射线的吸收与物质吸收系数的测定
γ射线的能谱测量和吸收测定_实验报告
γ射线能谱的测量【摘要】某些物质的原子核能够发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，γ射线产生的原因正是由于原子核的能级跃迁。
我们通过测量γ射线的能量分布，可确定原子核激发态的能级，这对于放射性分析，同位素应用及鉴定核素等都有重要意义。
因此本实验通过使用γ闪烁谱仪测定不同的放射源的γ射线能谱。
同时学习和掌握γ射线与物质相互作用的特性,并且测定窄束γ射线在不同物质中的吸收系数μ。
【关键词】γ射线能谱γ闪烁谱仪【引言】从1896年的法国科学家贝可勒尔发现放射性现象开始，经过居里夫人等一系列科学家对一些新放射性元素的发现及其性质进行研究的杰出工作后，人类便进入了对原子核能研究、利用的时代。
而原子核衰变能放出α、β、γ三种射线，这些射线可以通过仪器精确测量。
本次实验主要研究γ射线，通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。
γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。
人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。
因此本次实验研究了不同材料对于γ射线的吸收情况这是非常具有实际意义的，比如在居民区制造防空洞的时候可以使用一定厚度的抗辐射材料确保安全，而且在核电站、军事防护地以及放射源存放处等地方我们都有必要使用防辐射材料。
γ射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿散射和正、负电子对产生这三种过程，如下图所示。
本实验主要研究的是窄束γ射线在物质中的吸收规律。
所谓窄束γ射线是指不包括散射成份的射线束，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。
窄束γ射线再穿过物质时，由于上述三种效应，其强度就会减弱，这种现象称为γ射线的吸收。
γ射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律。
本次实验仪器如下：NaI 闪烁谱仪，γ射线源137Cs 和60Co ，高压电源放大器，Pb,Al 吸收片各四片，计算机NaI(TI)闪烁探测器的结构如下图所示。
伽马射线的吸收实验报告
实验3：伽马射线的吸收实验目的1． 了解γ射线在物质中的吸收规律。
2． 测量γ射线在不同物质中的吸收系数。
3． 学习正确安排实验条件的方法。
内容1． 选择良好的实验条件，测量60Co 〔或137Cs 〕的γ射线在一组吸收片〔铅、铜、或铝〕中的吸收曲线，并由半吸收厚度定出线性吸收系数。
2． 用最小二乘直线拟合的方法求线性吸收系数。
原理1． 窄束γ射线在物质中的衰减规律γ射线与物质发生相互作用时，主要有三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应〔当γ射线能量大于1.02MeV 时,才有可能产生电子对效应〕。
准直成平行束的γ射线，通常称为窄束γ射线。
单能的窄束γ射线在穿过物质时，其强度就会减弱，这种现象称为γ射线的吸收。
γ射线强度的衰减服从指数规律，即x Nx e I e I I r μσ--==00 〔 1 〕其中I I ,0分别是穿过物质前、后的γ射线强度，x 是γ射线穿过的物质的厚度〔单位为cm 〕，r σ是三种效应截面之和，N 是吸收物质单位体积中的原子数，μ是物质的线性吸收系数〔N r σμ=，单位为1=cm 〕。
显然μ的大小反映了物质吸收γ射线能力的大小。
由于在相同的实验条件下，某一时刻的计数率n 总是与该时刻的γ射线强度I 成正比，因此I 与x 的关系也可以用n 与x 的关系来代替。
由式我们可以得到 x e n n μ-=0 〔 2 〕㏑n=㏑n 0-x μ 〔 3 〕可见，如果在半对数坐标纸上绘制吸收曲线，那末这条吸收曲线就是一条直线，该直线的斜率的绝对值就是线性吸收系数μ。
由于γ射线与物质相互作用的三种效应的截面都是随入射γ射线的能量γE 和吸收物质的原子序数Z 而变化，因此单能γ射线的线性吸收系数μ是物质的原子序数Z 和能量γE 的函数。
p c ph μμμμ++= 〔 4 〕式中ph μ、c μ、p μ分别为光电、康普顿、电子对效应的线性吸收系数。
其中5Zph ∝μZ c ∝μ 〔 5 〕2Zp ∝μ图2给出了铅、锡、铜、铝对γ射线的线性吸收系数与γ射线能量的关系曲线。
用_射线能谱法测量材料的吸收系数和厚度
低( 约 7. 4×104 Bq) 。
1 原 理
跃迁可定义为一个核由激发态到较低的 激发态, 而原子序数 Z 和质量数 A 均保持不变 的退激发过程, 是激发核损失能量的最显著方 式。在能量约为 10 keV～10 MeV 时, 射线与 物质相互作用的主要方式为光电效应、康普顿效 应和电子对效应。以铅为例, 射线的吸收系数 和能量之间的关系曲线示于图 1。由图 1 可见, 三种相互作用方式发生在不同的能量区间, 其在 物质中的吸收程度也不相同。
16 269
3. 25
820
149
77 634
15 956
4. 90
837
145
70 103
16 896
6. 50
812
136
63 862
15 989
8. 14
727
144
57 855
13 976
9. 78
724
153
52 432
14 174
全能峰净面积 A i 78 750 69 304 61 678 53 207 47 873 43 879 38 258
12. 00
1 795
64
100 215
40 135
14. 40
1 646
54
88 5 A i 118 455 101 664 88 834 79 170 67 239 60 080 51 976
表 5 铜对60Co 1. 25 MeV 射线的吸收结果
质量厚度 R / g·cm - 2 起始道址计数 ni 终止道址计数 nr 全能峰总面积 Ag
致, 但60Co 有 1. 17 M eV 、1. 33 M eV 的双峰, 本 实验中取它们的平均值 1. 25 MeV 。60Co 的全能 峰随 P b 吸收片厚度变化的能谱图示于图 5。由 图 5 可知, 60Co 的全能峰随吸收片厚度的增加而 减弱。铅对60Co 1. 25 M eV 射线的吸收结果列 于表 4。利用( 4) 式对表 4 数据进行处理并采用 最小二乘法进行拟合得 !Pb = 0. 643 cm- 1 , 与公 认值 0. 674 cm - 1[ 4] 比较相差 4. 6% 。 3. 2. 2 铜对60Co ( 1. 25 M eV ) 的吸收系数 铜 对60 Co 1. 25 M eV 射线的吸收结果列于表 5。 利用( 4) 式对表 5 数据进行处理并采用最小二乘 法进行拟合得 !Cu = 0. 481 cm- 1 , 与公认值0. 474 cm - 1[ 4] 比较相差 1. 5% 。
γ射线的吸收与物质吸收系数的测定
材料物理08-1 XX 同组者：XXX 指导老师：XXX 实验日期：2010年04月11号实验9-3 γ射线的吸收与物质吸收系数的测定测量物质对γ射线的吸收规律，不仅有助于了解γ射线与物质的相互作用机理，而且，作为一种重要的实验方法，在许多科学领域都发挥着巨大的作用。
例如，为了有效地屏蔽γ辐射，需要根据物质对γ射线的吸收规律来选择合适的材料及厚度，反之，利用物质对γ射线的吸收规律可以进行探伤及测厚等。
【实验目的】1、进一步认识γ射线与物质相互作用的规律。
2、测量不同能量的窄束γ射线在不同物质中的吸收系数。
【实验原理】γ射线与物质发生作用时，主要有三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应。
对于低能γ射线，与物质的作用以光电效应为主，如果γ射线能量接近1MeV ，康普顿效应将占主导地位，而当γ射线能量超过1.02MeV 时，就有可能产生电子对效应。
准直成平行束的γ射线，通常称为窄束γ射线。
单能的窄束γ射线在穿过物质时，由于上述三种效应，其强度会减弱，这种现象称为γ射线的吸收。
γ射线强度的衰减服从指数规律，即x x N e I e I I r μσ--==00 （9-3-1）其中I 0和I 分别是穿过吸收物质前、后的γ射线强度，x 是γ射线穿过吸收物质的厚度（单位为㎝），σr 是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和，N 是吸收物质单位体积中原子数，μ是吸收物质的线性吸收系数（N r σμ=，单位为㎝-1）。
显然μ的大小反映了吸收物质吸收γ射线能力的大小。
需要注意的是，由于γ射线与吸收物质相互作用的三种效应的截面都是随入射γ射线的能量γE 和吸收物质的原子序数Z 而变化，所以线性吸收系数μ是吸收物质的原子序数Z 和γ射线能量γE 的函数。
考虑到σr 是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和，那么线性吸收系数μ就可以表示为p c ph μμμμ++= （9-3-2）式中ph μ、c μ、p μ分别为光电、康普顿、电了对效应的线性吸收系数，且⎪⎩⎪⎨⎧∝∝∝25ZZZpcphμμμ（9-3-3）从中可以看出线性吸收系数μ与吸收物质的原子序数Z之间的复杂关系。
射线的吸收与物质吸收系数
γ射线能谱的测量以及物质吸收系数的μ测定陈媛媛物理091班09180104摘要本实验通过使用相对论效应实验谱仪来测量γ能谱，并求出各项指标，分析谱形。
介绍了NaI(Tl)单晶Υ闪烁体整套装置的操作、调整和使用，通过窄束γ射线在物质中的的能谱分析，得出吸收规律及测量其在不同物质中的吸收系数。
关键字γ能谱吸收系数μ吸收规律引言γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。
γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。
γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态或基态时所发出的一种辐射，其辐射的能量由原子核跃迁前后两能级的能量之差决定。
由于γ射线的能量与原子核激发态的能级密切相关，因此，γ射线能量的测量对于了解原子核的结构、获得原子核内部的信息是一个十分重要的途径。
研究γ射线对不同物质的吸收规律和吸收系数对与γ射线在不同的领域中的运用有着不可或缺的作用。
我们作为物理系的学生对于这些测量方法和作用要有一定的认识。
正文一．实验原理1.1γ射线能谱的原理从原子核中发射出来的γ射线有不同的能量，在与物质相互作用的时候可能产生三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应，均会产生次级电子，NaI （T1）单晶γ闪烁谱仪利用这些次级电子激发电离闪烁体分子，当闪烁分子退激发时会放出大量的光子照射在光阴极上产生光电子，这些光电子经过倍增管放大而产生可探测的电信号并通过电子仪器的记录得到γ射线能谱。
经过闪烁探测器后得到的电信号为电压脉冲信号，其幅值与入射的γ射线的能量成正比，信号脉冲的个数正比于γ射线的强度。
能谱图中，横坐标CH表示道数，与能量成正比，纵坐标表示强度（射线的密集程度），与计数成正比。
1.2物质吸收系数μ的测定窄束γ射线在穿过物质时被吸收，强度随物质厚度的衰减服从指数规ln ln mN R N μρ=-+/0()m R I R I eμρ-=律，即xNxeI eI I r μσ--==00I 0、I 分别是穿过物质前、后的γ射线强度，x 是γ射线穿过的物质的厚度（单位cm ），σr 是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和，N 是吸收物质单位体积中的原子数，μ是物质的线性吸收系数。
3射线与物质的相互作用-2(硕)
2016/5/31
20/61
三种射线穿透性的比较
射线具有穿透物质的特殊能力。不同的射线种类 穿透能力是不一样的。其中，、穿透力很小， 射线一张纸就可以隔离，射线一层金属薄板也 可以隔离，穿透力最强，必须非常厚的混凝土 或铅块才能阻挡。
2016/5/31
19/61
质能吸收系数(mass energy-absorption coefficient)
质能吸收系数：某物质对不带电粒子的质量能量 吸收系数μen/ρ，是质量能量转移系数μtr/ρ和 (1-g)的乘积 en tr 1 g
它表示γ射线在物质中穿过单位质量厚度后，其 能量被物质吸收的份额。
对一种特定物质来说，存在一个γ射线能量值， 具有此能量的γ射线最易穿透该物质，该能量通 常称为γ射线的临界吸收能量 临界吸收能量：电子对效应截面的升高速度等于 光电效应截面和康普顿效应截面的降低速度时的 能量。
2016/5/31 7/61
影响三种效应截面的因素
三种效应的截面都与原子序数Z有关，σph与Z5成 正比，σc与Z成正比，σp与Z2成正比，所以物质 的衰减系数与物质原子的原子序数有密切的关系， 也与γ射线的能量有关 三种效应的相对重要性与Z及能量hv的关系
电离辐射与物质相互作用
上海交通大学
王德忠 教授 2013年3月20日
物质对射线的吸收
射线窄束衰减(narrow-beam attenuation)规律
γ 射线通过物质时，如果发生几种效应中间的一 种效应，γ 光子就从光子束中分离出来（在康普 顿散射时，认为散射γ 光子不能算在原来γ 光子 入射束内），这种情况称为γ 射线窄束衰减情况
γ射线能谱测量实验报告(共12页)
γ射线能谱测量实验报告篇一：γ射线能谱的测量及γ射线的吸收γ射线能谱的测量及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定【摘要】原子核从激发态跃迁到较低能级或基态跃迁能产生γ射线，实验，将γ射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到γ辐射强度按能量的分布。
并通过测量γ射线在不同物质中的吸收系数，了解γ射线在不同物质中的吸收规律。
【关键字】γ闪烁谱仪γ射线能谱物质吸收系数当今的世界，以对核技术进行了相当广泛的运用。
从1896年法国科学家A.H.Becquerel发现放射性现象开始，经过M.Curie一些新放射性元素的发现及其性质进行研究后，人类便进入了原子核科学时代。
在原子核发生衰变时，会发出α、β、γ射线，核反应时会产生各种粒子。
人们根据射线粒子与物质相互作用的规律，研制了各种各样的探测器。
这些探测器大致可以分为“信号型”和“径迹型”两大类。
径迹型探测器能给出粒子运动的径迹，有的还能测出粒子的速度、性质等，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、多丝正比室等。
而信号型探测器根据工作物质和原理的不同，又可分为气体探测器、半导体探测器、闪烁探测器。
其中闪烁探测器的工作物质是有机或无机的晶体闪烁体，射线与闪烁体相互作用，会使其电离激发而发射荧光。
从闪烁体出来的光子与光电倍增管的光阴极发生光电效应而击出光电子，光电子在管中倍增，形成电子流，并在阳极负载上产生电信号。
如NaI(TI)单晶γ探测器。
γ射线是由原子核的衰变产生的，当原子核从激发态跃迁到较低能态或基态时，就有可能辐射出不同能量的γ射线。
人们已经对γ射线进行了很多研究，并在很多方面加以运用。
像利用γ射线杀菌，γ探伤仪等。
然而不恰当的使用γ射线也会对人类产生一定的危害。
γ射线的穿透力非常强，如果在使用过程中没有有效的防护，长时间被放射性元素照射的话可能发生细胞癌变。
在对γ射线进行了大量的研究后发现，按能量的不同，可以对其进行强度测量，从而得到γ辐射强度按能量的分布（能谱）。
γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定修改后
浙江师范大学实验报告实验名称物质吸收系数μ测定班级物理071姓名骆宇哲学号07180132同组人沈宇能实验日期09/12/24室温气温γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定摘要：本实验中学生将了解γ射线与物质相互作用的特性；窄束γ射线在物质中的吸收规律；测量γ在不同物质中的吸收系数关键词：吸收体厚度吸收体质量密度全能峰引言：伽马射线是波长小于0.1纳米的电磁波，是比X射线能量还高的一种辐射，它的能量非常高。
通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。
γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。
γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。
军事上，伽马射线也被用来做成伽马射线弹等核武器。
同时探测伽玛射线有助天文学的研究。
当人类观察太空时，看到的为“可见光”，然而电磁波谱的大部份是由不同辐射组成，当中的辐射的波长有较可见光长，亦有较短，大部份单靠肉眼并不能看到。
通过探测伽玛射线能提供肉眼所看不到的太空影像。
正文：一、实验内容1．测量137Cs的γ射线（取0.661MeV光电峰）在一组吸收片（铅、铜或铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。
2．根据已知一定放射源对一定材料的吸收系数来测量该材料的厚度。
二、实验步骤1．调整实验装置，使放射源、准直孔、闪烁探测器的中心位于一条直线上。
2．在闪烁探测器和放射源之间加上1片、2片、3片、4片已知质量厚度的吸收片如Pb、Al（所加吸收片最后的总厚度要能吸收γ射线70%以上），进行定时测量，并存下实验谱图。
3．根据软件测得相关数据并记录下来。
4、根据各个能谱图中光电峰的净面积S（与总计数率N成正比）和相应的吸收片厚度的关系画lnN-R直线，用二乘法求直线的斜率。
即为用作图法算吸收片材料的质量吸收系数。
三、实验数据1、测量Al对137Cs的吸收系数Al的密度为ρ=2.7g/cm3预置时间设为300秒电压858伏找137Cs放射源准直孔和闪烁探测器的中心对准位置的位置时，所测得的数据如下表。
γ射线能谱的测定实验报告
γ射线能谱的测定【摘要】：本实验主要通过测量γ的能谱和采用NaI( Tl) 闪烁谱仪测全能峰的方法测量了137Cs 和60 Co 的γ射线在铅铜中吸收，对137Cs( 0. 661 MeV) 分别为1. 213、0. 642、0. 194 cm- 1, 与公认值相差均约1%; 对60Co 分别为0. 674、0. 481、0. 149 cm- 1 , 与公认值相差均在5%以内。
本实验就是利用探测器的输出脉冲幅度与入射粒子能量成正比的规律来测得能量与其强度的关系曲线。
通过对CS、CO能谱的测定，可以加深对γ射线能量与强度的关系，γ射线与物质相互作用的理解；可以进一步了解NaI(T )闪烁谱仪原理，特性与结构，掌握NaI(T )闪烁谱仪的使用方法以及鉴定谱仪的能量分辩率与线性。
【关键词】：γ射线、能谱、NaI（Tl）γ闪烁谱仪【引言】：γ跃迁可定义为一个核由激发态到较低的激发态, 而原子序数Z 和质量数A 均保持不变的退激发过程, 是激发核损失能量的最显著方式跃迁可定义为一个核由激发态到较低的激发态, 而原子序数Z 和质量数A 均保持不变的退激发过程, 是激发核损失能量的最显著方式。
闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下会发光的特性来探5g射线的仪器。
它的主要优点是：既能探测各种类型的带电粒子，又能探测中性粒天既能测量粒子强度，又能测量粒子能氨并且探测效率高，分辨时间短。
它在核物理研究和放射性同位索的测量中得到广泛的应用。
本实验的目的是了解NaI(T1)闪烁谱仪的原理、特性与结构，掌捏NaI(T1)闪烁谱仪的使用方法，鉴定潜仪的能量分辨率和线性，并通过对于y射线能谱的测量，加深对y射线与物质相互作用规律的理解。
【实验方案】：实验原理原子核的衰变产生γ射线，不同能级间的衰变跃迁可以产生不同能量的γ射线，我们可以通过射线探测器对这些γ射线的能谱分析就可以推断出原子核的一些性质。
射线探测器的是根据射线与物质的相互作用规律研制的，可分为“信号型”和“径迹型”，本实验用的NaI（T1）单晶γ闪烁谱仪就是属于信号型。
射线的能谱与吸收系数的测定
γ射线的能谱与吸收系数的测定实验报告摘要通过本实验，掌握NaI （Tl ）单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法，了解γ射线与物质相互作用的特性，了解窄束γ射线在物质中的吸收规律。
通过γ射线能谱的测量，验证γ射线通过物质时其强度减弱遵循指数规律，测量γ射线在不同厚度的铅、铜、铝中的吸收系数。
通过对γ射线的吸收特性，分析与物质的吸收系数与物质的密度，厚度等因素有关。
测量物质对γ射线的吸收规律，不仅有助于了解γ射线与物质的相互作用机理，并且作为一种重要的实验方法，在许多科学领域都发挥着巨大的作用。
关键词γ射线；能谱；吸收；全能峰；计数率；净面积正文γ射线本质上是电磁波，当其穿过物质时，γ光子与物质的原子发生相互作用，γ光子在每一次相互作用中都会损失一部分或全部能量，因此，当γ射线通过物体时，原射线强度会逐渐减弱。
不同物质对同种射线的吸收系数是不同的，地质学上利用这个性质，实现矿物质的快速精确勘探，医学上利用癌细胞与正常细胞的不同的吸收特性，来帮助医生诊断癌症。
通过改变吸收物质的厚度，控制射线的强度，得到所需的强度。
强度弱射线的应用于杀菌，强度强的射线诱导基因突变育种等。
因此对物质吸收系数的测量的技术有着十分重要的意义。
一、实验理论基础根据原子核结构理论，原子核的能量状态是不连续的，存在着分立能级。
处在能量较高的激发态能级2E 上的核，当它跃迁到低能级1E 上时，就发射γ射线（即波长约在1nm -0.1nm 间的电磁波）。
放出的γ射线的光量子能量12E E hv -=，此处h 为普朗克常数，ν为γ光子的频率。
由此看出原子核放出的γ射线的能量反映了核激发态间的能级差。
因此测量γ射线的能量就可以了解原子核的能级结构。
测量γ射线能谱就是测量核素发射的γ射线强度按能量的分布。
1.闪烁谱仪测量γ射线能谱的原理闪烁能谱仪是利用某些荧光物质，在带电粒子作用下被激发或电离后，能发射荧光（称为闪烁）的现象来测量能谱的。
实验报告γ射线能谱测定及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定
实验报告γ射线能谱测定及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定实验目的：1.学习使用谱仪测定γ射线的能谱。
2.通过实验测定不同物质对γ射线的吸收比例，确定物质的吸收系数μ。
实验原理：1.γ射线能谱测定：γ射线是电磁波谱中能量较高的一种，具有较强的穿透力。
通过使用谱仪，可以测定γ射线的能量分布，也称为能谱。
2.γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定：当γ射线穿过物质时，会与物质中的原子相互作用，包括散射、吸收等过程。
吸收系数μ表示单位长度物质对γ射线的吸收能力，是一个与物质本身性质相关的参数。
实验步骤：1.连接γ射线源和能谱仪，打开仪器，并调整合适的工作电压和放大倍数。
2.调整谱仪下方的定位器，使得探测器能够垂直于γ射线的入射方向。
3.选择一种物质样品，如铅，将其放在射线路径上，并记录下γ射线的能谱。
4.移除铅样品，选择其他物质样品进行测量，如铝、铁等，依次记录下γ射线的能谱。
5.根据能谱中的峰值位置和峰值强度，分析γ射线经过不同物质时的吸收情况。
实验结果：1.γ射线能谱测定结果：通过测量，得到γ射线的能谱图，并标出不同能量区间的峰值。
2.γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定结果：根据能谱分析，得到不同物质对γ射线的吸收比例，计算出它们的吸收系数μ。
实验讨论：1.γ射线的能谱测定是否准确和完整。
2.不同物质对γ射线的吸收程度是否与预期一致。
3.吸收系数μ的大小是否符合物质的性质和密度等参数。
实验结论：1.γ射线能谱可以通过谱仪测定，并且能够分析出不同能量区间的峰值。
2.不同物质对γ射线的吸收比例不同，吸收系数μ也因此而有所差异。
3.本实验所测得的吸收系数μ结果应该与物质的性质和密度等参数相符合。
实验中可能存在的误差：1.谱仪的仪器误差。
2.样品的放置位置和角度不准确。
3.γ射线的能量分辨能力不够精确。
改进方案：1.使用更高精度的谱仪。
2.对样品的放置进行更精确的定位和角度调整。
3.使用具有更高能量分辨能力的γ射线源。
γ射线的吸收与物资吸收系数μ的测定
量大大超过电子的结合能时，光子与核外电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转 移给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方向都发生了变化，即所谓的康 普顿效应，光子能量在 1MeV 左右时，这是主要的相互作用方式； 若入射光子的能量超过 1.02MeV，则电子对的生成成为可能。在带电粒子的库仑场中， 产生的电子对总动能等于光子能量减去这两个电子的静止质量能(2mc2=1.022MeV)。
五．实验步骤
1．调整实验装置，使放射源、准直孔、闪烁探测器的中心位于一条直线上。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，通系电1，力过根保管据护线生高0不产中仅工资2艺料22高试2可中卷以资配解料置决试技吊卷术顶要是层求指配，机置对组不电在规气进范设行高备继中进电资行保料空护试载高卷与中问带资题负料2荷试2，下卷而高总且中体可资配保料置障试时2卷，32调需3各控要类试在管验最路；大习对限题设度到备内位进来。行确在调保管整机路使组敷其高设在中过正资程常料1工试中况卷，下安要与全加过，强度并看工且25作尽52下可22都能护可地1关以缩于正小管常故路工障高作高中；中资对资料于料试继试卷电卷连保破接护坏管进范口行围处整，理核或高对者中定对资值某料，些试审异卷核常弯与高扁校中度对资固图料定纸试盒，卷位编工置写况.复进保杂行护设自层备动防与处腐装理跨置，接高尤地中其线资要弯料避曲试免半卷错径调误标试高方中等案资，，料要编试求5写、卷技重电保术要气护交设设装底备备置。4高调、动管中试电作线资高气，敷料中课并设3试资件且、技卷料中拒管术试试调绝路中验卷试动敷包方技作设含案术，技线以来术槽及避、系免管统不架启必等动要多方高项案中方；资式对料，整试为套卷解启突决动然高过停中程机语中。文高因电中此气资，课料电件试力中卷高管电中壁气资薄设料、备试接进卷口行保不调护严试装等工置问作调题并试，且技合进术理行，利过要用关求管运电线行力敷高保设中护技资装术料置。试做线卷到缆技准敷术确设指灵原导活则。。：对对在于于分调差线试动盒过保处程护，中装当高置不中高同资中电料资压试料回卷试路技卷交术调叉问试时题技，，术应作是采为指用调发金试电属人机隔员一板，变进需压行要器隔在组开事在处前发理掌生；握内同图部一纸故线资障槽料时内、，设需强备要电制进回造行路厂外须家部同出电时具源切高高断中中习资资题料料电试试源卷卷，试切线验除缆报从敷告而设与采完相用毕关高，技中要术资进资料行料试检，卷查并主和且要检了保测解护处现装理场置。设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定
γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定【摘要】我们知道原子核的能级跃迁可以产生伽马射线，而通过测量γ射线的能量分布，可确定原子核激发态的能级，这对于放射性分析，同位素应用及鉴定核素等都有重要意义。
同时通过学习了解伽马射线与物质相互作用的特性,测定窄束γ射线在不同物质中的吸收系数μ。
因此本实验通过使用伽马闪烁谱仪测定不同的放射源的γ射线能谱；根据当γ光子穿过吸收物质时，通过与物质原子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应损失能量。
闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子，闪烁光子入射到光阴极上，光电效应产生光电子，电子会在阳极负载上建立起电信号等原理，对γ射线进行研究。
【关键词】伽马射线吸收系数μ60Co、137Cs放射源能谱γ闪烁谱仪【引言】提出问题某些物质的原子核能发生衰变，会放出射线，核辐射主要有α、β、γ三种射线。
我们可以通过不同的实验仪器能够探测到这些肉眼无法看见的射线。
同时由于射线与物质相互作用，导致射线通过一定厚度物质后，能量或强度有一定的减弱，称为物质对射线的吸收。
而这在防护核辐射、核技术应用和材料科学等许多领域都有重要意义。
核辐射主要是α、β、γ三种射线，人工辐射源包括放射性诊断和放射性治疗辐射源、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸的落下灰尘以及核反应堆和加速器产生的照射等，辐射时处于激发态原子核损失能量的最显著方式。
γ跃迁可定义为一个核由激发态到较低的激发态、而原子序数Z和质数A均保持不变的退激发过程。
我们使用何种仪器来探测伽马射线，又如何测量物质对射线的吸收规律，不同物质的吸收性能等。
这是都是本次实验需要去解决的问题。
解决问题本实验使用的是γ闪烁谱仪。
γ闪烁谱仪内部含有闪烁体，可以把射线的能量转变成光能。
实验中采用含TI（铊）的NaI晶体作γ射线的探测器。
利用此来研究窄束γ射线在物质中的吸收规律。
【正文】通过查阅相关资料，我了解了伽马闪烁谱仪的基本工作原理以及整个的工作过程。
NaI(TI)闪烁探测器的结构如下图所示。
X射线吸收系数的研究实验
一束强度为
I
的单色
0
X
射线通过吸收材料，其强度
I
的变化遵循朗伯 -比耳（Lambert-
Beer）定律，有：
I
=
I
e−µx
0
（2）
其中 x 为材料厚度，单位为 cm 。称 µ 为线吸收系数，单位为 cm−1 。记 µ m = µ 为质量吸收
ρ
系数，单位为 cm−2.g 。 µ m 比 µ 更为基本，其数值不再依赖于吸收材料的物理状态，更能
X 射线吸收系数的研究实验
郑林
X 射线吸收系数的研究实验
郑林 复旦大学 材料科学系 摘要：本实验使用德国莱宝教具公司生产的 X 射线实验仪，通过测量 X 射线入射 Al、Fe、 Cu、Zr、Mo、Ag 等材料的透射率来研究某特定能量下，材料吸收系数与其原子序数的关系 ，
并将实验结果与文献参考值进行对比分析。
表1
2.698 7.873 8.932 6.507 10.22 10.50
0.05 0.0202 0.007 0.005 0.01 0.005
质量吸收系数 µ m / cm−2.g
文献值[5] 实验值 1
5.16
4.805
38.5
33.32
50.9
42.53
15.9
15.80
18.4
17.57
25.8
µ m 与 Z 的关系。用 NaCl 晶体的衍射谱来标定波长值。
X 射线的强度 I 用 G-M 计数器的计数率 R ( S −1 )来表征，通过测量 X 射线透过吸收材
料前后的计数率，测量材料厚度 x 后可应用(2)式求出材料的线吸收系数 µ ，进而求得 µ m 。
处理数据时，根据 µ m ∝ Z n 的关系式，对 ln µ m 及 ln Z 进行线性拟合，可得 n 即直线斜率。 对由（5）式得到的 σ 进行了相同的拟合。
【报告】伽马能谱实验报告
【关键字】报告伽马能谱实验报告篇一：闪烁伽马能谱测量实验报告实验题目：《闪烁γ能谱测量》一、实验目的1加深对γ射线和物质相互作用的理解。
2.掌握NaI(Tl)γ谱仪的原理及使用方法。
3.学会测量分析γ能谱。
4.学会测定γ谱仪的刻度曲线.。
二、实验仪器Cs放射源Co放射源FH1901型NaI闪烁谱仪SR-28双踪示波器三、实验原理1. γ射线与物质相互作用γ射线与物质相互作用主要有光电效应、康普顿散射及电子对效应。
1）光电效应：在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能，另一部分就作为光电子的动能。
所以，释放出来的光电子能量和该束缚电子所处的电子壳层的结合能B?之差。
因此，E光电子=E??Bi?E?（需要原子核参加）2）康普顿散射：康普顿散射是γ光子与原子外层电子相互作用的结果。
反冲电子的动能为：Ee?E?2(1?cos?)m0c2?E?(1?cos?)即使入射γ光子的能量是单一的，反冲电子的能量却是随散射角连续变化的。
3）电子对效应：电子对效应是γ光子从原子核旁经过时，在原子核的库伦场作用下，γ光子转化为一个正电子和一个负电子的过程。
根据能量守恒定律，只有当入射光子的能量hν大于2m0c2，即hν〉1.02MeV时，才能发生电子对效应。
（与光电效应相似，需要原子核参加）2．NaI（Tl）γ能谱仪介绍1）闪烁谱仪装置示意图2）闪烁谱仪的工作原理Γ射线次级电子荧光Γ放射源与闪烁体发闪烁体受光阴极吸收生三种作用激辐射光电子电脉冲定标器记录分析器分析各打拿极逐级缩小3)能谱分析（以137Cs为例）全能峰是γ光子与闪烁体发生光电效应产生的，直接反映了γ射线的能量；康普顿坪是由康普顿效应贡献的；逸出的γ射线与闪烁体周围的物质发生康普顿散射，反散射光子进入闪烁体发生光电效应形成反散射峰。
4）谱仪的能量分(原文来自：小草范文网:伽马能谱实验报告)辨率和能量刻度曲线闪烁单晶γ谱仪最主要的指标是能量分辨率和线性。
γ射线的吸收和物质吸收系数的测量
实验2-2 γ射线的吸收和物质吸收系数的测量摘要：本文通过对γ射线与物质相互作用的相关知识介绍，使读者对不同作用的特点有基本的了解，并通过测量γ射线在不同物质中的吸收系数，了解γ射线在不同物质中的吸收规律。
关键字：核技术；γ射线；光电效应；康普顿效应；吸收系数引言：γ射线首先由法国科学家P .V .维拉德发现的，γ射线是光子，是由原子核的衰变产生的，当原子核从激发态跃迁到较低能态或基态时，就有可能辐射出不同能量的γ射线。
不同能量的γ射线与物质的相互作用效果不同，为了有效地屏蔽γ辐射，需要根据物质对γ射线的吸收规律来选择合适的材料及厚度，反之，利用物质对γ射线的吸收规律可以进行探伤及测厚等。
因此研究不同物质对γ射线的吸收规律的现实意义非常巨大，如在核技术的应用与辐射防护设计和材料科学等许多领域都有应用。
正文：γ射线在吸收物质中会和物质中的束缚电子、自由电子、库伦场、核子发生相互作用，并且单次作用不可导致完全吸收或散射，理论上，相互作用有12个过程，但是对于10KeV 到10MeV 之间的γ射线来说，主要有三个效应，下面我们简单地介绍一下γ射线与物质相互作用的三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应。
光电效应是指γ射线光子在与吸收物质互相作用时把全部能量都给了原子中的束缚电子，使其脱离原子发射出来，可以知道，如果入射的γ射线是单能的，则发射的电子也会是单能的，并且发生光电效应的几率随原子序数的增加而迅速增大，随入射γ射线能量的增大而减小。
康普顿效应是指入射γ射线光子与吸收物质原子产生非弹性碰撞，一部分能量传递给电子使其脱离原子，剩余的能量使得γ射线的能量和方向发生改变，这种改变是连续的，故单能的γ射线入射时会产生连续能量的自由电子，并且发生康普顿效应的几率随原子序数的增加而迅速增大，随入射γ射线能量的增大而减小，但比光电效应减小的慢。
最后是电子对效应，其是指γ射线光子在吸收原子库伦场的作用下转化成一对正负电子，正电子寿命很短，最后只剩下自由的负电子。
x射线吸收系数与质量吸收系数
x射线吸收系数与质量吸收系数x射线吸收系数是指材料吸收x射线能量的能力，是衡量材料对x射线透射的障碍能力的物理量。
x射线吸收系数根据材料的密度、化学成分及x射线的能量而异。
当x射线穿过物质时，它与物质中的原子发生相互作用，导致x射线被散射或被吸收。
x射线吸收系数是用来描述材料对x射线的吸收能力的参数，通常表示为μ，单位为㎝²/㎏。
x射线吸收系数的大小与材料的化学成分和密度有关，通常情况下，密度越大的材料，其吸收系数越大；同时，x射线的能量也会对吸收系数产生影响，能量越高的x射线，被吸收的能力也越强。
质量吸收系数是物质对x射线的吸收能力的一个量度，它描述了单位质量物质对x射线的吸收能力。
单位质量的材料对x射线的吸收能力越强，其质量吸收系数越大。
通常表示为μ/ρ，单位为㎝²/g。
质量吸收系数是用来描述材料本身对x射线吸收能力的参数，它与材料的密度无关，仅与化学成分和x射线能量有关。
x射线吸收系数和质量吸收系数都是描述材料对x射线吸收能力的参数，它们之间的关系是通过材料的密度来联系的。
一般来说，质量吸收系数可以通过密度和x射线吸收系数来计算得出，即μ/ρ=μ/ρ。
材料的密度、化学成分和x射线能量都是对x射线吸收能力产生影响的因素。
在医学以及工业领域，对材料的x射线吸收能力的研究和探索具有重要意义。
通过对材料的x射线吸收能力的了解，可以更好地应用材料在x射线探测、医学成像、辐射防护等领域。
x射线吸收系数和质量吸收系数的研究也对于材料的选择和设计具有重要意义。
在工程领域，可以根据x射线吸收系数和质量吸收系数的特性来选择合适的材料，以满足不同场景下的x射线透射需求。
在医学成像领域，对材料的x射线吸收能力的了解可以帮助优化医学成像设备，提高成像的清晰度和准确度。
除此之外，x射线吸收系数和质量吸收系数的研究对于辐射防护也有着重要的作用。
通过了解不同材料的x射线吸收能力，可以选择适合的材料来制作辐射防护用品，有效地保护人体免受辐射的危害。
x射线特征谱与吸收实验__理论说明
x射线特征谱与吸收实验理论说明1. 引言1.1 概述x射线特征谱与吸收实验是研究物质的内部结构和性质的重要手段。
通过分析物质在x射线相互作用下产生的特征谱，可以了解其组成和电子结构等信息。
同时，吸收实验可通过测量物质对x射线吸收的能量进行定性和定量分析，从而揭示物质中不同元素的存在和含量。
1.2 文章结构本文将首先介绍x射线特征谱的原理，并探讨谱线特征及其分析方法。
接着，将详细解释吸收现象，并介绍相关实验装置和原理。
此外，还将讨论数据分析与结果展示方面的内容。
随后，将探讨x射线特征谱与吸收实验在物质成分分析与鉴定、结构表征和相变研究以及材料性能改进与调控等领域的应用进展。
最后，在结论部分总结本文所述内容，并展望未来在该领域中可能出现的新问题和挑战。
1.3 目的本文旨在系统介绍x射线特征谱与吸收实验的理论知识和应用实践，帮助读者全面了解这一重要技术在物质科学研究中的作用。
同时，通过本文的阐述，读者将能够深入理解x射线特征谱与吸收实验的原理和分析方法，并掌握其在不同领域中的应用。
最终，我们期望本文能为相关研究工作者提供参考和启发，并促进该领域的学术交流和技术进步。
2. x射线特征谱2.1 原理介绍x射线特征谱是指物质受到x射线照射后所产生的能谱。
当物质被x射线激发时，原子内部的电子会从低能级跃迁到高能级，形成空位。
这些空位会被外部的电子填补，释放出多余的能量，即特征辐射。
该辐射具有良好的分辨率和灵敏度，可用于研究物质的化学组成和结构信息。
2.2 谱线特征x射线特征谱中的“谱线”是指由不同原子跃迁所产生的特殊能量峰值信号。
每个元素都有一组特定的谱线，这些谱线可以用来确定样品中存在的元素种类及其相对含量。
常见的x射线吸收光谱中的主要谱线包括Kα、Kβ、Lα等。
2.3 分析方法根据不同元素在x射线束下与物质发生相互作用时所产生不同能级间跃迁而得到不同波长或能量特征辐射，通过分析和测量这些辐射信号，可以获得有关样品的定性和定量信息。
贝塔射线法单位质量吸收系数
贝塔射线法单位质量吸收系数在物理学中，贝塔射线是一种高速电子，它们的速度可以接近光速。
贝塔射线法单位质量吸收系数则是表示材料对贝塔射线的吸收能力的一个重要参数。
在本文中，我们将深入探讨贝塔射线法单位质量吸收系数的概念，并分析其在不同材料中的变化规律，从而更好地理解这一物理学概念。
1. 贝塔射线的特性贝塔射线是一种高速电子，在核反应中会释放出来。
它们的速度非常接近光速，具有一定的穿透能力。
研究贝塔射线的吸收规律对于核材料的安全性评估具有重要意义。
2. 贝塔射线法单位质量吸收系数的定义贝塔射线法单位质量吸收系数是指单位质量材料对贝塔射线的吸收能力。
它可以用来描述材料的辐射阻挡能力，是评价辐射防护材料性能的重要参数。
3. 对贝塔射线法单位质量吸收系数的深入理解在不同材料中，贝塔射线的吸收规律是不同的。
一般来说，密度大、原子序数高的材料对贝塔射线的吸收能力较强。
密度和原子序数是影响贝塔射线法单位质量吸收系数的关键因素。
4. 贝塔射线法单位质量吸收系数在工程中的应用贝塔射线法单位质量吸收系数的理论研究和实际应用具有重要意义。
在核材料的设计和选材中，需要考虑材料的贝塔射线吸收能力，以保障设备和人员的安全。
5. 个人观点和总结经过深入研究和实践应用，我认为贝塔射线法单位质量吸收系数是一个复杂而重要的物理学概念。
它不仅对于核材料的安全性评估具有重要意义，也在工程材料的选取和设计中发挥着关键作用。
希望未来能够有更多的研究和实践，从而更好地理解和应用贝塔射线法单位质量吸收系数。
通过本文的阐述，相信您已经对贝塔射线法单位质量吸收系数有了更深入的了解。
贝塔射线的特性、单位质量吸收系数的定义与应用都在文章中有所涉及，希望能够帮助您更好地理解这一物理学概念。
贝塔射线是一种高速电子，在核反应中释放而出。
它们的速度非常接近光速，因此具有很强的穿透能力。
贝塔射线的研究对于核材料的安全性评估具有重要意义。
在本文中，我们将深入探讨贝塔射线法单位质量吸收系数的概念，并分析其在不同材料中的变化规律，从而更好地理解这一物理学概念。
吸收系数
γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定光信息科学与技术081班08620124 吴勇军摘要：本实验用Nal(Tl) 闪烁谱仪来分别测量60Co和137Cs 在一组吸收片（铅、铜或铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。
再根据已知一定放射源对一定材料的吸收系数来测量该材料的厚度。
关键词：γ射线吸收系数μ引言：原子核由激发态向较低激发态跃迁时会辐射γ射线，γ射线在约10KeV到约10MeV范围内与物质相互作用会产生三种效应的一种：光电效应、康普顿效应、电子对效应。
窄束γ射线穿过物质时其强度随物质的厚度的衰减服从指数规律。
吸收系数μ是物质原子序数z和γ射线能量的函数，γ射线的线吸收系数μ是三种效应的线吸收系数之和。
而物质对γ射线的吸收能力也经常用“半吸收厚度”表示。
正文一、实验目的1、了解γ射线与物质相互作用的特性；2、了解窄束γ射线在物质中的吸收规律及测量其在不同物质中的吸收系数。
二、实验原理物质吸收系数μ的测定γ辐射是处于激发态原子核损失能量的最显著方式。
光子(γ射线)会与下列带电体发生相互作用：1）被束缚在原子中的电子；2）自由电子(单个电子)；3）库仑场(核或电子的)；4）核子(单个核子或整个核)。
这些类型的相互作用可以导致下列三种效应中的一种：1）光子的完全吸收；2）弹性散射；3）非弹性散射。
因此从理论上讲，γ射线可能的吸收和散射有12种过程，但在从约10KeV到约10MeV范围内，大部分相互作用产生下列过程中的一种：●低能时以光电效应为主。
一个光子把它所有的能量给予一个束缚电子；核电子用其能量的一部分来克服原子对它的束缚，其余的能量则作为动能；●光子可以被原子或单个电子散射到另一方向，其能量可损失也可不损失。
当光子的能量大大超过电子的结合能时，光子与核外电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方向都发生了变化，即所谓的康普顿效应，光子能量在1MeV左右时，这是主要的相互作用方式；●若入射光子的能量超过1.02MeV，则电子对的生成成为可能。
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实验九Y射线的吸收与物质吸收系数U的测定实验目的1 .了解射线与物质相互作用的特性2.了解窄束射线在物质中的吸收规律3•测量其在不同物质中的吸收系数实验原理一、射线与物质的作用射线是由于原子核由激发态到较低的激发态退激（而原子序数Z和质量数A均保持不变）的过程中产生的，包括：（1）或衰变的副产品（2）核反应（3）基态激发三部分，是处于激发态原子核损失能量的最显著方式；由于射线具不带电、静止质量为0等特点决定了它同物质的作用方式与带电粒子不同，带电粒子（或粒子等）在一连串的多次电离和激发事件中不断地损失其能量，而射线与物质的相互作用却在单次事件中完全吸收或散射。
光子（射线）通过物体时会与其中的下述带电体发生相互作用：1）被束缚在原子中的电子；2）自由电子（单个电子）；3）库仑场（核或电子的）;4）核子（单个核子或整个核）。
这些类型的相互作用可以导致：光子的完全吸收、弹性散射、非弹性散射三种效应中的一种（在从约10KeV到约10MeV范围内，大部分相互作用产生下列过程中的一种）表现为：光电效应:低能光子所有的能量被一个束缚电子吸收，核电子将其能量的一部分用来克服原子对它的束缚，成为光电子；其余的能量则作为动能，发生光电效应。
（光电效应）康普顿效应:光子还可以被原子或单个电子散射， 当 光子的能量（约在 1MeV ）大大超过 电子的结合能时，光子与核外电子发生非 弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电 子，使它反冲出来，而散射光子的能量和 运动方向都发生了变化，发生康普顿效应。
电子对效应： 若入射光子的能量超过1.02MeV ，光子在带电粒子的库仑场作用下则 可能产生正、负电子对，产生的电子对 总动能等于 光子能量减去这两个电子的静止质量能（2mc 2=l.022MeV ）子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应损失能量； 射线一旦与吸收物质原子发生这三种相互作用，原来能量为h 的光子就消失，或散射后能量改变、并偏离原来的入射方向；总之，一旦发生相互作用，就从原来的入射 束中移去。
二、物质对 射线的吸收规律：作用特点：射线与物质原子间的相互作用只要发生一次碰撞就是一次大的能量转移；它不同于带电粒子穿过物质时，经过许多次小能量转移的碰撞来损失 它的能量。
带电粒子在物质中是逐渐损失能量，最后停止下来，有射程概念；射线穿过物质时，强度逐渐减弱，按指数规律衰减，不与物质发生相互作用的光子 穿过吸收层，其能量保持不变，因而没有射程概念可言，但可用“半吸收厚度” 来表示射线对物质的穿透情况。
吸收规律：本实验研究的主要是窄束 射线在物质中的吸收规律。
所谓窄束 射线是指不包括散射成份的射线束，通过吸收片后的光子，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。
“窄束” 一词是实验上通过准直器得到细小的束而从上面的讨论可以清楚地看到，当 光子穿过吸收物质时，通过与物质原 （电子对效应）取名。
这里所说的“窄束”并不是指几何学上的细小，而是指物理意义上的“窄 束”，即使射线束有一定宽度，只要其中没有散射光子，就可称之为“窄束”窄束 射线在穿过物质时，由于上述三种效应，其强度就会减弱，这种现象 称为 射线的吸收。
射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律，即 rNx l °e rl °e其中，I 。
、I 分别是穿过物质前、后的丫射线强度， x 是 射线穿过的物质的 厚度（单位cm ）, d r 是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和， N 是吸收物质单位体积中的原子数，□是物质的线性吸收系数（卩 =d r N ，单位为cm ）。
显然口的大小反映了物质吸收丫射线能力的大小。
需要说明的是，吸收系数卩是物质的原子序数Z 和 射线能量的函数，且：Ph式中ph 、 c 、 p 分别为光电、康普顿、电子对效应的线性吸收系数；其中:Q・一 ■一 |0.1 1 10 100 1000对y 射绒的咽 收系数和 能屋的芫系曲统52ph Z 、 c Z 、 pZ （Z 为物质的原子序数）。
射线与物质相互作用的三种效应的截面都是随入射丫射线的能量 E 和吸收物质的原子序数Z 而改变。
射线的线性吸收系数□是三种效应的线性吸收系数之和。
右图给出了铅对射线的线性吸收系数与射线能量的线性关系。
(3— 1)实际工作中常用质量厚度R m （g/cm2）来表示吸收体厚度，以消除密度的影响。
因此（3—1）式可表达为l(R) l°e(3—2)成正比，又对（3—2）式取对数得:由此可见，如果将吸收曲线在半对数坐标纸上作图，将得出一条直线，如右图所示。
m/ 可以从这条直线的斜率求出，即谓“半吸收厚度”就是使入射的射线强度减弱到一半时的吸收物质的厚度，记作:, In 2 0.693dj实验仪器装置实验器材：① 放射源137Cs和60Co（强度~ 1.5微居里弱②200 mAI窗Nal（TI）闪烁探头；③高压电源、放大器、多道脉冲幅度分析器；④Pb、Cu、Al吸收片若干；微机。
由于在相同的实验条件下，某一时刻的计数率N总与该时刻的射线强度Iln N — R In N0(3—3)In N2 In N1(3—4)(3—5)R2R-山）懊1 ⑴機離I囑«1 示懿做射线吸收实验的一般做法可按如上图（a）所示，在源和探测器之间用中间有小圆孔的铅砖作准直器。
吸收片放在准直器中间，前部分铅砖对源进行准直；后部分铅砖则滤去射线穿过吸收片时因发生康普顿散射而偏转一定角度的那一部分射线，从而确保射线为窄束射线。
这样的装置体积比较大，且由于吸收片前后两个长准直器使放射源与探测器的距离较远，因此放射源的源强需在毫居里量级。
但它的窄束性、单能性较好，因此只需闪烁计数器记录。
本实验中，在源的源强约2微居里的情况下，由于专门设计了源准直孔（03 12mm）,基本达到使射线垂直出射；而由于探测器前有留有一狭缝的挡板，更主要由于用多道脉冲分析器测能谱，就可起到去除射线与吸收片产生康普顿散射影响的作用。
因此，实验装置就可如上图（b）所示，这样的实验装置在轻巧性、直观性及放射防护方面有前者无法比拟的优点，但它需要用多道分析器，在一般的情况下，显得有点大材小用，但在本实验中这样安排，可以说是充分利用现有的实验条件。
实验内容1.测量137Cs的射线（取0.661MeV光电峰）在一组吸收片（铅、铜或铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。
2.测量60Co的射线（取1.17、1.33MeV光电峰或1.25MeV综合峰）在一组吸收片（铅或铜）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。
3.根据已知一定放射源对一定材料的吸收系数来测量该材料的厚度。
实验步骤1.调整实验装置，使放射源、准直孔、闪烁探测器的中心位于一条直线上。
2.在闪烁探测器和放射源之间加上0、1、2 片已知质量厚度的吸收片（所加吸收片最后的总厚度要能吸收射线70%以上），进行定时测量（建议t=1200秒）,并存下实验谱图。
3.计算所要研究的光电峰净面积A i=A g-A b，这样求出的A i就对应公式中的I i、N i。
4.分别用作图法和最小二乘法计算吸收片材料的质量吸收系数。
5.依照上述步骤测量Pb、Al对137Cs的丫射线（取0.661MeV光电峰）的质量吸收系数。
6.测量Pb、Al对60Co的丫射线（取1.17、1.33MeV光电峰或1.25MeV综合峰）的质量吸收系数（选做）。
7.利用Al对137Cs的射线（取0.661MeV光电峰）的质量吸收系数测Al片厚度。
实验结果分析与数据处理前面已经提到，要求出材料对丫射线的质量吸收系数，必须先计算光电峰净面积A i=A g—A b o这里A g为光电峰的毛面积，是峰谷之间（含峰谷）每道计数之和；Ab为本底面积，是全能峰两边峰谷连线组成的直角梯形面积。
如右图所示。
下面简单介绍介绍计算光电峰净面积的方法。
确定峰面积有很多方法，原则上可分两类，第一类叫计数相加法，即把峰内测到的各道计数按一定公式相加，方法简单，但只适于确定单峰面积；第二类叫函数拟合法，即将所测到的数据拟合与一个函数，然后积分这个函数得到峰面积,此方法比较准确，也适于重迭峰，但计算工作量较大。
因为我们用以测吸收系数 和测厚的是137Cs 、60Co 源的全能峰，峰形比较简单，为了计算方便，可采用计数 相加法。
按照本底扣除和边界道选取方法的不同，计数相加法主要可分为以下几种方 法，如下图所示。
1.全峰面积法（TPA 法）取两边峰谷I 、r ,把I 道至r 道的所以脉冲计数相加，本底以直线扣除。
这种方法的误差受本底扣除的方式及面积的影响较大；但该方法利用了峰内 全部的脉冲数，受峰的漂移和分辨率变化的影响最小，同时也比较简单。
1 r 一 n n<a><b^CaO TFAfe fb) Covell/i2. Covell 法该方法是在峰的前后沿上对称地选取边界道，并以直线连接峰曲线上相应于 边界的两点，把此直线以下的面积作为本底扣除。
此方法提高了峰面积与本底面积的比值，结果受本底不确定的影响较小。
但 n 的选择对结果的精度有较大的影响，n 选太大，失去采用道数较少的优点；若 n选得太小每则有容易受峰漂和分辨率变化的影响，同时 n 太小则基线较高，从而降低了峰面积与本底面积的相对比值。
3. Wasson 法该法边界道的取法与 Covell 法一样，但本底基线选择较低，与 TPA 法一样。
这一方法进一步提高了峰面积与本底面积的比值，本底基线的不准和计数统 计误差对峰面积准确计算的影响较小；而受分辨率变化的影响与Covell 法相同，没有TPA 法好。
此外，60Co 有1.17MeV 、1.33MeV 的双峰，本实验中可以分别进行实验，也可取它们的平均值一 n n< c Wass on 法1.25MeV，并在本底的扣除中采用下图方式。
60Co1.17MeV、1.33MeV两个光电峰相交处是两个峰的叠加，而每个峰都有其自己的康普坪，致使本底情况比较复杂。
实际运算中分别确定两个峰的峰谷，连线成两个梯形作为本底比较近似。
在具体的实验数据处理中，我们推荐用TPA方法处理就可以了。
其他两种方法了解一下就可以了。
思考题1.什么叫吸收？为什么说射线通过物质时无射程概念？谈谈对射线与物质相互作用机制的认识。
2.通过对几种不同物质的吸收系数的计算，谈谈在辐射的屏蔽防护方面材料的选择问题。
3.物质对射线的吸收系数与哪些因素有关？4.分析三种不同的本底扣除方法对实验结果误差的影响及原因。
参考资料1几种材料对137Cs、60Co两种丫射线的线性吸收系数:① E=0.661MeV材料P( g/cm2) (i( cm-1) 材料P( g/cm2) (i( cm-1) Pb11.34 1.213Al 2.70.194 Cu8.90.642Fe7.890.573材料P( g/cm2) (i( cm-1) 材料P( g/cm2) (i( cm-1) Pb11.340.674Al 2.70.150 Cu8.90.474Fe7.890.4242 •用本实验装置进行丫射线在物质中的吸收规律实验所得谱形5" 7 > g 1 ］.o 130 1170 ［口心］詠瘻C r的全Will*瓏射.收冲I审宅的增1川帀减制g的仝繼峰沁说吸也X厚度的増加氏减测。