闪烁谱仪伽马能谱

闪烁谱仪伽马能谱第一页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

γ闪烁谱仪与

γ能谱测量前言

在科研、生产、医疗和环境保护各方面，用γ射线的能谱测量技术，可以分析活化以后物质的各种微量元素的含量。测量γ射线的能谱最常用的仪器是闪烁谱仪，该谱仪在核物理、高能离子物理和空间辐射物理的控测中都占有重要地位。第二页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量

实验目的

预习要求

实验步骤

实验要求实验注意事项参考书目第三页，共二十一页，2022年，8月28日实验注意事项请仔细阅读“在放射性环境下工作时的安全操作与防护”

，尤其是不得将放射源窗口对着任何人体，操作完毕必须洗手。实验完毕，将高压电源降至零再关闭，将核源放至原处。

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γ能谱测量返回第四页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量了解闪烁谱仪的原理、特性与结构实验目的：掌握闪烁谱仪的使用方法鉴定谱仪的能量分辨率和线性通过对γ能谱的测量，加深对γ射线与物质相互作用规律的理解返回第五页，共二十一页，2022年，8月28日闪烁谱仪的结构组成有哪些（要点）简述闪烁谱仪的工作原理（要点）闪烁谱仪的性能指标有哪些（包括闪烁体、光电倍增管和整个谱仪的性能）（要点）NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量预习要求：返回第六页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的结构组成返回包括探头（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第七页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的工作原理返回γ放射源γ射线与闪烁体的三种作用次级电子闪烁体受激辐射荧光光阴极吸收光电子各打拿极逐级放大电脉冲多道分析器采集输出γ能谱NaI(Tl)晶体PMT第八页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的工作原理--γ

放射源60Co的衰变纲图60Co（τ＝5.27a）β～0.309MeV2.50MeV1.33MeV0γ1γ260Ni137Cs的衰变纲图137Cs（τ＝30a）β0.662MeV0γ137Ba返回第九页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的工作原理--射线与物质的相互作用光电效应康普顿散射正负电子对产生返回θ散射光子康普顿电子电子负电子光电子(EkEγ)入射光子电子第十页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的工作原理—考虑此脉冲的幅度和哪些因素有关？入射到光电倍增管阴极上的光子数量即入射能量光电倍增管的工作电压线性放大器的放大倍数返回第十一页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的性能指标闪烁体—把射线能量转换成光能阻止本领—阻止本领越大探测效率约高发光效率—定义为发出光子能量与吸收射线能量之比发光时间—发光衰减时间越短，时间分辨本领越高第十二页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的性能指标光电倍增管—把荧光光子能量转换成电能灵敏度（响应度）—定义为阳极电流或电压信号同入射光通量之比光谱响应—灵敏度与波长之间的关系暗电流与本底脉冲—当光电倍增管无光照时，阳极产生的电流是暗电流，相应的脉冲即本底脉冲，它造成多道分析器的虚假计数时间特性—光电子由光阴极渡越到阳极的时间越短，时间特性越好第十三页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量闪烁谱仪的性能指标整个谱仪的性能能量分辨率线性稳定性返回各峰的能量分辨率通常NaI闪烁谱仪的能量分辨率以137Cs的单能射线峰为标准。第十四页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量实验步骤返回1.检查仪器线路后接通电源，预热半小时2.预热后，选择合适的工作电压（如何选择）3.先后放置放射性源Cs和Co，调节放大倍数，使显示器上出现的谱图尽量大（考虑先测哪个源的能谱及测量过程中工作条件是否能改变）4.按照实验要求进行记录5.实验完毕，将源放回原处，降低电压，关闭电源第十五页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量如何选择合适的工作电压？实际情况下，工作电压的少量漂移不可避免，这会对测量产生影响，需要测定闪烁谱仪的坪曲线。坪曲线是入射粒子强度不变时，计数率随工作电压变化的曲线，应选择计数率随电压变化较小的电压为工作电压，同时电压选择又不可过高，否则影响谱仪寿命。返回计数率电压可选择区间坪曲线第十六页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量测量过程中工作条件是否能改变？先测哪个源的能谱？测量过程中工作条件不能改变，因为实验要测得能量和道址的关系曲线，采用了Co和Cs的共四个已知能量峰及其道址，这样做更接近于实际曲线。所以不能变工作条件；否则，Co和Cs测出的不是同一条能量刻度曲线。由于工作条件不能改变，而Co的最大峰能量大于Cs的，所以先测Co来选择合适的放大倍数。若先测Cs的能谱，则Co的能谱可能会超出最大道址。返回第十七页，共二十一页，2022年，8月28日NaI（Tl）单晶

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γ能谱测量实验要求返回大致记录两个γ能谱，指出各峰的名称

记录工作条件和各已知能量峰的道址，并计算在此条件下的能量刻度曲线E-Ch及其相关系数给出谱仪的能量分辨率回答课后三道思考题，并考虑如何从实验上减少反散射峰的形成

完成实验总结

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γ能谱测量返回参考书目张天喆，董有尔.近代物理实验.北京：科学出版社，2004吴思诚，王祖铨.近代物理实验.北京：北京大学出版社，1995吴泳华等.大学近代物理实验.北京：中国科学技术大学出版社，1992褚圣麟.原子物理学.北京：高等教育大学出版社，1997第十九页，共二十一页，2022年，8月2