高纯锗伽马能谱仪认识试验报告

1、高纯错能谱仪认识实验报告、实验目的1、2、3、4、了解半导体丫谱仪及相应数据采集软件的一般操作使用方法；了解天然放射性核素铀、 镭、牡、钾和人工放射性核素 137Cs、60Co等的特征丫射线谱;了解能量刻度方法；理解低本底相对法 丫谱定量分析原理。、实验内容 认识137cs单能源的仪器谱（复杂谱）学习用152Eu放射源进行探头能量刻度的方法；采集并观测226Ra的丫射线谱，认识镭组丫射线谱的主要成份，学习伽马谱定性分析原理； 采集混合体标准源谱线，了解伽马谱定量分析原理。三、实验仪器高纯铸伽马能谱仪组成：探测器（ HPGe）探头（晶体+前置放大器+低温装置 ）；多道脉冲幅 度分析器（MCA）（

2、 一般大于4000道，现在一般都带有数字稳谱功能 ）；计算机（谱解析软件探测器（HPGe）探头（晶体+前置放大器+低温装置 ）1、探测器结构：高纯错伽马能谱仪探测器分为N型和P型。所有高纯错探测器本质上就是一个大的反转二极管。 为了放大信号，需要连接二极管和进行信号处理的电子学线路，在晶体上做出两个接触极。晶体上的电接触具有两极：较厚的锂扩散极，即N+接触极（几百微米）；较薄的离子注入极，即 P+极（几百纳米）。锂接触极较厚，因为此极是金属锂扩散到 晶体中所形成的，厚度可控制在几百微米的量级，晶体能够被切割成任意形状。然而， 晶体（二极管）内部的电场分布很重要， 这点使得具有实用价值的晶体形状

3、被限制成带有中心圆孔的圆盘状或圆柱体状。 圆柱体探测器的一端是封闭的，又称为同轴探测器； 而圆盘状的探测器一般称为平面探测器。根据所用材料类型的不同（N型或者P型），接触极是不同的。对于 P型探测器，较厚的锂扩 散极在探测器的外表面而薄的离子注入极在内表面。对于N型探测器，接触极和 P型恰好相反。图1给出了两种P型探测器晶体的示意图；图 2给出了两种N型探测器晶体的示意 图。*400 Ucftxit尹，帆GEM HPGe Crystal图1. P型高纯错探测器几何结构示意图。0 3 McroniGAMMA-X Crysia图2. N型高纯错探测器几何结构示意图。N型同轴探测器外壳为镀，有两个优

4、点 ：（1）耐中子损伤能力强，通常比同样体积的 P型同轴 探测器要强20倍；（2）有较薄的入射窗，可探测的能量范围为 0.02l0MeV ,因此，它被称作 为GAMMA-X 探测器。但是它价格较高，容易损坏。P型探测器外壳通常是不锈钢的，吸收低能丫射线，对于低能区的分辨率不高，但是价格相比N型要便宜。2、探测器工作原理探测的射线进入灵敏区，产生电离，生成大量的电子-空穴对，在外加电场作用下，电子和空穴分别迅速向正负两极漂移、被收集，在输出电路中形成脉冲电信号半导体探测器中的电子-空穴对称为探测器的信息载流子，3eV（半导体探测器）。多道脉冲幅度分析器（MCA）多道脉冲幅度分析器，脉冲信号幅度分

5、布的仪器。它把脉冲信号按幅度的大小进行分类并记 录每类信号的数目。主要由模数转换（ ADC）、地址编码器和存储器构成；探测器将不同能 量的伽马射线换成幅度与能量成正比的脉冲信号，输入到 ADC ,转化成数字表示，进入编 有地址的存储器中每个地址存储器为一道，设有一个计数器。每存一次使该道读数加一 16384道，采用8192道，两道作为一道输出 四、实验步骤开机并稳定半小时以上；测量137cs标准源；测量152Eu标准源，进行能量刻度；测量镀镭指南针；测量样品的特征丫射线谱。五、实验内容用152Eu放射源进行探头能量刻度采集并观测226Ra的丫射线谱，认识镭组丫射线谱的主要成份六、实验小结思考题：如果某一个核素放出几种不同能量的 丫射线，丫谱分析时用一种能量还是用几种能量 ？ 用几种能量，因为同一个核素会释放出不同能量的 丫射线。如果只用一种能量会误认为是其 他核素释放的丫射线。用丫谱分析方法测定样品中镭含量时，样品为什么要密封30天以上？因为镭样品制成初时为粉末状，不含氢。而铀系中高能量的丫谱线主要来自镭以后的