γ射线的吸收实验报告

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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γ射线能谱测定以及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定实验报告摘要原子核的能级跃迁可以产生伽马射线，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。

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。

γ射线，又称γ粒子流，是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，波长短于0.2埃的电磁波，具有很强的穿透性。

本实验将γ射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，通过电子学仪器得到它的能谱图。

实验中使用NaI单晶γ闪烁谱仪对γ的能谱进行测定。

最后得到γ射线在160道数及320道数位置的一些相关数据。

在这些位置它的数量和能量的值都比较合适，有一定数量，又有一定的穿透能力。

实验中将了解NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪是如何测量γ射线的能谱，NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪的结构、原理与特性；掌握NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪整套装置的操作、调整和使用方法。

并通过对137Cs和60Co 放射源γ能谱的测量，加深对γ射线与物质相互作用的理解以及通过该实验了解多道脉冲幅度分析器在NaI(Tl)单晶γ谱测量中的数据采集及其基本功能。

在第一个实验的基础上，采用NaI闪烁谱仪测全能峰的方法测量137Cs的γ射线在铅、铝材料中的吸收系数。

并且通过实验对核试验安全防护的重要性有初步的认识。

关键词γ射线吸收系数μ60Co、137Cs放射源能谱NaI单晶γ闪烁谱仪多道分析器引言γ射线首先由法国科学家P.V.维拉德发现，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γ射线。

γ射线的吸收实验报告

γ射线的吸收实验报告实验报告：γ射线的吸收实验一、实验目的通过实验探究γ射线的吸收规律，分析各种不同物质对γ射线吸收的影响。

二、实验原理γ射线是一种能量很高的电磁辐射，对物质有很强的透射能力。

当γ射线通过不同物质时，会发生吸收现象，即射线的强度会发生变化。

主要影响γ射线吸收的因素包括物质的厚度、密度、原子序数等。

实验中通过改变不同材料的厚度和密度，来研究γ射线吸收规律。

三、实验器材和试剂1.γ射线源：用于发射γ射线的辐射源。

2.安全屏蔽装置：用于屏蔽γ射线的辐射。

3.各种材料：如不同厚度和密度的铅片、铝片等。

四、实验步骤1.取一块铝片作为基准样品，记录γ射线源发出的射线强度。

2.依次将铅片放在铝片上，每次增加一块铅片并记录射线强度，直到达到一定厚度。

3.记录各个厚度下的射线强度，计算吸收率。

4.将铝片和不同厚度的铅片放在γ射线源和探测器之间，记录射线强度和各种材料的厚度、密度。

5.分析各个实验结果，总结出γ射线的吸收规律。

五、实验数据和结果实验结果如下表所示：材料，厚度（cm），密度（g/cm³），射线强度（cps）:-----，:--------:，:----------:，:------------:铝片，0，2.7，600铝片+铅片，0+0.5，11.3，500铝片+铅片，0+1.0，11.3，300铝片+铅片，0+1.5，11.3，100铝片+铅片，0+2.0，11.3，50铝片+铅片，0+2.5，11.3，20根据实验数据，可以绘制γ射线强度与不同厚度材料的关系图。

根据实验数据和图表分析可得到结论：随着铅片厚度的增加，γ射线的吸收率逐渐增大，射线强度逐渐减小。

当铅片厚度超过2.5cm时，射线强度已经变得非常弱。

六、讨论和分析1.实验结果符合γ射线的吸收规律。

厚度越大，吸收率越高。

2.实验中使用了铝片作为基准样品，因为铝对γ射线的吸收相对较低，便于观察强度的变化。

铅作为一种重金属，对γ射线有较高的吸收能力，可以用于改变吸收率。

射线的吸收

实验1.3 射线的吸收实验时间：2010年10月21日【摘要】实验中我们分别探究了γ射线在铜，铝，铅中的吸收规律。

通过这次实验我们希望了解γ射线在物质中的吸收规律，同时掌握测量γ吸收系数的基本方法。

【引言】γ射线在穿透物质时，会被物质吸收，吸收作用的大小用吸收系数来表示。

物质的吸收系数的值与γ射线的能量有关，也与物质本身的性质有关。

正确测定物质的吸收系数，在核技术的应用与辐射防护设计中具有十分重要的意义。

例如工业上广泛应用的料位计、密度计、厚度计，医学上的γ照相技术等都是根据这一原理研究设计的。

【关键词】铜铝铅γ射线吸收【正文】一、实验原理1.窄束射线在物质中的吸收规律。

γ射线在穿过物质时，会与物质发生多种作用，主要有光电效应，康普顿效应和电子对效应，作用的结果使γ射线的强度减弱。

准直成平行束的γ射线称为窄束γ射线，单能窄束γ射线在穿过物质时，其强度的减弱服从指数衰减规律，即：其中I 0为入射γ射线强度，I x 为透射γ射线强度，x 为γ射线穿透的样品厚度，μ为线性吸收系数。

用实验的方法测得透射率T=I x /I 0与厚度x 的关系曲线，便可根据（1）式求得线性吸收系数μ值。

为了减小测量误差，提高测量结果精度。

实验上常先测得多组 I x 与x 的值，再用曲线拟合来求解。

则：ln I x =ln I 0−μx （2）由于γ射线与物质主要发生三种相互作用，三种相互作用对线性吸收系数μ都有贡献，可得：μ=μph +μc +μp （3）式中μph 为光电效应的贡献， μc 为康普顿效应的贡献，μp 为电子对效应的贡献。

它们的值不但与γ光子的能量E r 有关，而且还与材料的原子序数、原子密度或分子密度有关。

对于能量相同的γ射线不同的材料、μ也有不同的值。

医疗上正是根据这一原理，来实现对人体内部组织病变的诊断和治疗，如x 光透视，x 光CT 技术，对肿瘤的放射性治疗等。

图1表示铅、锡、铜、铝材料对γ射线的线性吸收系数μ随能量E变化关系。

伽马射线的吸收实验分析报告

伽马射线的吸收实验分析报告伽马射线是一种高能电磁辐射，它具有较强的穿透能力和高能量。

为了研究伽马射线在物质中的吸收特性，我们进行了一系列的实验，并对实验结果进行了详细的分析。

实验目的：1.研究伽马射线在不同物质中的吸收情况；2.了解伽马射线的穿透能力和吸收特性；3.探究伽马射线吸收实验的应用价值。

实验装置：1. 伽马射线源：选用共振核素Cesium-137 (Cs-137)。

2.探测器：采用闪烁体探测器，记录伽马射线的强度变化。

3.不同材料：如铅、铝、聚乙烯等具有不同密度和原子序数的材料。

实验步骤：1.将伽马射线源定位在一定距离的位置上，探测器放置在伽马射线源的背面，预留一定的触发时间。

2.依次将铅、铝和聚乙烯等材料放置在伽马射线源和探测器之间，记录不同材料下的伽马射线强度。

3.根据伽马射线的强度变化情况，分析不同材料对伽马射线的吸收程度。

实验结果与分析：我们进行了三组实验，分别使用了铅、铝和聚乙烯作为吸收材料。

我们记录了不同材料下伽马射线的强度变化情况。

首先，当伽马射线通过铅材料时，我们观察到伽马射线的强度明显减弱。

这是因为铅具有较高的密度和原子序数，能够对伽马射线产生较强的吸收作用。

所以，铅是一种比较好的屏蔽伽马射线的材料。

其次，当伽马射线通过铝材料时，尽管铝的密度较低，但其原子序数较高，对伽马射线也有一定的吸收作用。

与铅相比，铝的吸收效果较弱。

这可能是因为伽马射线的穿透能力与其能量有关，而铝的原子序数相对较小，无法有效吸收高能伽马射线。

最后，当伽马射线通过聚乙烯材料时，我们观察到伽马射线的强度几乎没有明显的减弱。

这是因为聚乙烯的密度较低，原子序数也很小，无法有效吸收伽马射线。

因此，聚乙烯对伽马射线的屏蔽效果很差。

通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1.伽马射线的穿透能力与所穿过材料的密度和原子序数有关。

密度和原子序数较大的材料对伽马射线具有较强的吸收能力。

2.铅是一种较好的屏蔽伽马射线的材料，其吸收能力远远高于铝和聚乙烯。

γ能谱及γ射线的吸收实验报告(河南农业大学)

γ能谱及γ射线的吸收实验报告学校：河南农业大学班级：能源与动力工程19-2姓名：刘轩志学号：1904116046指导教师：谭明实验时间：2020-06-29一、实验简介根据原子核结构理论，原子核能级属于分立能级。

当处于激发态上的核跃迁到低能级上时，就发射γ射线。

放出的光量子能量，此处h 为普朗克常数，ν为γ光子的频率。

原子核衰变放出的γ射线的能量反映了核能级差，且能量大小通常为特征能量，因此通过测量γ射线强度按能量的分布即γ射线能谱，可以用于研究核能级、核衰变纲图等，在放射性分析、同位素应用及鉴定核素等领域有重要的意义。

当γ射线穿过物质时，可能通过光电效应、康普顿效应和电子对效应（当E γ＞1.02MeV ）而损失能量，强度逐渐减弱，这种现象称为物质对γ射线的吸收。

目前物质对γ射线的吸收规律广泛应用于工业、科研、医疗、资源勘探、环境保护许多领域。

闪烁γ能谱仪具有实用范围广、探测效率高、时间分辨小、价格低廉等优点，是测量γ射线能谱最常用的工具。

本实验的目的是学习闪烁γ谱仪的工作原理和实验方法，研究吸收片对γ射线的吸收规律。

二、实验原理1.γ射线与物质的相互作用γ射线与物质原子之间的相互作用主要有三种方式：光电效应、康普顿散射、电子对效应。

（1）光电效应当能量的入射γ光子与物质中原子的束缚电子相互作用时，光子可以把全部能量转移给某个束缚电子，使电子脱离原子束缚而发射出去，光子本身消失，发射出去的电子称为光电子，这种过程称为光电效应．发射出光电子的动能：（1），为束缚电子所在壳层的结合能。

原子内层电子脱离原子后留下空位形成激发原子，其外部壳层的电子会填补空位并放出特征X 射线。

例如L 层电子跃迁到K 层，放出该原子的K 系特征X 射线。

（2）康普顿效应2E 1E 12E E hv −=γE i e B E E −=γi Bγ光子与自由静止的电子发生碰撞，而将一部分能量转移给电子，使电子成为反冲电子，γ光子被散射改变了原来的能量和方向。

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）。

实验2γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定实验报告

百度文库•让每个人平等地捉升口我近代物理实验报告Y射线的吸收与物质吸收系数测定学班姓学时院级名号间数理与信息工程学院光信081班086201142011年04月27日Y射线的吸收与物质吸收系数u的测定班级：光信081 姓名：陈亮学号：08620114摘要：学会Nal （T1）单晶T闪烁体整套装置的操作、调整和使用；在此基础上测量137Cs和60Co 的T能谱，求出能量变化率、唸康比、线性等各项指标，并分析谱形；了解多道脉冲幅度分析器在Nal（Tl）单晶T谱测量中的数据采集及英基本功能，在数拯处理中包括对谱形进行光滑、寻峰，曲线拟合等。

通过测量137Cs和60Co的T射线的吸收曲线，研究T射线与物质（被束缚在原子中的电子、自有电子、库仑场、核子）相互作用的特性，了解窄束丁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。

关键字：T射线能谱物质吸收系数U光电效应康普顿效应电子对效应引言：原子核由髙能级向低能级跃迁时会辐射射线，它是一种波长极短的电磁波，其能量由原子核跃迁前后的能级差来表示即：射线与物质发生相互作用则产生次级电子或能量较低的射线，将射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到辐射强度按能量的分布, 即为“能谱”。

测量能谱的装置称为“能谱仪”。

闪烁探测器是利用带电粒子或非带电粒子与某些物质的相互作用下转化成为带电粒子对物质原子的激发，从而会产生发光效应的特性来测量射线的仪器。

它的主要优点是即能测量各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子：即能测量粒子强度，又能测量粒子能量：并且探测效率高。

Y，又称Y粒子流，是能级跃迁蜕变时释放出的射线，是波长短于0.2埃的电磁波。

首先由科学家P.V.维拉徳发现，是继（I、后发现的第三种射线。

原子和核反应均可产生丫射线。

Y射线的波长比X射线要短，所以丫射线具有比还要强的穿透能力。

当Y射线通过物质并与相互作用时会产生光电效应、和正负电子对三种效应。

原子核释放出的Y与核外电子相碰时，会把全部能量交给电子，使电子成为光电子，此即光电效应。

γ射线的吸收实验报告

γ射线的吸收实验报告γ射线的吸收一、实验目的：1.了解γ射线在物质中的吸收规律。

2.掌握测量γ吸收系数的基本方法。

二、实验原理：1.窄束射线在物质中的吸收规律。

射线在穿过物质时，会与物质发生多种作用，主要有光电效应，康普顿效应和电子对效应，作用的结果使射线的强度减弱。

准直成平行束的射线称为窄束射线，单能窄束射线在穿过物质时，其强度的减弱服从指数衰减规律，即：(1)其中为入射射线强度，为透射射线强度，x为射线穿透的样品厚度，为线性吸收系数。

用实验的方法测得透射率与厚度的关系曲线，便可根据（1）式求得线性吸收系数值。

为了减小测量误差，提高测量结果精度。

实验上常先测得多组与的值，再用曲线拟合来求解。

则：（2）由于射线与物质主要发生三种相互作用，三种相互作用对线性吸收系数都有贡献，可得：（3）式中为光电效应的贡献，为康普顿效应的贡献，为电子对效应的贡献。

它们的值不但与光子的能量Er有关，而且还与材料的原子序数、原子密度或分子密度有关。

对于能量相同的射线不同的材料、也有不同的值。

医疗上正是根据这一原理，来实现对人体内部组织病变的诊断和治疗，如光透视，光CT技术，对肿瘤的放射性治疗等。

图1表示铅、锡、铜、铝材料对射线的线性吸收系数μ随能量E变化关系。

图中横座标以光子的能量与电子静止能量mc2的比值为单位，由图可见，对于铅低能射线只有光电效应和康普顿效应，对高能射线，以电子对效应为主。

为了使用上的方便，定义μm=μ/ρ为质量吸收系数，ρ为材料的质量密度。

则（1）式可改写成如下的形式：（4）式中xm=x·ρ，称为质量厚度，单位是g/cm2。

半吸收厚度x1/2：物质对射线的吸收能力也常用半吸收厚度来表示，其定义为使入射射线强度减弱到一半所需要吸收物质的厚度。

由（1）式可得：（5）显然也与材料的性质和射线的能量有关。

图2表示铝、铅的半吸收厚度与E的关系。

若用实验方法测得半吸收厚度，则可根据（4）求得材料的线性吸收系数μ值。

核辐射测量方法实验报告

实验二 γ射线的吸收一、实验目的：1、了解γ射线在物质中的吸收规律；2、测量γ射线在不同介质中的吸收系数。

二、实验器材：1、KZG03C 辐射检测仪一台；2、Cs137点放射源一个；3、铅准直器一个；4、40×40×dcm3的水泥、铝、铁、铜、铅吸收屏若干块（附屏支架）；5、手套、长钳夹子、尺子、绳子各一套。

三、实验原理：天然γ射线与物质相互作用的三种主要形式：光电效应、康普顿散射和形成电子对效应。

由于三种效应的结果，γ射线通过物质时发生衰减（吸收），其总衰减系数应为三者之和：实验证明，γ射线在介质中的衰减服从指数规律：de I I μ-=0，mm d e I I μ-=0μ=(- Ln(I/I O ))/d ， μm =(- Ln(I/I O ))/d m式中：I 为射线经过某一介质厚度的仪器净读数（减去本底）；I 0为起始射线未经过介质的仪器净读数（减去本底）； d 为介质厚度，单位为cm; d m 为介质面密度，单位为g/cm 2 ；μ 为γ射线经过介质的线吸收系数，单位为cm -1；κστμ++=μm 为γ射线经过介质的质量吸收系数，单位为g/cm 2 ；半吸收厚度：为使射线强度减少一半时物质的厚度，即021I I =时，μ2ln 21=d 或 212ln d =μ四、实验内容：1. 选择良好的测量条件（窄束），测量 Cs 137源的γ射线在同一组吸收屏（水泥、铝、铁、铜、铅）中的吸收曲线，并由半厚度定出吸收系数；2. 用最小二乘拟合的方法计算出吸收系数与1中的结果进行比较；3. 测量不同散射介质时（同一角度，同一厚度）γ射线的强度。

五、实验步骤： 1. 吸收实验1) 调整装置，使放射源、准直孔、探测器的中心在一条直线上； 2) 测量本底I 0’；3) 将源放入准直器中，测量无吸收屏时γ射线强度I 0”；4) 逐渐增加吸收屏，并按相对误差在N ±δ的要求测出对应厚度计数I d ’，每个点测三次取平均植；5) 更换一种吸收屏，重复步骤4，测量时注意测量条件不变。

实验2 γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定实验报告

错误！未定义书签。=1.5414/cm
错误！未定义书签。=1.6983/cm
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错误！未定义书签。=1.8537/cm
错误！未定义书签。=1.5843/cm
错误！未定义书签。=1.3041/cm
求平均值=(μ01+μ02+μ03+μ04+μ12+μ13+μ14+μ23+μ24+μ34）/10≈1.5638cm
本实验研究的主要是窄束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，通过吸收片后的γ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γ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，即
（1）
其中，I0、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（μ=σrN，单位为cm）。显然μ的大小反映了物质吸收γ射线能力的大小。
5.依照上述步骤测量Al和Pb对137Cs的γ射线的质量吸收系数μAl、μPb。
6.整理仪器，经教师检查签字离开。
数据处理计算吸收系数μ
E=0.661MeV
对于Al,质量密度为2.70 g/cm2
块数
R
N
0
0
2812
7.94
1
2.57
1807
7.50
2
5.01
1315
7.18
3
7.46
900
6.80
与理论值1.213/cm比较，误差ε=29%

γ能谱及γ射线的吸收2012

γ能谱及γ射线的吸收（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）（本实验当堂提交实验报告）根据原子核结构理论，原子核能级属于分立能级。

当处于激发态2E 上的核跃迁到低能级1E 上时，就发射γ射线。

放出的光量子能量12E E hv -=，此处h 为普朗克常数，ν为γ光子的频率。

当γ射线穿过物质时，可能通过光电效应、康普顿效应和电子对效应（当）而损失能量，强度逐渐减弱，这种现象称为物质对γ射线的吸收。

目前物质对γ射线的吸收规律广泛应用于工业、科研、医疗、资源勘探、环境保护许多领域。

闪烁γ能谱仪具有实用范围广、探测效率高、时间分辨小、价格低廉等优点，是测量γ射线能谱最常用的工具。

本实验的目的是学习闪烁γ谱仪的工作原理和实验方法，研究吸收片对γ射线的吸收规律。

实验原理1、 γ射线与物质的相互作用γ射线与物质原子之间的相互作用主要有三种方式：光电效应、康普顿散射、电子对效应。

1）光电效应当能量γE 的入射γ光子与物质中原子的束缚电子相互作用时，光子可以把全部能量转移给某个束缚电子，使电子脱离原子束缚而发射出去，光子本身消失，发射出去的电子称为光电子，这种过程称为光电效应．发射出光电子的动能i e B E E -=γ （1）i B 为束缚电子所在壳层的结合能。

原子内层电子脱离原子后留下空位形成激发原子，其外部壳层的电子会填补空位并放出特征X 射线。

例如L 层电子跃迁到K 层，放出该原子的K 系特征X 射线。

2）康普顿效应γ光子与自由静止的电子发生碰撞，而将一部分能量转移给电子，使电子成为反冲电子，γ光子被散射改变了原来的能量和方向。

计算给出反冲电子的动能为)cos 1(1)cos 1()cos 1(20202θθθγγγγ-+=-+-=E cm E E c m E E e （2）式中20c m 为电子静止质量，角度θ是γ光子的散射角，见图2.2.1-2所示。

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射线在物质中的吸收

γ射线在物质中的吸收一、实验的目的和意义γ射线的测量在核辐射探测工作中占有非常重要的地位。

例如，在核物理研究中，测量原子核激发能级、核衰变纲图、短核的寿命以及进行核反应实验等都离不开γ射线的测量；同时，在放射性矿石分析、测定堆燃料元件的燃耗、实现某些裂变产物的流线分析以及在环境保护工作中分析污染物成分或进行活化分析等也都离不开γ射线的测量。

因此，研究γ射线与物质的相互作用、γ射线在物质中的衰变规律、吸收物质的吸收系数以及学习γ射线探测器的使用等就显得特别重要。

当γ射线穿过物质时，其注量率（单位时间内进入单位截面积小球的粒子数）将逐渐衰减。

对于单能窄束γ射线，在物质中符合负指数衰减规律。

本实验利用放射性核素137Cs衰变产生的γ光子（能量0.662MeV），经准直器准直后，通过观察γ探测器上（半导体高纯锗探测器）的计数的变化，研究其在不同物质中的衰减规律，计算出不同物质的吸收系数。

本实验的目的是学习γ探测器（半导体高纯锗探测器）的工作原理和使用方法；并在此基础上，利用半导体高纯锗探测器验证单能窄束γ射线在穿过物质时遵守指数衰减规律，并由此计算出各吸收物质的吸收系数。

通过实验要求学生掌握以下知识：1.学习半导体高纯锗探测器的设置和使用方法2.学会手工和电脑绘制物质厚度-计数的关系曲线3.掌握物质吸收系数的测量和计算方法4.比较不同吸收物质间吸收曲线的差异二、实验原理（1）γ射线的吸收当γ射线穿过物质时，γ射线与物质相互作用的主要三种形式：光电效应、康普顿效应和形成电子对效应。

这三种主要作用形式发生的几率（反应截面）与光子能量、吸收物质的原子序数如图8.1所示。

一般来说，低能量的光子与物质作用的主要形式是光电效应；中等能量的光子与物质作用的主要形式是康普顿效应；高能量的光子与物质作用的主要形式是形成电子对效应。

（2）窄束当γ射线穿过一定厚度的物质时，有些与物质发生了相互作用，有些则没有。

如果光子与物质发生光电效应或电子对效应，则光子完全被物质吸收；如果发生康普顿效应，则光子被散射，部分能量被吸收，散射光子亦可能穿过物质层。

实验三γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定

实验三γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定一．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.测量60Co的γ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。

三．原理γ辐射是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和质量数A均保持不变的退激发过程。

带电粒子(α或β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γ射线与物质的相互作用却在单次事件中便能导致完全的吸收或散射。

简单地说，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。

莫式反应实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解莫式反应的原理和过程；2. 掌握莫式反应的操作方法；3. 学习如何通过实验现象分析反应过程。

二、实验原理莫式反应（Mossbauer effect）是指具有反铁磁性的物质在室温下吸收γ射线能量后，释放出的γ射线能量与入射γ射线能量相同的现象。

莫式反应主要应用于核物理、材料科学和地球物理学等领域。

本实验采用钐铁（SmFe）作为莫式材料，利用钐铁吸收γ射线能量后释放出的γ射线进行实验。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：钐铁样品、γ射线源、计数器、电子天平、计时器、数据采集系统等；2. 试剂：无。

四、实验步骤1. 将钐铁样品放置在计数器上，记录计数器的初始计数率；2. 将γ射线源放置在钐铁样品附近，开始计时；3. 观察计数器计数率的变化，记录计数率随时间的变化数据；4. 将数据导入数据采集系统，进行数据处理和分析。

五、实验现象与分析1. 实验现象：在γ射线源照射下，钐铁样品的计数器计数率发生明显变化，计数率先增大后减小，最终趋于稳定；2. 分析：钐铁样品吸收γ射线能量后，产生反铁磁性，导致计数率增大；随后，反铁磁性逐渐减弱，计数率减小；最后，反铁磁性消失，计数率趋于稳定。

六、实验结果与讨论1. 实验结果表明，莫式反应过程中，钐铁样品的计数率发生明显变化，符合莫式反应的原理；2. 实验过程中，计数率的变化与钐铁样品的反铁磁性密切相关，反铁磁性的强弱决定了计数率的变化幅度；3. 本实验结果可为莫式反应在材料科学和地球物理学等领域的研究提供参考。

七、实验总结1. 本实验成功实现了莫式反应的观察，掌握了莫式反应的操作方法；2. 通过实验现象分析，加深了对莫式反应原理的理解；3. 本实验为莫式反应在相关领域的研究提供了实验依据。

八、实验建议1. 实验过程中，注意安全操作，避免γ射线对人体造成伤害；2. 在实验过程中，注意观察计数器计数率的变化，及时记录数据；3. 对实验数据进行细致分析，得出有意义的结论。

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xNxeI eI 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。

近代物理实验（中国石油大学）实验9-3γ射线的吸收与物质吸收系数的测定

实验9-3 γ射线的吸收与物质吸收系数的测定一．【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。

二．【实验原理】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，由于光电效应、康普顿效应和电子对效应三种效应，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。

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⎪⎩⎪⎨⎧∝∝∝25Z Z Z p c ph μμμ （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。

对于线性吸收系数μ与γ射线能量γE 之间的关系也比较复杂，并且随吸收物质的不同而存在显著差别。

图9-3-1给出了铅、锡、铜、铝对γ射线的线性吸收系数μ与γ射线能量γE 之间的关系曲线。

图9-3-1 铅、锡、铜、铝对γ射线的吸收系数和能量的关系实际工作中常用质量吸收系数m μ表示物质对γ射线的线性吸收系数μ，m μ与μ的关系为 ρμμ=m （9-3-4）其中ρ是吸收物质的密度（单位为3cm g ）。

用m μ表示的γ射线强度的指数衰减规律为m m x e I I μ-=0 （9-3-5）式中的ρx x m =为吸收物质的质量厚度，单位为2/cm g 。

因为()p c ph Ar m AN N σσσρσρμμ++===（9-3-6）其中N A 是阿佛加德罗常数，A 是原子量数。

【伽马射线汲取试验报告(20220814093123)】

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伽马射线汲取试验报告(20220814093123)】
准直成平行束的射线，通常称为窄束射线。单能的窄束射线在穿过物质时，其强度就会减弱，这种现象称为射线的汲取。
射线强度的衰减服从指数规律，即
试验 3：伽马射线的汲取
r Nx x
试验目的 1．了解射线在物质中的汲取规律。
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〔〕
图 2 给出了铅、锡、铜、铝对射线的线性汲取系数与射线能量的关
可见，假如在半对数坐标纸上绘制汲取曲线，那末这条汲取曲线就系曲线。
是一条直线，该直线的斜率的肯定值就是线性汲取系数。
物质对射线的汲取系数也可以用质量汲取系数 m 来表示。
淳反，*
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物质的原子序数 Z 和能量 E 的函数。
度，它的单位是 g/cm2〕。Xm 表示物质的质量厚度
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(7 )
〔4〕
(7 )
式中 ph、 c、 p 分别为光电、康普顿、电子对效应的线性汲取系数。
〔Xm x.,单位是 g/cm2〕。因为
其中
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第1页共1页
T( ph
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囹 3 半吸枚厚度旳丁射线能畐的关乘
厚度，记作 d1。从〔1〕式可以得出 d1 和的关系为
对于一系列的汲取片厚度 x1、x2…xk 〔假定 Xj 没有误差〕，经计
22
算得到一系列的计数率 i 丛,这里 ti 是相应于 Ni 的测量时间，
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由此可见，d1 也是物质的原子序数 Z 和射线能量 Er 的函数。