232 1、打开实验仪器，打开计算机。取出放射源Cs和Co，开机预热二十分钟；把放射源放在先将放射源放入实验谱仪中适当的位置，调节放大倍数（大约是0.3），调节高压（700-900左右）。转动实验谱仪上的手柄，使闪烁体的位置对准放射源，使射线能够刚好入射进入闪烁体。注意，放射源放置时要紧靠通道，位置要正。 2、打开软件，设置扫描时间为300s，将坐标定到160chn，若全能峰不在160上，清除数据调整电