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NaI(Tl)单晶γ能谱仪卡全能峰法求铅质量吸收系数 摘要(Abstract) : In
NaI(Tl)单晶γ能谱仪卡全能峰法求铅质量吸收系数
摘要(Abstract) In order to measure the mass absorption coefficient μ and get more accurate value. By using NaI(Tl)monocrystalline of γ ray spectrometer,radioactive source(Cs137) and the lead sheet as laboratory apparatus ,through the method of detecting the full-energy peak, these experiments get the mass absorption coefficien of lead μ=0.092, which is close to the theoretical valueμ=0.107. What’s more, by measuring the μ value in different d(which represent the distance between the radioactive source and the probe ), we gt a more ideal d value of 2.30cm
关键词(Keywords)Atom Physics,the mass absorption coefficient of lead,ideal probe distance,measure the value of full-energy peak,NaI(Tl)monocrystalline of γ ray spectrometer
引言(Introduction)理论/实验部分(Theory parts/Experimental details)γ射线与物质相互作用时可能产生三种效应:光电效应、康普顿效应和电子对效应,这三种效应产生的次级电子在NaI(Tl)晶体中产生闪烁发光
图一北京核仪器厂的γ 能谱仪实验装置包括NaI(Tl)闪烁探头、 NIM(Nuclear Instrument Module)机箱、高压电源、低压电源、线性放大器,脉冲多道幅度分析器,示波器,电脑及放射源等
图二Cs137的γ能谱
一号峰为全能峰,它的幅度与γ射线的能量成正比,这一个峰包含了光电效应及多次效应的贡献。
1.固定位置铅的质量吸收系数μ:
放射衰减公式I=I0*exp(-με)=I0*exp(-μζx)
其中ζ为物质的质量厚度,本实验中ζ=3.03 (g/cm2) x为铅板数
取对数lnI=lnI0-μζx 斜率为(-μζ)
又光电峰面积S正比于I,
∴ lnS 正比于 x,斜率为-μζ
对lnS=A+Bx 进行直线拟合,即可得μ=-B/ζ
注:计算时忽略本底的影响
2.对不同位置源铅的质量吸收系数:
I=I0*exp(-με)=I0*exp(-μρN) N为铅片数,ρ为铅的密度
吸收系数μ正比于源探头距离的平方,因此不同间距的各族、组μ值不同,求μ值应在同组(d相同)的四个数据间求取
忽略本底
I(iN)=I(i0)exp(-μNρ)
I(iM)=I(i0)exp(-μMρ) (M,N为铅片数)
∴I(iN)/ I(iM)= exp(-μ(M-N)ρ) 可推出
I(iN)= exp(-μ(M-N)ρ) I(iM) 由此
取(I(i3),I(i2)),(I(i2),I(i1)),(I(i1),I(i0))三点拟合,斜率为K(i)=exp(μρ) 即可得到不同i下的μ值
取(I(i3),I(i1)),(I(i2),I(i0))两点拟合,
斜率K(i)=exp(2μρ) 也可得到不同i下的μ值
实验中,我们通过在Cs137源覆盖铅片,利用能谱仪读取光电峰的积分值(卡全能峰).分两步进行:
改变铅片的个数依次从0片(即本底)到5片,源的大小,位置皆不改变,定测量范围,定时200s。
不改变源大小,改变铅片数(0-3片),改变距离,在一定的计数率下测量
利用实验所给软件的积分功能计算卡区面积,即可得到所需结果。
结果与讨论(Results and Discussion)结论/小结(Conclusion/Summary致谢(Acknowledgments)参考文献(References)/ndzbc/xc_ftp/xc_html/wwwroot/wwwroot/Modphys_Lecture/webs/yzhwlsy/1.2-4.htm
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