2010γ射线能谱的测量以及物质吸收系数的μ测定 预习报告
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。
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。
Nal(Tl)γ闪烁谱仪及γ射线的吸收和物质吸收系数μ的测定实验报告
N al(Tl)γ闪烁谱仪及γ射线的吸收和物质吸收系数μ的测定实验报告物理072 07180217 陈焕摘要：介绍了Nal(Tl)γ闪烁谱仪，以及进行γ射线能谱的测量和物质吸收系数μ的测定实验内容以及所涉及的实验原理。
关键字：Nal(Tl)γ闪烁谱仪γ射线物质吸收系数μ引言：γ射线由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。
γ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γ射线。
γ射线具有比X 射线还要强的穿透能力。
当γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。
实验内容：本实验使用的仪器为RES-02型相对论效应实验仪，也就是Nal(Tl)γ闪烁谱仪。
1、γ射线能谱的测量Nal(Tl)γ闪烁谱仪实际是记录射线强度和能量。
强度通过转变为电压信号的幅值来反映，而能量通过道数来反映，能量与道数成正比，这样就可以得到最终的曲线图。
进行γ射线能谱实验，放入放射源，要分别对放射源137Cs、60Co源进行能谱分析。
点开软件，设置参数。
137Cs源的测量时间为300s，60Co源的测量时间为500s，道数都为512。
调节电压到700V附近，再进行细调，使137Cs源的全能峰的峰值对应的道数为160，60Co 源的全能峰的峰值对应的道数为320。
然后进行测量。
因为γ射线的接受器不可能精确对准放射源的小孔，所以要选取三个位置测量，选取计数率最大的，作为最佳位置。
图像见附录。
2、物质吸收系数μ当γ光子穿过吸收物质时，通过与物质原γ子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应损失能量；γ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 ν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γ束中移去。
γ射线穿过物质时，射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律，公式为00r N xxI I eI eσμ--==。
实验2 γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定预习报告
γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定光信息081 邵顺富 08620122摘要：本实验采用Nal(Tl) 闪烁谱仪来测量Co 和Cs 元素所发出来γ射线能谱分布规律与窄束γ射线在在Pb 、Al 中的吸收规律。
不同厚度的同一物质对相同能量γ射线的吸收能力不同；而同一物质对于不同能量γ射线的吸收系数μ也有一定的变化。
通过此次实验，了解物质对γ射线的吸收并掌握物质吸收系数μ的测定方法。
关键词：闪烁谱仪 吸收规律 吸收系数μ引言：当核辐射的能量全部耗尽在闪烁体内时，探测器输出脉冲幅度与入射粒子能量成正比，因此可以根据对脉冲幅度谱的分析来测定核粒子的能谱。
NaI(Tl)单晶γ谱仪既能对辐射强度进行测量，又可作辐射能量分析，同时具有对γ射线探测效率高和分辨时间短的优点，是目前广泛使用的一种辐射探测装置。
在工业、医学的应用领域及核物理实验中，NaI(Tl)单晶γ能谱仪有相当广泛的用途。
一、实验背景19世纪末至20世纪初，人们试图将伽利略变换和力学相对性原理推广到电磁学和光学时遇到了困难；实验证明对高速运动的物体伽利略变换是不正确的，实验还证明在所有惯性参照系中光在真空中的传播速度为同一常数。
在此基础上，爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论；并据此导出从一个惯性系到另一惯性系的变换方程即“洛伦兹变换”。
二、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；3．测量其在不同物质中的吸收系数。
三、实验原理γ辐射是处于激发态原子核损失能量的最显著方式，其产生的原因主要有：①α、β衰变引起的副产品；②核反应；③基态激发。
γ射线会与被束缚在原子中的电子、自由电子、库仑场、核子等带电体发生相互作用，大部分作用是光电效应、康普顿效应、电子对效应中的一种。
低能时以光电效应为主；当光子能量大大超过电子的结合能时，以康普顿效应为主；只有当入射光子能量超过1.02MeV ，电子对的生成才成为可能。
本实验研究的主要是窄束γ射线在物质中的吸收规律。
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。
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。
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。
γ射线能谱的测量及物质吸收系数的μ测定 预习
γ射线能谱的测量及物质吸收系数的μ测定【摘要】本实验通过使用NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪来测量Co和Cs 元素所发出来射线能谱图，求出γ射线能量变化率、峰康比、线性等各项指标，并分析谱形。
并比较这两幅图可知 Cs元素所发出射线的强度比Co强。
再利用Nal(Tl) 闪烁谱仪来测定射线的吸收与物质吸收系数，本实验主要是加深对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，研究了同一放射源Cs不同物质不同厚度的吸收系数。
【关键词】NaI(Tl)γ闪烁谱仪、能谱、γ射线、吸收系数μ【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射线强度按能量分布即为γ射线能谱。
测量γ能谱最常用的仪器是闪烁γ能谱仪。
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。
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。
本实验中，我们通过仪器测量不同物质对射线的吸收规律来探测伽马射线。
原子核由高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”。
γ射线的波长比X射线要短，所以γ射线具有比X射线还要强的穿透能力。
当γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。
原子核释放出的γ光子与核外电子相碰时，会把全部能量交给电子，使电子电离成为光电子，此即光电效应。
实验1 γ射线能谱的测量预习报告
γ射线能谱的测量光信息081 邵顺富 08620122摘要：本实验要求大家了解NaI（TI）闪烁探测器的结构，并对其工作原理有一定的认识。
γ射线射入闪烁体，通过光电效应、康普顿效应和电子对产生这三种效应，产生次级电子，再由这些次级电子去激发闪烁体发光。
所发之光被光电倍增管接收，经光电转换及电子倍增过程，最后从光电倍增管的阳极输出电脉冲。
分析、记录这些脉冲就能测定射线的强度和能量，从而得到γ射线的能谱。
关键词：闪烁探测器γ射线能谱引言：γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态时发射的波长很短的电磁辐射。
其能量由原子核跃迁前后的能级差来表示：γ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，即为“γ能谱”。
本实验采用NaI（TI）单晶闪烁谱仪测量“γ能谱”。
研究γ射线的能谱对于放射性核素的应用和研究原子核的能级结构有很重要的意义。
闪烁探测器在科学技术的许多部门有着十分重要的应用，它的主要优点是：既能探测各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子，既能对辐射强度进行测量，又能对辐射的能量进行分析，而且探测效率高（比G-M计数器高几十倍），分辨时间短（约10 秒）。
通过本实验，你将学习掌握一种测量射线能量的方法：用NaI(Tl)闪烁探测器测量γ能谱。
一、实验背景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：光电效应、康普顿效应、电子对。
二、实验目的1．了解闪烁探测器的结构、原理；2．掌握Nal（T1）单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法；3．了解和电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理；三、实验内容1．学会NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪整套装置的操作、调整和使用，调试一台谱仪至正常工作状态。
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射线能谱测量和γ射线吸收和物质吸收系数μ的测定
γ射线能谱测量和γ射线吸收和物质吸收系数μ的测定的实验报告许琪娜物理092 08070116摘要：本文主要简述了Nal（Tl）γ闪烁谱仪的结构和基本工作原理以及利用Nal （Tl）γ闪烁谱仪来测量γ射线能谱及γ射线吸收系数μ，具体实验操作过程以及实验中遇到的问题和解决方案。
关键词：γ射线能谱γ闪烁谱仪吸收系数引言：在放射性测量工作中，对射线的测量是一个非常重要组成部分，对射线的测量通常有强度测量和能谱测量两种方式。
NaI( Tl) 闪烁谱仪是一种常用的对射线进行能谱测量的谱仪，它与高纯锗谱仪相比具有探测效率高NaI( Tl) 晶体便于加工成各种形状，价格便宜等特点，因而在环境测量、工业在线检测以及监测等方面有着广泛的应用。
γ射线是波长短于0.2A 的电磁波，它由原子核能级间的跃迁而产生, 是继γ射线后发现的第三种原子核射线。
γ射线具有比X射线还要强的穿透能力，目前广泛的应用于工业探伤、测厚、冶金、自动化、医疗等方面。
研究不同物质对γ射线的线性吸收系数的测量方法, 这对于在工业应用中对γ射线进行防护，以及用γ射线准确检测各种容器内所储存的液体、浆体或固体物料的位置, 都具有重要的意义。
正文：一．NaI( Tl) 闪烁谱仪1.如图为实验装置。
闪烁探测器有闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器三个主要部分组成。
其工作可分为五个相互联系的过程：（1）射线进入闪烁体，与之发生相互作用，闪烁体吸收带电粒子能量而使原子、分子电离和激发；（2）受激原子、分子退激时发射荧光光子；（3）利用反射物和光导将闪烁光子尽可能多得收集到光电倍增管的光阴极上，由于光电效应，光子在光阴极上击出光子；（4）光电子在光电倍增管中倍增，数量由一个增加到104~109个，电子流在阳极负载上产生电信号；（5）此信号由电子仪器记录和分析。
2.γ闪烁谱仪的调试方法：连接好实验仪器接线，高压为正极，所用的高压电缆在插头处有红色橡皮套，一头接探头后座，一头接仪器盒后面的+HV输出。
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。
4-2.γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定104-109
实验10-3 γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定【实验目的】1．了解γ射线与物质相互作用的特性指导：关于这一点，要着重向学生说明γ射线的特点如不带电、静止质量为零，与物质的三种相互作用光电效应、康普顿效应、电子对效应中的任何一种发生时，γ光子不是消失就是从原来的射线束中移去，因此是全或无相互作用，表现为强度的减弱而非能量损失，有别于β粒子与物质的相互作用。
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指导：说明γ射线穿过物质时强度按指数规律衰减，没有射程概念，以及如何测定某一能量γ光子在某种物质中的吸收系数。
【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、铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。
指导：关于实验方案，建议只采用137Cs 放射源，测定Al 、Pb 对0.661MeV γ光子的吸收系数。
由于提供的137Cs 放射源较弱（仅有2微居里），因此计数较低，需要适当延长计数时间以尽可能减小因统计涨落带来的误差，为此可以考虑放弃对60Co 的实验。
2．测量60Co 的γ射线（取1.17、1.33MeV 光电峰，按1.25MeV 平均能量计算）在一组吸收片（铅）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。
【实验原理】γ辐射是处于激发态原子核损失能量的最显著方式，其产生的原因主要有：①α、β衰变引起的副产品；②核反应；③基态激发。
γ射线会与被束缚在原子中的电子、自由电子、库仑场、核子等带电体发生相互作用，大部分作用是光电效应、康普顿效应、电子对效应中的一种。
低能时以光电效应为主；当光子能量大大超过电子的结合能时，以康普顿效应为主；只有当入射光子能量超过1.02MeV ，电子对的生成才成为可能。
γ射线一旦与吸收物质原子发生相互作用，就从原来的入射γ束中移去；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。
实验报告Ⅵ-γ射线能谱的测量,物质吸收系数的测定
γ射线能谱的测量与物质吸收系数μ的测定物理082班李春宇08180240摘要：本实验用Nal(Tl) 闪烁谱仪来测量Co和Cs 元素所发出来射线能谱图，并比较这两幅图可知Cs元素所发出射线的强度比Co强，换句话说不同物质所发出来的能谱是不一样的。
再利用Nal(Tl) 闪烁谱仪来测定射线的吸收与物质吸收系数，本实验主要是研究了同一放射源Cs不同物质不同厚度的吸收系数。
关键词：射线能谱图吸收系数引言：原子核由高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。
一、实验背景核物理：A、发展初期1896年，贝可勒尔发现天然放射性，这是人们第一次观察到的核变化。
现在通常就把这一重大发现看成是核物理学的开端。
此后的40多年，人们主要从事放射性衰变规律和射线性质的研究，并且利用放射性射线对原子核做了初步的探讨，这是核物理发展的初期阶段。
在这一时期，人们为了探测各种射线，鉴别其种类并测定其能量，初步创建了一系列探测方法和测量仪器。
大多数的探测原理和方法在以后得到了发展和应用，有些基本设备，如计数器、电离室等，沿用至今。
探测、记录射线并测定其性质，一直是核物理研究和核技术应用的一个中心环节。
放射性衰变研究证明了一种元素可以通过衰变而变成另一种元素，推翻了元素不可改变的观点，确立了衰变规律的统计性。
统计性是微观世界物质运动的一个重要特点，同经典力学和电磁学规律有原则上的区别。
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γ射线能谱的测量以及物质吸收系数的μ测定摘要本实验通过使用NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪来测量γ能谱，并求出各项指标，分析谱形。
了解单道脉冲分析器和多道脉冲分析器的基本工作原理。
了解γ射线与带电体发生相互作用以及产生的三种主要效应。
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。
关键词NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪单道/多道脉冲分析器窄束γ射线的吸收系数引言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是，就有可能辐射出γ射线。
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，从而得到γ射线强度按能量的分布，即能谱。
测量能谱的装置称为能谱仪，简称谱仪。
本实验采用NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪。
γ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有激发态到脚底的激发态、而原子序数Z和质数A均保持不变的退激发过程。
γ射线会与被束缚在原子中的电子，自由电子，库仑场和核子发生相互作用。
这些相互作用可以导致下列三种效应：1、光子的完全吸收；2、弹性散射；3、非弹性散射。
但从约10KeV到约10MeV范围内，主要为：低能时以光电效应为主；1MeV左右时主要为康普顿效应；超过1.02MeV是电子对的生成成为可能。
正文一、γ射线能谱的测量原子核发生裂变时，会发出α、β、γ射线，核反应会产生各种离子。
其对应的探测器大致可分为两种,信号型和径迹型两种。
其中闪烁型探测器即为信号型中的一种。
本实验采用NaI(TI) 闪烁探测。
其利用核辐射与某些物质反应相互作用会使其电离、激发而发射荧光的原理工作。
当放射源发出的C射线进入闪烁体时, C光子即与闪烁体中的原子、分子及晶体系统发生相互作用(如光电效应, 康普顿散射和电子对效应等)。
相互作用的结果产生次级电子, C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的打拿极(倍增极) 上打出多个电子, 这些更多的电子, 经过多次倍增, 最后有大量电子射向管子阳极, 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,正比于C光子在闪烁体内由各种效应而产生的次级电子的能量。
通常, 光电倍增管输出的脉冲幅度不超过1V , 所以必须经过前置放大器和线性脉冲放大器放大后, 再输入到多道(或单道) 脉冲幅度分析器中, 对不同幅度的脉冲强度进行分析。
γ射线与物质的相互作用最主要的有三种效应：光电效应、康普顿效应和正、负电子效应这三种效应产生的次级电子在NaI(TI)闪烁晶体中产生闪烁发光，如图所示。
NaI(T1)闪烁探测器的结构如下图所示。
整个谱仪由探头（包括闪烁体，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组成。
探头: 闪烁体单晶N a I(T l)、光电倍增管和前置放大器组装在一个不透明的密封外壳中称为探头。
闪烁体是一种对射线灵敏且能产生闪烁光的物质, 实验中所采用的掺铊的固态碘化钠单晶N a I(T l) , 其优点是对C射线的阻止本领大, 发光效率高且透明度好; 缺点是容易潮解, 需要密封安装。
掺铊的目的是使铊成为N a I 晶体中的发光中心, 提高转换效率和减少晶体本身的自吸收。
在闪烁体和光电倍增管的接触面上涂一层均匀的硅油, 可减少光的反射以提高光电转换效率。
前置放大器: 探头中前置放大器的作用是把光电倍增管输出的电信号加以放大, 同时使探头与后面的电子学系统实现阻抗匹配。
前置放大器的输出信号输入到线性放大器, 经线性放大器成型、放大后的信号输入到计算机多道的ADC IN 或单道脉冲幅度分析器, 亦可输入到示波器上观察这些信号。
光电倍增管: 从闪烁体出来的光子通过光导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。
光电子经电子光学输入系统加速、聚焦后射向第一“打拿极”(又称倍增极)。
每个光电子在打拿极上击出几个电子, 这些电子射向第二打拿极, 再经倍增射向第三打拿极, 直到最后一个拿极。
所以, 最后射向阳极的电子数目是很多的, 阳极把所有电子收集起来, 转变成电压脉冲输出。
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, 上甄别器有较高的阈电压V + ΔV , 下甄别器有较低阈电压V +ΔV 称为道宽。
单道冲分析器将线性脉冲发达器的输出脉冲按高度分类。
但多道脉冲分析器相当于数百个单道分析器与定标器，由A/D转换器和存储器组成，脉冲经过A/D转换器后按高度大小转换成与脉高成正比的数字输出，因此可以同时对不同幅度的脉冲进行计数。
由NaI(TI)谱仪测得的137Cs的γ能谱如下：图中的横坐标CH表示道数，与能量成正比，纵坐标表示强度，也就是射线的密集程度，与计数成正比。
A为全能峰，这一脉冲幅度直接反应γ射线的能量即0.662MeV。
有时康普顿散射产生的散射光子hv’若未逸出晶体，仍然为NaI(T1)晶体所吸收，也即通过光电效应把散射光子的能量hv’转换成光子能量，而这个光电子也将对输出脉冲做贡献。
由于上述整个过程是在很短的时间内完成的，这个时间比探测器形成一个脉冲所需的时间短得多，所以先产生的康普顿电子和后产生的光电子，二者对输出脉冲的贡献是叠加在一起形成一个脉冲。
这个脉冲幅度对应的能量，是这两个电子的鞥能量之和，即Ee+hv’，也是对入射γ射线的能量hv。
实验过程中要保证最终的峰值与图中A峰的CH（道数）尽量的接近，这样测得的结果才有实验价值。
平台状曲线B是康普顿效应的贡献，其特征是散射光子逃逸后留下一个能量从0到Eγ/(1+1/4Eγ)的连续电子谱。
C为反射峰，是γ射线透过闪烁体射在光电倍增管的光阴极上发生康普顿反散射或γ射线在源及周围物质上发生康普顿反散射，而反散射光子进入闪烁体通过光电效应而被记录所致。
D是X射线峰。
他是由137Ba的K层特性X射线贡献的。
二、物质吸收系数的μ测定γ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有激发态到脚底的激发态、而原子序数Z 和质数A 均保持不变的退激发过程。
γ射线会与被束缚在原子中的电子，自由电子，库仑场和核子发生相互作用。
这些相互作用可以导致下列三种效应：1、光子的完全吸收；2、弹性散射；3、非弹性散射。
但从约10KeV 到约10MeV 范围内，主要为：低能时以光电效应为主；1MeV 左右时主要为康普顿效应；超过1.02MeV 是电子对的生成成为可能。
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”一词是实验上通过准直器得到细小的束而取名。
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xN x e I e I I r μσ--==00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。
需要说明的是，吸收系数μ是物质的原子序数Z 和γ射线能量的函数，且：p c ph μμμμ++=式中ph m 、c m 、p m 分别为光电、康普顿、电子对效应的线性吸收系数；其中：5ph Z m µ、c Z m µ、2p Z m µ（Z 为物质的原子序数）。
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Eg 和吸收物质的原子序数Z 而改变。
γ射线的线性吸收系数μ是三种效应的线性吸收系数之和。
下图给出了铅对γ射线的线性吸收系数与γ射线能量的线性关系。
实际工作中常用质量厚度R m （γ/cm2）来表示吸收体厚度，以消除密度的影响。
因此x Nx e I e I I r μσ--==00式可表达为ρμ/0)(R m e I R I -= 。
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g 射线强度I 成正比，又取对数得：0ln ln N R N m +-=ρμ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，如所示。
可以从这条直线的斜率求出，即1212ln ln R R N N m --=-ρμ物质对g 射线的吸收能力也经常用半吸收厚度表示。
所谓半吸收厚度就是使入射的g 射线强度减弱到一半时的吸收物质的厚度，记作：μμ693.02ln 21==dγ射线吸收实验的一般做法可按下图(a)所示，在放射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γ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γ射线为窄束射线。
这样的装置体积较大，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γ源的源强约2微居里的情况下，由于专门设计了源准直孔基本达到γ射线垂直射出；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γ能谱，就可起到去除γ射线与吸收片产生康普顿散射影响的作用。
因此，实验装置可如右下图（b ）所示。