核辐射物理及探测学.实验三.doc

实验三 用NaI(Tl)单晶闪烁谱仪辨别未知源 一、实验目的 1了解闪烁谱仪的工作原理，学习闪烁调整谱仪的实验技术。 2掌握测谱技术及分析简单γ谱的方法。 3掌握谱仪能量分辨率及能量线性的测量方法。 4学习谱仪应用的实例——辨别未知源的方法。 二、实验内容 1熟悉线性放大器与单道脉冲幅度分析器，以及计算机多道脉冲幅度分析器的使用，调整谱仪至正常工作状态。 2 选择合适的实验条件，用单道测量137Cs的γ谱，确定单道系统的能量分辨率。 3利用多道脉冲幅度分析器测量137Cs源及60Co源的全谱；刻度谱仪能量线性，确定能量分辨率、峰康比；对137Csγ谱进行谱形分析并与理论比较。 4测量未知源的γ谱，确定峰位的能量，进而辨别未知源。 三、实验原理（略） 四、实验设备 本实验使用符合国标NIM标准的插件式FH-1902型γ谱仪，NaI(T1)单晶γ谱仪由一块NaI(T1)闪烁体、光电倍增管、射极输出器和高压电源以及线性脉冲放大器、单道脉冲幅度分析器(或多道分析器)定标器等电子学设备组成，示意图见图3-1。 光电 倍增管 闪烁体 射极 输出 器 线性脉冲 放大器 单道脉冲 幅度分析器 多道脉冲 幅度分析器 打印机 自动定标器 线性率表 高压电源 示波器 源 图3-1 Nal(T1)闪烁谱仪装置示意图 五、实验步骤及数学处理要求 1用137Cs和60Co源调整NaI(T1)单晶γ谱仪到正常的工作状态。 (1)用示波器观测探头及放大器的输出波形，注意信号极性。选择合适的工作高压、放大器的放大倍数，调整谱仪至正常的工作状态，记录工作参数。谱仪调整好的标志是：①能量分辨率好；②能量线性好；③1.33Mevγ射线的全能峰落在分析范围内。 (2)仪器调整好后，在方格纸上实录示波器上观察到的探头及放大器的输出波形，由脉宽粗估最高允许积分计数率（＜），为脉冲宽度，定义为脉冲高度一半的宽度。 2用单道脉冲幅度分析器测量137Cs的全谱。 (1)在选定的实验条件下，合理选择单道道宽，使全能峰的半宽度内包含约5个道宽（可以不影响分辨率的测准）。先粗测后精测一次137Cs的0.662MeVγ射线的脉冲谱全谱。测量条件：①积分计数率＜7kc/秒；②全能峰半宽度以上各点统计误差??±2%，半宽度以外各点统计误差＜±5%。 (2)在方格纸上画出测得的137Cs谱形。计算谱仪能量分辨率和峰康比。说明137Cs全能峰左边部分偏离高斯分布的原因。 3利用多道脉冲幅度分析器测量60Co和137Cs源，并进行谱仪的能量刻度。 用多道脉冲幅度分析器测量60Co和137Cs源的全谱，合理选择多道分析器的增益(GAIN)和分区(GROUP)。为测准分辨率，要求各个谱的全能峰的半宽度内有10～15点。 在方格纸上画出所测的脉冲谱全谱，并用最小二成法拟合求出刻度方程。 4利用多道脉冲幅度分析器测量未知γ放射源。 保持实验3的条件不变，用多道脉冲幅度分析器测量未知源的全谱，要求最大γ射线能量的全能峰半宽度内有10～15点。 在方格纸上画出所测未知源的脉冲谱全谱，利用能量刻度方程分析谱形，查附录中的衰变纲图，确定未知源成分。 分别求出谱仪对0.662MeV，1.332MeV及未知源γ射线全能峰的能量分辨率，在方格纸上作曲线，讨论之。 6* 选择高压600V、650V、700V、750V、800V，用多道分析器观察分辨率的变化，并选择最佳工作高压。 六、预习时要准备好的问题 1从示波器上观察到的脉冲示波器图与用谱仪测得的脉冲谱有什么联系?怎样由示波器图判断探头工作情况的优劣?各仪器参量如何影响谱仪主要指标? 2为什么实验时要控制积分计数率?太高会有什么问题?选小是否可以?有何不利?如何测量并使积分计数率符合要求? 3如何满足全能峰半宽度以上各点统计误差小于±2%的要求? 4反散射如何形成?实验时如何减少这一效应? 5在不测全谱的情况下，如何选出欲测之全能峰? 6怎样从60Co的两个全能峰得到1.173和1.332Mev全能峰的半宽度? 7参阅附录一、二熟悉等精度最小二乘拟合公式及能量刻度程序。 七、报告要求 实验目的、实验内容及实验原理。 记录谱仪的调整过程和结果，在坐标纸上画出探头及线性放大器的输出波形，标出幅度、脉宽、上升时间。 在坐标纸上画出单道测量的137Csγ谱，计算谱仪分辨率。 分析137Csγ谱，标明全能峰、康普顿平台、反散射峰，并与计算值比较。 在坐标纸上画出多道测量的137Cs、60Co全谱，标明0.662 MeV 、1.173 MeV和 1.332MeV峰位，在坐标纸上画出能量刻度曲线，给出刻度方程。 在坐标纸上画出未知源全谱，利用刻度结果及附录中的衰变纲图，确定未值源。