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课程论文Ⅳ 题目：室内环境的放射性测量研究室内环境的放射性测量研究本用Na(Tl) 闪烁谱仪来测量射线?NaI(Tl) 闪烁谱仪首先由法国科学家P.V.维拉德发现射线与物质发生相互作用则产生次级电子或能量较低的射线，将射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到辐射强度按能量的分布，即为“能谱”。测量能谱的装置称为“能谱仪”。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，核辐射主要有α、β、γ三种射线。我们通过不同的实验仪器能够探测到这些肉眼无法看见的射线。本实验使用的是γ闪烁谱仪。γ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γ射线的探测器。由原子物理学中可知γ射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿散射和正、负电子对这三种过程，其示意图如下： 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γ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。 百叶窗式光电倍增管示意图 （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仪器中去。 3.实验步骤与内容 3.1 实验装置调节 （1）接通电源，开启γ谱仪和电脑。仪器自检完成后，预热10-15分钟，可正式测量。 （2）打开电脑上的γ谱仪软件，在主菜单上，按选择键，进入 测量方式设定，按确认键，进入子菜单。在子菜单上，按选择键，进入“定时测量”，按确认键，并根据环境条件选择200S测量时间。 3.2 放射性测量 （1）根据γ谱仪的初步测试，确定测量时间200秒。 （2） 角落 中间 角落 中间 大房间 （7.7m×7.7m) 高 （142cm） 35188 31701 35347 31952 低 （11cm） 30700 30164 30755 30335 小房间 （1.59m×1.72m） 高 （142cm） 48725 45690 48935 46347 低 （11cm） 45029 42586 45356 42208 5.数据处理与讨论 每组数据的测量时间为：t=200s. 表格中记录的是200s内的放射性总计数。根据表格内的测量数据，运用Excel表格做出变量对比图，图表中的环境变量1,、2、3、4、5、6、7、8.是对应的环境变量，这样便于直观对比。 5.1 大小房间放射量对比。 根据测量数据得出其大小房间放射量对比图如下： 从上图可以很明显的看出，在其他环境条件相同的情况下，小房间的放射性比大房间的放射性更强。 5.2角落与中间放射量的对比。 根据测量数据，可得到下面的图表： 根据上图可以明显的得到，在其它条件一定的情况下，房