γ射线能谱的测量
三级大物实验报告-用闪烁谱仪测γ射线能谱
E cot 1 m c2 0
tan 2
（3）
由式（2）给出，当 180 时，反冲电子的动能 Ee 有最大值，此时
E max E m0 c 2 1 2 E
（4）
这说明康普顿效应产生的反冲电子的能量有一上限最大值，称为康普顿边界 EC。 3．电子对效应： 当 γ 光子能量大于 2m0 c 2 时，γ 光子从原子核旁边经过并受到核的库仑场作用， 可能转化为一个正电子和一个负电子，称为电子对效应。此时光子能量可表示为 两个电子的动能与静止能量之和，如
（3） .实验仪器中测量时间的长短和放射源离接收器的位置的小偏差都会对实验 数据产生影响，由于射线的产生和传播都是随机的，这造成了很多的不确定性， 通过重复一段等长时间的测量取其平均能够减小由此带来的误差。
思考题 用闪烁谱仪测量 γ 射线能谱时，要求在多道分析器的道址范围内能同时测量出
137
Cs 和 60 Co 的光电峰，应如何选择合适的工作条件？在测量过程中该工作条件
60
Co
能量 0.661MeV 的光电峰在 464 道，能量为 1.17MeV 的光电峰在 826 道 能量刻度为 e== 826.2−464 =0.001405MeV
60 得 Co 右侧光电峰能量为：
1.17 −0.661
e×946.4=0.001405MeV× 946.4=1.329977MeV≈1.330MeV
E 2 (1 cos ) Ee m0 c 2 E (1 cos )
E m0 c 2 1 E (1 cos )
（2）
式中 m0 c 2 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。 由图看出反冲电子以角度 φ 出射，φ 与 θ 间有以下关系：
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射线能谱测量
γ射线能谱测量——物理0805 乔英杰u200810200王振宇u200810256实验背景：19世纪下半叶，物理学家对X射线和阴极射线进行了大量的研究，导致了放射性、电子以及α、β、γ射线的发现，这些射线的发现同时也为原子科学的发展奠定了基础。
自20世纪进入原子能时代，科学家对射线进行了更进一步的研究，射线在科学技术中开始渗透，根据γ射线具有波长短、能量高、穿透能力强和对细胞有很强的杀伤力的特性，γ射线的应用也成了一门新兴产业，现在它已经应用到了国民经济和社会生活的各个领域，特别是在工农业、医疗卫生和生物学方面取得了巨大的成果和效益，为科学技术和人类历史的进程起了巨大而深刻的影响。
目前γ射线的应用正在蓬勃快速的发展，应用领域仍在不断拓宽，它以低能耗、无污染、无残留、安全卫生等优点，深受众多行业的青睐，可是，其危害性也不容忽视。
我们需要对γ射线深入了解，才能在降低其危害性的同时让其更好的为我们服务。
本实验采用闪烁探测器和多道脉冲幅度分析器对γ射线的能量分布谱进行测量，以便我们了解用闪烁探测器测量γ射线的方法，学会分析能谱的特征及其影响因素。
实验原理：1、闪烁探测器工作原理：闪烁探测器探测γ射线时，γ光子与物质作用不直接产生电离，而是发生光电效应、康普顿效应、电子对效应，闪烁体的原子、分子、电离或激发的作用来自三种效应所产生的次级电子。
这样，我们就得到了对应于γ射线能量强度的电信号。
之后，光电倍增管将所得电信号放大（倍增管阴极与阳极之间有十余个打那级，每个打那级均发生电子的倍增现象），其阳极最后收集电子的电极，与射级跟随器电路相连，使收集到的电子流以电压脉冲的方式输出。
2、γ闪烁能谱仪的工作原理：如下图（1）所示，整个仪器的信号传递大致是：由γ射线放射源放出的γ射线被闪烁探测器接受并转换为电压脉冲，前置放大器和脉冲放大器对探测器输出的电压脉冲进行放大，最后这些脉冲被多道分析器采集、处理。
多道分析器的到是指在分析器中存在的记录不同高度脉冲的位置。
闪烁谱仪测量γ射线能谱
实验名称：闪烁谱仪测γ射线能谱实验目的：1. 把握闪烁频谱仪的工作原理和利用方式；2. 学会谱仪的能量标定方式；3. 测量137Cs 和60Co 的γ射线能谱。
实验原理：（以下原理部份摘自教学资源实验讲义，详见手写预习报告）依照原子核结构理论，原子核的能量状态是不持续的，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 ~ 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射线的能量就能够够了解原子核的能级结构。
测量γ射线能谱确实是测量核素发射的γ射线强度按能量的散布。
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。
这种荧光物质常称为闪烁体。
i. 闪烁体的发光机制闪烁体的种类很多，按其化学性质不同可分为无机晶体闪烁体和有机晶体闪烁体。
有机闪烁体包括有机晶体闪烁体、有机液体闪烁体和有机塑料闪烁体等。
此处仅对经常使用的无机晶体闪烁体的发光机制作简单介绍。
最经常使用的无机晶体是铊激活的碘化钠单晶闪烁体，常写为NaI (T1)，属离子型晶体，是绝缘体，按固体物理的概念，其能带结构是在价带和导带之间有比较宽的禁带。
如有带电粒子进入到闪烁体中，引发后者产生电离或激发进程，即可能有电子从价带激发到导带或激发到激带，然后这些电子再退激到价带的可能进程之一是发射光子。
这种光子的能量还会使晶体中其他原子产生激发或电离进程，也确实是光子可能被晶体吸收而不能被探测到。
为此在晶体中掺入少量的杂质原子称为激活原子，如在碘化钠晶体中掺入铊原子，其关键作用是能够在低于导带和激带的禁带中形成一些杂质能级，见图-1示用意。
这些杂质原子会捕捉一些自由电子或激子抵达杂质能级上，然后以发光的形式退激发到价带，这就形成了闪烁进程的发光，而这种光因能量小于禁带宽度而再也不被晶体吸收，再也可不能产生激发或电离。
γ射线能谱测量
感想体会： 1. 通过本实验,我们了解了γ射线能谱图的特点,学习了γ射线闪烁探测器的 使用. 2.特别感谢唐老师对我们的指导.
长. <2>.放大器电压对放大器的影响是非线性的,但接近于线性.放大器电压
越大,能谱图越长. 故该放大器可以看作线性放大器.
结果讨论： 从原子核中发射出来的γ射线本身就是有不同的能量的，当我们用探测器去
测量时，因为有上述三种的效应存在，特别是康普顿效应的发射电子能量是连续 的，所以即使是单能的γ射线，我们从探测器中得到的信号也是连续的，应此γ 射线能谱有三个峰和一个平台，最右边的峰为全能峰，是由于光电效应贡献的， 平台是康普顿效应贡献的，1 号峰为反散射峰，是γ射线发生康普顿散射产生的， 为 X 射线峰。
下面我们利用上面的原理简单的来讨论一下γ射线能谱的特点，因为从原子 核中发射出来的γ射线本身就是有不同的能量的，当我们用探测器去测量时，因 为有上述三种的效应存在，特别是康普顿效应的发射电子能量是连续的，所以即 使是单能的γ射线，我们从探测器中得到的信号也是连续的，就如上图所示，γ 射线能谱有三个峰和一个平台，最右边的１号峰为全能峰，是由于光电效应贡献 的，２号平台区域是康普顿效应贡献的，３号峰为反散射峰，是γ射线发生康普 顿散射产生的，４号峰为为 X 射线峰。
γ射线能谱测量
0802 班，程道辉，U200710222 0802 班，安志强，U200710210
前言： 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
伽马γ能谱测量分析近代物理实验报告
γ能谱的测量中山大学 2013级材料物理供参（吓）考（你），此报告真心累数据处理注：本实验所有数据来自文件“蝙蝠侠”一、改变高压，保持其他条件不变（通道数1024）观察137Cs能谱变化图1 改变高压，137Cs能谱变化曲线图分析：1.137Cs的γ能谱应该呈现三个峰和一个平台的连续分布，从通道低到高依次为X射线峰、反散射峰、康普顿效应贡献的平台以及反映γ能量的全能峰。
高压越大，统计越明显。
2.随着高压增大，全能峰向右移动，并且高度下降、宽度增大。
因为闪烁谱仪能量分辨率不变，高压增大，道址增大，∆V V又不变，则∆V大，故宽度变大，高道址的粒子数减少，高度下降。
二、改变通道数，保持其他条件不变（高压500V）观察137Cs能谱变化分析：（见图2）1.由于通道数1500后粒子数很少，能谱曲线趋于横轴，故横坐标只取到1500，方便观察。
2.道数越小，全能峰对应的道址越小，全能峰也越高、越瘦。
因为道数越小，则每个道址包含的能量间隔越大，统计的粒子个数就越多，从而使全能峰越高。
三、60Co的γ能谱曲线图（500V，通道数2014）图3 60Co的γ能谱曲线图分析：1.因为全能峰可以表示γ射线的能量，60Co两个峰对应的射线能量在图中标出，分别为1173keV、1333keV。
2.为探究能谱仪的效率曲线，需要知道每个核素测量所得能谱图的全能峰面积。
计算方法如下：全能峰面积即图中峰与底部线段所围成的面积，可用能谱曲线下的面积减去线段两端与横轴所围成的梯形面积，而能谱曲线下的面积可用线段之间所有道址对应的粒子数的加和来表示。
加和结果通过matlab进行求和而得。
虽然计算方式较为粗糙，但基本符合。
对于左侧全能峰：S(E)1=7287-(27+60)*(626-551)/2=3981对于右侧全能峰：S(E)2=5824-(27+13)*(726-626)/2=3824四、137Cs的γ能谱曲线图（500V，通道数2014）图4 137Cs的γ能谱曲线图分析：1.全能峰面积为：S(E)=9916-(13+2)*90/2=92412.137Cs的γ能谱呈现三个峰和一个平台的连续分布，A为全能峰，这一幅度的脉冲是0.662MeV的γ光子与闪烁体发生光电效应产生的。
γ射线能谱测量
γ射线能谱测量γ 射线能谱测量中的物质变化过程是：γ 射线（光子）→ 次级电子（三种相互作用）→ 荧光（光子，探头的闪烁体发出）→ 光电子（在打拿极上产生并倍增）→ 光电流打拿极上光电子激发更多次级电子，打拿极上所加电压对电子加速，使形成更多的电子，从而形成足够大的较稳定的可以被探测到的光电流。
电流与极间电压应该成正比关系，计数不能反映初始的电子产生数目，但能反映其统计规律，计数应该是由光电流的大小与单个电子的电量的比值所得到的。
示波器的幅度可以反映射线粒子的能量大小。
数据处理与结果○1 0(6.98，127.6) B (7.67，127.5) C (7.42，255.21)7.42 V U 0.69 V 0.69 W=100%8.97%7.67O A U U U =∆=∆⨯== ○20截距=-0.04473 G=斜率=0.1962线性方程 E(x )0.19620.04473p O p p E E Gx x ==+=- 实验分析○1 示波器上的波形有一波幅最大的曲线，下面的弥漫区域还有小的波形。
这是因为在闪烁体中发生了光电效应，康普顿效应，电子对效应，这三种效应中，光电效应最强，产生的次级电子最多，对应着波幅最大的波形，下面的小波形则是由康普顿效应造成的，其强度要弱于光电效应。
○2 γ射线是单能射线，其对应的能谱应该是单一的分立的，但是我们测得的能谱却是连续的。
这是因为三种效应激发出的电子的能量是不一样的，加上闪烁体分辨能力低,还有其它电子学的干扰存在，因此闪烁体谱仪测量单能射线不可能就一单能峰值。
○3实验中用示波器观察波形的时候，为什么要将光电峰置于8伏左右？我猜想是：示波器的波幅实际上是反应的电流的强弱，光电峰的强度应该是在8伏左右；电子在经过单道分析器的时候，是需经过选择的，只有能量介于某一道宽内的时候才能通过，在设置好道宽后，通过调节阈值就可以测得不同能量的电子了，表现出不同的光电流强度和计数率的变化，也可以解释为什么我们测得的是一条连续的曲线了。
γ能谱法 标准
γ能谱法标准γ能谱法是一种通过测量γ射线的能量分布来分析物质成分和结构的方法。
它具有高灵敏度、高分辨率和高准确性的特点，被广泛应用于环境监测、材料科学、核物理等领域。
为了确保γ能谱法测量的准确性和可靠性，需要制定相应的标准来规范实验操作和数据处理。
一、实验设备标准探测器：选择具有高探测效率、低本底噪声和稳定性能的探测器，如高纯锗探测器、闪烁计数器等。
屏蔽材料：采用适当的屏蔽材料，如铅、铜等，以减少外部γ射线和宇宙射线的干扰。
校准源：使用已知活度和能量的校准源，对探测器进行能量和效率校准，确保测量结果的准确性。
二、实验操作标准样品制备：根据实验需求，选择合适的样品制备方法，如研磨、压片等，以获得均匀的样品。
测量时间：根据样品的活度和探测器的性能，确定合适的测量时间，以确保足够的计数统计量。
背景测量：在没有样品的情况下进行背景测量，以扣除探测器本底和环境干扰对测量结果的影响。
数据记录：详细记录实验过程中的各种参数，如测量时间、源到探测器的距离、探测器的温度和电压等，以便后续的数据处理和分析。
三、数据处理标准能谱分析：利用专业的能谱分析软件，对测量得到的γ能谱进行平滑、去噪和寻峰处理，以获得准确的峰位和峰面积信息。
效率校正：根据探测器的能量响应和效率曲线，对测量结果进行效率校正，以消除探测器对不同能量γ射线的探测效率差异。
放射性核素识别：通过比对已知核素的γ射线能量和强度信息，识别样品中的放射性核素种类。
活度计算：根据识别出的核素种类和其对应的γ射线强度，结合相应的半衰期信息，计算样品中各核素的活度。
四、质量控制标准定期校准：定期对探测器和能谱分析系统进行校准，以确保其性能和测量结果的稳定性。
重复测量：对同一样品进行多次重复测量，以评估测量结果的稳定性和可靠性。
结果比对：将不同实验室或不同方法获得的测量结果进行比较和分析，以验证γ能谱法的准确性和适用性。
通过以上标准的制定和执行，可以确保γ能谱法测量的准确性和可靠性，为相关领域的研究和应用提供有力的技术支持。
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）。
实验一γ能谱测量
实验⼀γ能谱测量实验⼀γ能谱测量⼀．实验⽬的1．了解闪烁探测器的结构、原理。
2．掌握NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪的⼏个性能指标和测试⽅法。
3．了解核电⼦学仪器的数据采集、记录⽅法和数据处理原理。
⼆．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。
2．测量137Cs、60Co的γ能谱，求出能量分辨率、峰康⽐、线性等各项指标，并分析谱形。
3．数据处理（包括对谱形进⾏光滑、寻峰，曲线拟合等）。
三．原理1．N aI(Tl)闪烁探测器①概述核辐射与某些物质相互作⽤会使其电离、激发⽽发射荧光，闪烁探测器就是利⽤这⼀特性来⼯作的。
下图是闪烁探测器组成的⽰意图。
⾸先简要介绍⼀下闪烁探测器的基本组成部分和⼯作过程。
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。
上图中探测器最前端是⼀个对射线灵敏并能产⽣闪烁光的闪烁体，当射线(如γ、 )进⼊闪烁体时，在某⼀地点产⽣次级电⼦，它使闪烁体分⼦电离和激发，退激时发出⼤量光⼦(⼀般光谱范围从可见光到紫外光，并且光⼦向四⾯⼋⽅发射出去)。
在闪烁体周围包以反射物质，使光⼦集中向光电倍增管⽅向射出去。
光电倍增管是⼀个电真空器件，由光阴极、若⼲个打拿极和阳极组成；通过⾼压电源和分压电阻使阳极、各打拿极和阴极间建⽴从⾼到低的电位分布。
当闪烁光⼦⼊射到光阴极上，由于光电效应就会产⽣光电⼦，这些光电⼦受极间电场加速和聚焦，在各级打拿极上发⽣倍增(⼀个光电⼦最终可产⽣104~109个电⼦)，最后被阳级收集。
⼤量电⼦会在阳极负载上建⽴起电信号，通常为电流脉冲或电压脉冲，然后通过起阻抗匹配作⽤的射极跟随器，由电缆将信号传输到电⼦学仪器中去。
实⽤时常将闪烁体、光电倍增管、分压器及射极跟随器都安装在⼀个暗盒中，统称探头；探头中有时在光电倍增管周围包以起磁屏蔽作⽤的坡莫合⾦(如本实验装置)，以减弱环境中磁场的影响；电⼦仪器的组成单元则根据闪烁探测器的⽤途⽽异，常⽤的有⾼、低压电源，线性放⼤器，单道或多道脉冲分析器等。
伽马γ能谱测量分析近代物理实验报告
伽马γ能谱测量分析近代物理实验报告近代物理实验报告：伽马γ能谱测量分析摘要：伽马射线是高能电磁辐射，具有较高的穿透能力和较高的能量。
本实验通过使用伽马能谱仪测量伽马射线的能谱，并分析得到的数据，研究不同放射源的放射性产物。
引言：伽马能谱测量是现代核物理实验中的一项重要技术手段。
伽马能谱测量可以提供关于放射源的重要信息，如能量跃迁和原子核结构等。
在本实验中，我们将使用伽马能谱仪测量不同放射源的伽马射线能谱，并通过数据分析得出相关结论。
实验设备与原理：实验使用的伽马能谱仪由探测器、多道分析器和计算机组成。
探测器用于探测伽马射线，将其转化为电信号。
多道分析器用于将电信号转换为频率信号，并将其进行分析和计数。
计算机用于控制实验设备和记录实验数据。
实验步骤：1.打开伽马能谱仪，预热一段时间使其稳定。
2.将放射源放置在探测器附近，并设置适当的探测器和源的距离。
3.开始测量并记录数据，包括每个能道的计数值和对应的能量值。
4.测量不同放射源的能谱，并记录观察到的峰值位置和计数值。
5.分析数据，绘制能谱图，并利用峰位与能量的关系确定放射源的能量特征。
实验结果与讨论：通过与已知伽马能量的标准源进行对比，我们发现通过测量得到的能谱图中的特征峰位对应的能量与标准源的能量相符合，证明测量结果的准确性和可靠性。
同时，我们还发现不同放射源的能谱特征略有差异，这表明放射源的核结构和核能级跃迁的能量差异。
通过分析能谱图，我们可以得到放射源的能级结构和核衰变方式等信息。
结论：通过伽马能谱测量分析，我们可以获得一种放射源的能级结构、核衰变方式和核能级跃迁的能量差异等信息。
伽马能谱测量是一种重要的实验技术手段，被广泛应用于核物理、天体物理等领域的研究中。
[1]“伽马能谱测量技术及应用”，《中国核物理》，2002年，29卷(1)：43-49[2]“准确测量伽马射线能谱技术研究”，《物理学报》，2024年，59卷(3)：2457-2463[3]“伽马能谱测量及数据分析”，《核物理学报》，2005年，22卷(2)：97-103。
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。
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。
实验.2γ辐射的能量和强度测量
实验1.1.2 γ辐射的能量和强度测量一．实验目的1.了解NaI(T1)闪烁谱仪的组成，基本特性及使用方法。
2. 掌握测量γ射线的能量和强度的基本方法。
二．实验原理1.γ射线与物质的相互作用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三种过程(1)光电效应：入射γ光子把能量全部转移给原子中的束缚电子，而把束缚电子打出来形成光电子。
由于束缚电子的电离能E1一般远小于入射γ射线能量Eγ，所以光电子的动能近似等于入射γ射线的能量E光电?Eγ?E1?Eγ（2）康普顿散射：设入射γ光子能量为h?，散射光子能量为h?，则反冲康普顿电子的动能Ee?h??h?'康普顿散射后散射光子能量与散射角?的关系为'h?'?h? 1??(1?cos?)??h? 2mec2? 1?2?2?为入射γ射线能量与电子静止质量之比。
易知Ee(max)?h?*（3）正、负电子对产生：当γ射线能量超过2mec（1.022MeV）时，γ光子受原子核或电子的库仑场的作用可能转化为正、负电子对。
入射γ射线的能量越大，产生正、负电子对的几率也越大。
在物质中正电子的寿命是很短的，当它在物质中消耗尽自己的动能，便同物质原子中的轨道电子发生湮没反应而变成一对能量各为0.511MeV的γ光子。
2.闪烁谱仪结构与工作原理NaI(Tl)闪烁谱仪由探头，高压电源，线性放大器，多道脉冲幅度分析器及部分组成。
射线通过闪烁体时，闪烁体的发光强度与射线在闪烁体内损失的能量成正比。
带电粒子通过闪烁体时，将引起大量的分子或原子的激发或电离，这些受激的分子或原子由激发态回到基态时就放出光子；不带电的γ射线先在闪烁体内产生光电子、康普顿电子及正负电子对，然后这些电子使闪烁体内的分子或原子激发和电离而发光。
闪烁体发出的光子被闪烁体外的光反射层反射，汇聚到光电倍增管的光电阴极上，打出光电子。
光阴极上打出的光电子在光电倍增管中倍增出大量电子，最后为阳极吸收形成电压脉冲。
Nal(Tl) γ闪烁谱仪及γ射线能谱的测量
近代物理实验报告学院数理与信息工程学院班级物理092姓名艾合买提江学号09180218时间 2011年9月26日Nal(Tl) γ闪烁谱仪及γ射线能谱的测量摘要：放射性物质含有许多不稳定的原子。
这些源自在核衰变时辐射出α，β，γ射线和中子流等，并且都具有一定的能量。
γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态或基态时所产生的一种辐射。
它是一种波长极短的电磁波，其辐射能量标示为Εr=Εi-Εf=hv,其中Εi和Εf分别为原子核所处的未态和初态的能量。
V是γ射线光子的频率。
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辐射强度按能量的分布，即所谓能谱关键字：Υ射线能谱物质吸收系数μ光电效应康普顿效应电子对效应引言：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。
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，是波长短于0.2埃的电磁波。
首先由法国科学家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。
原子核衰变和核反应均可产生γ射线。
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。
由于核外电子壳层出现空位，将产生内层电子的跃迁并发射X射线标识谱。
γ闪烁能谱测量
γ闪烁能谱测量姓名：蓝清风 学号：207213238 成绩： 实验目的1. 掌握γ闪烁探测的原理。
2. 掌握γ闪烁单道能谱仪的原理和使用方法。
3. 测量137Cs 的γ能谱并理解其意义。
实验原理γ射线是原子核由激发态跃迁到较低能太时的高能电磁辐射，研究γ射线能量对研究原子核结构有着极其重要的意义。
γ闪烁能谱仪是用来测量γ射线能谱的仪器，它具有探测效率高，分辨时间短，能量分辨率高等优点，同时，还能测量γ射线强度。
一. γ闪烁能谱仪原理。
γ闪烁能谱仪是利用γ射线与物质的相互作用时，产生的闪烁荧光现象来测量能谱，依据能谱曲线推算γ射线能量。
1. γ射线与物质相互作用。
γ射线与物质的相互作用主要有三种：光电效应、康普顿散射和电子对效应。
光电效应：入射γ粒子把能量全部转移给原子中的束缚电子，光子本身消失而把束缚电子打出来形成光电子这个过程称为光电效应。
这个光电子的动能为：k E h W ν=-其中W 为逸出功，远小于γ光子能量（W h ν<）。
因此光电子的动能近似认为等于γ光子能量。
康普顿散射：核外自由电子与入射γ射线发生康普顿散射。
根据动量守恒的要求，散射与入射只能发生在一个平面内。
设入射γ光子能量为，散射光子能量为′，康普顿散射后散射光子能量与散射角θ的关系为：1(1cos )h h a ννθ'=+-式中20h a m cν=，即为入射γ射线能量与电子静止质量e m 所对应的能量之比。
当时，这时0e E =，即不发生散射；当时，散射光子能量最小为12h aν+，这时康普顿电子的能量最大为m ax 212e a E h aν=+。
正、负电子对效应 当γ射线能量超过20(2 1.02)m c M eV =以后，γ光子受原子核或电子的库仑场的作用可能转化成正、负电子对,称为电子对效应。
此时光子能量可表示为两个电子的动能，如202e e E E E m c γ+-=++，其中，。
转化几率随γ光子的能量的增加而增大。
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。
NaI(Tl)闪烁谱仪测γ射线能谱.
关于实验中一些问题的讨论 姓名:莫蕴华
学号:11020326 指导教师：陆景彬
NaI(Tl)闪烁探测器优点
闪烁谱仪是利用利用某些物质在射线作用下会发光的特性 来探测射线的仪器.它既能探测各种类型的带电粒子,又能 探测中性粒子;既能测量粒子强度,又能测量粒子能量;且探 测效率高,分辨时间短.在核物理实验中得到广泛应用.
G-M计数器只能用于测定辐射粒子的数目而不能分辨粒子 的种类.但其设备简单使用方便,造价低廉.仍有一席之地.
2
实验所要求内容
• 高压对能量分辨率的影响 • 高压对线性关系的影响
结论
当电压较高时能量分辨率较好 当电压较低时能量分辨率较差 当电压较高时线性关系较好 当电压较低时线性关系较差
实验中所发现问题的讨论
参考文献
近代物理实验 晏于模 王魁香 吉林大学出版
光学 赵凯华
高等教育出版社
原子物理 褚圣麟 高等教育出版社
利用线性定标分析未知源 NaI(Tl)晶体测谱中存在的缺点 实际C11、O15、N18、F18等）标识的试剂投入病人体内， 发射出的正电子同体内结合时，放出淬灭γ线，用光电倍增管进行计 数，用计算机作成体内正电子同位素分布的断层画面，这种装置称为 正电子CT。 γ相机 将放射性同位素标定试剂注入病人体内，通过γ相机可以得到断层图 象，来判别病灶。从闪烁扫描器开始，经逐步改良，γ相机的性能得 到快速的发展。光电倍增管通过光导和大面积NaI（Tl）组合成探测 器 石油测井应用 石油测井中用以确定石油沉积位置以及储量等。内藏放射源、光电倍 增管和闪烁体的探头进入井中，分析放射源被散射的以及地质结构中 的自然射线，判断油井周围的地层类型及密度。
伽马射线能谱法
伽马射线能谱法
伽马射线能谱法是一种用于分析和测量伽马射线能量的方法。
这种方法利用伽马射线与物质相互作用时产生的能量损失进行测量和分析。
在伽马射线能谱法中，首先需要将要测量的样品暴露在伽马射线源中，然后将样品的辐射信号转换为电信号。
这些电信号经过放大和处理后将被送入一个能谱仪器中，用于测量不同能量范围内的伽马射线。
能谱仪器可以是一种像闪烁体探测器或硅探测器这样的探测器，它可以将伽马射线转换为电信号。
这些电信号随后通过电子学系统进行放大和滤波，然后被送入一个分析系统。
在分析系统中，利用不同能量的伽马射线与物质相互作用时产生的能量损失进行能谱测量和分析。
通过将能量损失与伽马射线的能量进行校准，可以确定每个能量的伽马射线的相对强度。
这样，就可以得到一个伽马射线能谱图，该图显示了样品中伽马射线的能量分布情况。
伽马射线能谱法在核物理、天体物理、医学和环境科学等领域有广泛的应用。
它可以用于确定样品中放射性核素的存在和浓度，研究天体中的伽马射线源，以及对放射性废物的处理和环境监测等。
用闪烁晶体测量γ射线能谱
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，可以分析活化以后的物质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。
实验原理
γ射线是原子核能级跃迁的辐射。
对γ射线的能谱测量能了解原子核的结构，获得原子核内部运动的信息。
闪烁谱仪的结构如下图所示
其工作过程是当γ射线射入探头内的NaI（Tl）闪烁晶体时在晶体内部产生电离，把能量交给次级电子，在闪烁体内引起的荧光，照射支光电倍增管的光阴是，打出光电子，再经光电倍增管次阴级多次倍增所被阳极收集，在光电倍增管阴极负载上输出电压脉冲，此脉冲幅度大小与被测的γ射线能量成正比。
脉冲信号通过放大器放大后进入多道分析器，从而获得γ射线的能谱。
铯137的γ射线能谱如下所示
E b为背散射峰，一般很小，E c为康普顿散射边界，E e为光电峰，又称全能峰，对于137Cs此能量为0.661Mev。
能量分辨率是γ能谱仪的重要参数。
其意义如下图
定义能量分辨率η为
△V为半高宽度，V为光电峰脉冲幅度。
思考题
用闪烁谱仪测量γ射线能谱时，要求在多道分析器的道址范围内能同时测量出137Cs和60Co光电峰，应如何选择合适的工作条件，在测量过程中该条件可否改变？
为满足光电峰处计数率相对误差小于2%的要求，怎样从实验中确定计数所用的时间？。
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正文：
一、实验目的 1、 了解闪烁探测器的结构、原理。 2、 掌握 Nal（Tl）单晶γ 闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法。 3、 了解核电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理。 二、实验原理 Υ 射线能谱的测量
1、NaI(Tl)单晶Υ 闪烁探测器介绍：
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。 上图中探测器 最前端是一个对射线灵敏并能产生闪烁光的闪烁体，当射线(如γ 、)进入闪烁体时，在某 一地点产生次级电子，它使闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子(一般光谱范围从 可见光到紫外光，并且光子向四面八方发射出去)。在闪烁体周围包以反射物质，使光子集 中向光电倍增管方射出去。光电倍增管是一个电真空器件，由光阴极、若干个打拿极和阳 极组成；通过高压电源和分压电阻使阳极、各打拿极和阴极间建立从高到低的电位分布。当 闪烁光子入射到光阴极上， 由于光电效应就会产生光电子， 这些光电子受极间电场加速和聚
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100 %
（1）
由于脉冲幅度与能量有线性关系,并且脉冲幅度与多道道数成正比，故又可以写为 △CH η = CH ×100% （2） Δ CH 为记数率极大值一半处的宽度 （或称半宽度） ， 记作 FWHM （Full Width at half maximum） 。 CH 为记数率极大处的脉冲幅度。 显然谱仪能量分辨率的数值越小， 仪器分辨不同的能量的本领就越高。 而且可以证明能 量分辨率和入射粒子能量有关。 η = 1 ×100% E （3） 通常 NaI(Tl)单晶γ 闪烁谱仪的能量分辨率以 137CS 的 0.661MeV 单能Υ 射线为标准， 它的值一般是 10%左右，最好可达 6~7%。 （2）线性 能量的线性就是指输出的脉冲幅度与带电粒子的能量是否有线性关系，以及线性范围的大 小。
关键字：Υ 射线
和 60Co
能谱 物质吸收系数μ 光电效应
康普顿效应 电子对效应 137Cs
引言：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，是波长短于 0.2
埃的电磁波。首先由法国科学家 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。原子核衰变和核反应均可产生γ 射线 。对各种原子核γ 射线（包括其他核辐射）的 能谱测定， 不仅对于研究原子核的结构和性质至关重要， 而且对各种放射性同位素的应用也 是不可或缺的。
焦， 在各级打拿极上发生倍增(一个光电子最终可产生 10^4~10^9 个电子)， 最后被阳极收集。 大量电子会在阳极负载上建立起电信号， 通常为电流脉冲或电压脉冲， 然后通过起阻抗匹配 作用的射极跟随器，由电缆将信号传输到电子学仪器中去。 实用时常将闪烁体、光电倍增管、分压器及射极跟随器安装在一个暗盒中，统称探头； 探头中有时在光电倍增管周围包以起磁屏蔽作用的屏蔽筒(如本实验装置)， 以减弱环境中磁 场的影响；电子仪器的组成单元则根据闪烁探测器的用途而异，常用的有高、低压电源，线 性放大器，单道或多道脉冲分析器等。 闪烁探测器的工作可分为五个相互联系的过程： 1、射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的收集到光电倍增管的光阴极上，由于光电 效应，光子在光阴级上击出光电子； 4、光电子在光电倍增管中倍增，数量有一个增加到 10 -10 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、NaI(Tl)单晶Υ 闪烁谱仪的主要指标： （1）能量分辨率： 由于单能带电粒子在闪烁体内损失能量引起的闪烁发光所放出的荧光光子数有统计涨 落； 一定数量的荧光光子打在光电倍增管光阴极上产生的光电子数目有统计涨落。 这就使同 一能量的粒子产生的脉冲幅度不是同一大小而近似为高斯分布。能量分辨率的定义是：
脉冲放大器的输出是 0~10V，如果把它按脉冲高度分成 500 级，或称为 500 道，则每道宽度 为 0.02V，也就是输出脉冲的高度按 0.02V 的级差来分类。在实际测量能谱时，我们保持道 宽 V 不变（道宽的选择必须恰当，过大会使谱畸变，分辨率变坏，能谱曲线上实验点过少； 道宽过小则使每道的计数减小，统计涨落增大，或者使测量时间相应增加） ，逐点增加 V0， 这样就可以测出整个谱形。 上面所描述的情况可以称之为单道工作在微分状态下； 当单道工作在积分状态下时， 只 要脉冲高度大于阈值电压单道就输出一个脉冲，即记录大于某一高度的所有脉冲数目。 单道是逐点改变甄别电压进行计数， 测量不太方便而且费时， 因而在本实验装置中采用 了多道脉冲分析器。多道脉冲分析器的作用相当于数百个单道分析器与定标器，它主要由 0~10V 的 A/D 转换器和存储器组成，脉冲经过 A/D 转换器后即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，一次测量可得到整个能谱曲线， 既可靠方便又省时。 三、γ 全能谱图分析 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。 NaI(Tl)单晶γ 能谱仪由以下单元组成：闪烁探头(包括 NaI(Tl)晶体和光电倍增管)， 高压电源，线性放大器，脉冲幅度分析器(分为单道分析器和多道分析器)。 四、实验步骤 1、连接好实验仪器线路，经教师检查同意后接通电源。 2、开机预热后，选择合适的工作电压使探头的分辨率和线性都较好。 3、把γ 放射源 137Cs 或 60Co 放在探测器前，调节高压和放大倍数，使 60Co 能谱的最 大脉冲幅度尽量大而又不超过多道脉冲分析器的分析范围。 4、分别测 137Cs 和 60Co 的全能谱并分析谱形，指明光电峰、康普顿平台和反散射峰。 5、利用多道数据处理软件对所测得的谱形进行数据处理，分别进行光滑化、寻峰、半 宽度记录、峰面积计算、能量刻度、感兴趣区处理等工作并求出各光电峰的能量分辨率。 6、根据实验测的相对于 0.661MeV、1.17MeV、1.33MeV 的光电峰位置，作 E—CH 能量定 标曲线（0.184MeV 的 137Cs 反散射峰也可记录在内） 。 7、对上一步骤所得结果进行最小二乘拟合，求出回归系数，并判断闪烁探测器的线性。 8、定标曲线的应用：测量 137Cs 谱形，积累一定计数（0.661MeV 峰顶计数达到 3000 以上）后寻找反散射峰和康普顿峰，分别记下道数，并找出康普顿峰计数一半处的道位（对 应 =1800 的 compton 反散射能量） ， 利用上一步得到的能量定标曲线求出反散射光子的能量 和反冲电子能量并与理论值相比较，计算百分误差，可以用公式（6） 、 （9）计算理论值。
NaI(Tl)单晶的荧光输出在 150KeV<EΥ <6MeV 的范围内和射线能量是成正比的。但是 NaI(Tl)单晶γ 闪烁谱仪的线性好坏还取决于闪烁谱仪的工作状况。 例如当射线能量较高时， 由于光电倍增管后几个联极的空间电荷影响， 会使线性变坏。 又如脉冲放大器线性不好等等。 为了检查谱仪的线性，必须用一组已知能量的γ 射线，在相同的实验条件下，分别测出它们 的光电峰位，作出能量—幅度曲线，称为能量刻度曲线（或能量校正曲线） ，如右图所示。 用最小二乘法进行线性回归，线性度一般在 0.99 以上。对于未知能量的放射源，由谱仪测 出脉冲幅度后，利用这种曲线就可以求出射线的能量。 （3）谱仪的稳定性： 谱仪的能量分辨率，线性的正常与否与谱仪的稳定性有关。因此在测量过程中，要求谱 仪始终能正常的工作， 如高压电源， 放大器的放大倍数， 和单道脉冲分析器的甑别阈和道宽。 如果谱仪不稳定则会使光电峰的位置变化或峰形畸变。在测量过程中经常要对 137Cs 的峰 位，以验证测量数据的可靠性。为避免电子仪器随温度变化的影响，在测量前仪器必须预热 半小时。 3、单道脉冲幅度分析器和多道脉冲幅度分析器的工作原理：单道脉冲幅度分析器（简 称“单道” ）是分析射线能谱的一种仪器。 所谓射线的能谱， 是指各种不同能量粒子的相对强度分布； 把它画到以能量 E 为横坐标， 单位时间内测到的射线粒子数为纵坐标的图上是一条曲线。 根据这条曲线， 我们可以清楚地 看到此种射线中各种能量的粒子所占的百分比。 这一任务可以用单道或多道脉冲幅度分析器 来完成。 我们知道闪烁探测器可将入射粒子的能量转换为电压脉冲信号， 而信号幅度大小与入射 粒子能量成正比。因此只要测到不同幅度的脉冲数目，也就得到了不同能量的粒子数目。由 于γ 射线与物质相互作用机制的差异， 从探测器出来的脉冲幅度有大有小， 单道就起到从中 “数出”某一幅度脉冲数目的作用。 单道里有一个甄别电压 V0（此电压可以连续调节） ，称为阈值，它就象一道屏障一样，将所 有低于 V0 的信号都挡住了，只有大于 V0 的信号才能通过。但这样只解决了一半问题，因为 在通过的信号中实验者只知道它们都比 V0 高，具体的幅度还是不能确定。因此在单道中还 有一个窗宽 V， 使幅度大于 V0+V 的脉冲亦被挡住， 只让幅度为 的信号通过 （有 的单道是 ） ；当我们把 V 取得很小时，所通过的脉冲数目就可以看成 是幅度为 V0 的脉冲数目。 简单地说， 单道脉冲分析器的功能是把线性脉冲放大器的输出脉冲按高度分类： 若线性
Υ 射线能谱的测量
班级：光信 081 姓名：吴勇军 学号：08620124
摘要：学会 NaI(Tl)单晶Υ 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Υ 能谱，求出能量变化率、峰康比、线性等各项指标，并分析谱形；了解多道脉 冲幅度分析器在 NaI(Tl)单晶Υ 谱测量中的数据采集及其基本功能， 在数据处理中包括对谱 形进行光滑、寻峰，曲线拟合等。