NaIγ闪烁谱仪及γ射线能谱的测量预习报告张海潮.docVIP

相对论实验谱仪及y射线能谱的测量y射线的吸收与物质吸收系数y的测定 --物理072海潮 在明白丫射线与物质相互作用的基本特性基础上，通过正确使用Nal(Tl) 丫谱仪 分析来测量137Cv和6()CV?的y能谱，并求出各项指称，分析谱形。了解多道脉冲幅度分析器 在Nal (T1)单晶y谱测S屮的数据采集及某基本功能。根据y射线与物质(被束缚在原子 中的电子；自由电子；库仑场；核子)相互之间的作用的特性；了解窄束Y射线在物质中的 吸收规律；通过一定的仪器來测量丫射线在不同物质中的吸收系数，并对比不同物质的吸收 系数 关键字：RES-02型相对论效应实验谱仪、能谱、Y射线、物质吸收系数U、光电效应、康 普顿效应、电子对效应、137Cv , 60Cr? 引言.? 丫射线是原子核能级跃迁的辐射，它是一种不含任何带点微粒、不受电场影响，并 且穿透本领很强的特殊电磁波。波长短于0.2埃的电磁波。首先巾法国科学家P.V.维拉德发 现，是继(X、(3射线后发现的第三种原子核射线。丫射线是因核能级间的跃迁而产生，原子 核衰变和核反应均可产生丫射线。丫射线具有比X射线还要强的穿透能力。因为丫射线有 很强的穿透力，所以工业中可用來探伤或流水线的自动控制。丫射线对细胞有杀伤力，医疗 上用来治疗肿瘤。 原子核由高能级向低能级跃迁时会放出y射线。它是一种波长极短的电磁波，某能fi 由原子核跃迁前后的能级差来表示，即=￡；2_ ￡i=Av。射线与物质发生相互作用则产 生次级电子或能量较低的Y射线。我们将Y射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量， 从而得到y辐射强度按能量的分布，即所谓“能谱”。测量能谱的装置称为“能谱仪”。本实 验中主要应用Nal 丫闪烁谱仪来测量丫射线的能谱。 在科研、工农业生产、医疗和环境保护等方面，应用丫射线的能谱测董技术，可以分析 活化以后的物质屮各种微量元素的含量。但直接测呈丫射线的强度是很困难的。闪烁探测器 是利用带电粒子转化成带电粒子对物质原子的激发，从而产生发光效应来探测射线的，它还 能测量粒子强度和能量，由于具有探测效率高和分辨时间短等优点得到广泛应用。 正文：— 正文： — Nal (Tl) Y闪烁谱仪 1、Nal (Tl) Y闪烁谱仪的介绍与说明 Nal (T1)闪烁探测器示意图 上图是Nal (T1) 丫闪烁谱仪的基本结构。当放射源发出的丫射线进入闪烁体时，丫光子即 与闪烁体屮的原子、分子及晶体系统发生相互作用(如光电效应；康普顿效应和电子对效应 等)。相互作用的结果产生次级电子，丫光子的能量转化为次级电子的动能。探头的闪烁体 是荧光物质，它被次级电子激发而发出荧光，这些光子射向光电倍增管的光阴极。由于光电 效应，在光阴极上打出光电子，每个光电子在光电倍增管中的打拿极(倍增管)上打出多个 光子，这些电子又打在其他极的打拿极上，打出更多的电子，经过多次倍增，最后又大量电 子射向管子的阳极，转变成电信号输出。以上光电转换过程之间能够保持良好的线性关系， 从而使光电倍增管输出的脉冲幅度，正比Is 丫光子在闪烁体内rti各种效应而产生的次级电子 的能M。通常，光电倍增管输出的脉冲幅度不超过iv,所以必须经过线性脉冲放人器放人 后，再输入到单道(或多道)脉冲幅度分析器中，对不同幅度的脉冲强度进行分析。 单道脉冲幅度分析器的原理图如下图所示： 输入出上甄别阀V+ DV 输 入 出 上甄别阀 V+ DV I z I r\ I 7 下甄别阀 单道脉冲幅度分析器主要由上下两个甄别器和一个反符合电路组成。上甄别器有较高的 阀电压V+DV,下甄别器有较低阀电压V, DV称为道宽。 反符合电路的作用是，仅当一个输入端有信号输入时才有信号输出。这样，脉冲A不能 通过上下甄别器，脉冲C都能通过上下甄别器，这些怙况都不能使反符合电路有信号输岀。 只有介于上下甄别阀之间的脉冲B才能触发反符合电路使单道分析器有脉冲输出，送到定 标器进行计数。我们通过不断改变甄别器阀V,就可能的得到脉冲计数率按其幅度分布的曲 线，叫作“脉冲谱”。由于脉冲幅度正比于丫射线的能量，所以脉冲谱就是丫射线的能谱曲 线。以上只是单道分析器的“微分”测量的情形。当做“积分”测量时，上甄别器不输出脉 冲到反符合电路，故只要幅度商于下甄别阀的脉冲均能通过分析器得计数。所以，我们可以 通过不同的需要作“微分”和“积分”之间的转换 多道分析器相当于多个单道分析器。它把分析器的分析范围按不同的测量需要平均分成 256道、512道、1024道、2048道等，各道能同时测量，可测出介于各窄小道宽内的脉冲强 度，即可在屏幕上同时显示各道的计数，也可由打印机打印出来，因此能便捷地测:W:能谱。 2、Nal (Tl) Y闪烁谱仪的主要指标 由于单能带电粒子在闪烁体内损失能