GBT16141995生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法pdf
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能谱法分析放射性核素时对γ射线全能峰干扰的修正
㊀第41卷㊀第5期2021年㊀9月㊀辐㊀射㊀防㊀护Radiation㊀ProtectionVol.41㊀No.5㊀㊀Sep.2021㊃辐射防护监测㊃γ能谱法分析放射性核素时对γ射线全能峰干扰的修正杨秀玉1,孟纪群1,李庆光1,韦应靖2(1.中核四ʻ四有限公司,兰州732850;2.中国辐射防护研究院,太原030006)㊀摘㊀要:针对在中核集团公司核电厂和 两厂两院 环境监测实验室比对中γ能谱分析存在的γ射线全能峰干扰问题,开展土壤中铀㊁钍㊁镭㊁钾㊁铯等γ核素测量实验㊂天然土壤标准源对谱仪进行效率刻度时,分析γ射线特征峰是否受到其它射线干扰,对受到干扰的γ射线通过修正代入效率计算的核素活度值以实现效率的拟合㊂由谱仪分析软件分析样品核素活度时,当利用不同特征γ射线计算的核素活度相差较大时,应进行活度修正㊂分析用于核素活度计算的γ特征峰(如235U 185.7keV ,238U 92.6keV )受到的干扰峰,计算干扰峰对测量能谱峰(重峰)活度贡献,扣除干扰峰活度,即为γ特征峰贡献,由此给出样品核素活度值㊂这种方法在中核集团土壤样品比对中报出的238U ㊁226Ra ㊁232Th ㊁40K 和137Cs 数据全部合格㊂关键词:γ能谱法;特征峰干扰校正;软件分析法中图分类号:TL75+1文献标识码:A㊀㊀收稿日期:2020-07-22作者简介:杨秀玉(1981 ),女,2005年毕业于兰州大学核物理专业,2008年毕业于兰州大学粒子与原子核物理专业,获硕士学位,高级工程师㊂E -mail:115926222@㊀㊀放射性核素监测有放化分析法和仪器探测法两种,铀㊁钍㊁镭㊁钾㊁铯等核素含量可用放化分析方法确定,因其衰变时伴随发射γ射线,也可用γ能谱法分析[1-2]㊂放化分析法一般需要样品前处理和放化分析过程,分析流程长㊁工作效率低;只能选择性的分析某种核素,且不能区分同位素㊂γ能谱法分析具有制样简单㊁测量方便㊁可同时测定多种γ核素和区分同位素等优点,因此γ能谱法对于铀㊁钍㊁镭㊁钾㊁铯㊁钴等核素的测量具有显著优势,得到越来越广泛的应用㊂γ能谱分析是通过放射性核素发射γ射线的全能峰对大部分核素进行分析的,当某些核素γ射线全能峰受到能量相近射线干扰峰的干扰时形成重峰,如238U㊁235U㊁40K,国标没有给出这些核素具体测量方法㊂因此,利用这些核素的重峰计算活度时如何对干扰进行修正成为环境监测工作者广泛关注的问题㊂在中核集团公司核电厂和 两厂两院 环境监测实验室比对中,以土壤中铀㊁钍㊁镭㊁钾㊁铯等γ核素分析为例,针对γ能谱法分析时存在的全能峰干扰问题,探讨谱仪效率刻度和样品活度分析的干扰修正方法㊂1㊀实验仪器与材料1.1㊀谱仪㊀㊀使用美国ORTEC 公司低本底高纯锗(HPGe)γ谱仪,探测系统主要由GEM60P4-83高纯锗探测器㊁DSPEC jr2.0数字化谱仪㊁X-COOLER -Ⅲ电制冷机㊁低本底铅室㊁Gamma Vision 谱获取分析软件和UPS 电源组成㊂本次实验对HPGe 谱仪的能量分辨率㊁相对探测效率㊁峰形㊁峰康比㊁稳定性和本底等主要性能指标进行测试,测试结果列于表1㊂‘高纯锗γ能谱分析通用方法“(GB /T11713 2015)中要求:探测器相对探测效率大于20%,60Co (1332.5keV )能量分辨率优于2.5keV,60Co (1332.5keV )峰位漂移小于2道[3]㊂经测试,HPGe 谱仪主要技术性能指标都优于出厂指标,并满足标准要求,可用于土壤放射性γ核素测量㊂㊃514㊃㊀辐射防护第41卷㊀第5期表1㊀HPGe谱仪技术指标Tab.1㊀Technical specifications of HPGe spectrometer1.2㊀样品制备及特征射线选择㊀㊀γ核素衰变一般都伴随有γ辐射,采用γ能谱分析方法时需选用核素的特征γ射线㊂放射性核素的特征γ射线列于表2[4-5]㊂表2㊀特征γ射线Tab.2㊀Gamma-ray characteristic rays㊀㊀天然土壤样品采集自中国辐射防护研究院工作区,经烘干㊁研磨㊁200目过筛后混合均匀㊂测量时,将土壤样品装入ϕ75mmˑ70mm样品盒中,压实并密封㊁称重,样品净重340.9g㊂天然土壤样品需将样品密封放置3~4周,待226Ra与子体214Pb㊁214Bi达到长期平衡后再进行测量[6]㊂2㊀实验方法及测量分析2.1㊀样品测量分析方法㊀㊀(1)测量空样品盒本底至少24h,多则48~ 72h或更长时间,获得本底谱㊂(2)测量土壤样品盒24~72h,获得样品谱,测量时间可根据全能峰面积或所感兴趣能量范围内的计数统计误差作初步判断,统计误差一般控制在5%以内㊂(3)调出样品谱图,使用谱分析软件完成寻峰㊁剥本底谱,调用能量刻度曲线和效率刻度曲线,填写样品量㊁不确定度表示方法等分析参数,计算样品中各核素放射性比活度,生成测量结果报告㊂采用效率曲线法计算被测样品中放射性核素的比活度,计算公式[6]为:Aj=nji-nji bpjiεiMDj(1)式中,A j为第j种核素的比活度,Bq/kg;p ji为第j 种核素发射的第i条γ射线的分支比,%;εi为第i 条γ射线全能峰对应的效率值;n ji为样品第j种核素的第i条γ射线的全能峰计数率,cps;n ji b为与n ji对应的全能峰本底计数率,cps;M为样品净重,kg;D j为第j种核素校正到采样时的衰变校正系数㊂2.2㊀能量刻度㊀㊀能量刻度使用了241Am㊁152Eu㊁137Cs和60Co4个点源,4个点源同时放置在探头前端70mm处,测量获得能谱后做γ射线能量与全能峰峰位的线性拟合,结果如图1所示㊂㊃614㊃杨秀玉等:γ能谱法分析放射性核素时对γ射线全能峰干扰的修正㊀图1㊀能量刻度曲线Fig.1㊀Energy calibration curve㊀㊀其测量值与拟合直线差值最大为0.0283%,满足能量非线性应小于0.5%要求[3,6]㊂能量刻度曲线拟合方程为y=0.1244x+0.0416,R2=1㊂可见γ谱仪的能量线性较好㊂2.3㊀效率刻度㊀㊀效率刻度使用的天然土壤标准源参数列于表3㊂土壤标准源放置在探头上,测量获得标准谱后,计算γ射线全能峰探测效率,做探测效率与能量的关系曲线拟合㊂(1)效率计算修正天然土壤标准源含235U㊁238U㊁226Ra㊁232Th和40K,某些核素用于效率计算的γ射线全能峰受到其它核素发射的能量相同或相近射线干扰,本㊀㊀㊀㊀表3㊀土壤标准源参数Tab.3㊀Standard soil source parameters文在作效率刻度时对计数率采用 全能峰+干扰峰 的总净计数,因此要对效率计算时代入的活度值进行修正㊂235U185.7keV的γ射线与226Ra186.2keV 的γ射线能量仅差0.5keV,185.7keV的γ射线全能峰计数肯定受到186.2keV的γ射线影响㊂对185.7keV射线效率计算时代入的活度值进行修正,修正方法为:A=A(235U)ˑA(235U)pγ+A(226Ra)pγ(Ra)A(235U)pγ(2)式中,A为185.7keV射线效率计算代入的活度值,Bq;A(235U)和A(226Ra)分别为235U和226Ra核素活度,Bq;pγ和pγ(Ra)分别为235U和226Ra对应的γ射线分支比,57.2%和3.5%㊂238U92.6keV的γ射线周围存在228Ac(232Th 子体)的两条X射线(89.9keV和93.4keV)和235U的X射线(93.4keV)㊂92.6keV全能峰左边界能量90.9keV,受89.9keV影响较小;右边界94.5keV,已经受到228Ac93.4keV和235U 93.4keV这两个峰的计数贡献㊂因此对92.6keV 射线效率计算时代入的活度值进行修正,修正方法为:A=A(238U)ˑA(238U)pγ+A(228Ac)p X(Ac)+A(235U)p X(U)A(238U)pγ(3)式中,A为92.6keV射线效率计算代入的活度值, Bq;A(238U)㊁A(228Ac)和A(235U)分别为238U㊁228Ac 和235U核素活度,Bq;228Ac活度取母体232Th活度值,200Bq;pγ㊁p X(Ac)和p X(U)分别为238U㊁228Ac和235U 对应的γ或X射线分支比,5.6%㊁3.2%和5.8%㊂40K1460.8keV的γ射线与228Ac1459.2keV 的γ射线相差1.6keV,同样可以对1460.8keV 处的40K活度进行修正㊂但是否考虑对效率计算时代入的40K活度进行修正取决于40K与232Th活度,如果40K和232Th活度相同但不考虑扣除232Th,40K的测量误差为9.3%;40K与232Th活度比小于1时误差会很大;当40K比232Th活度大时,误差会减小,需根据实际情况判定是否对40K进行活度校正[7]㊂土壤标准源40K与232Th活度比为4.1,不对效率计算时代入的40K活度进行修正㊂㊃714㊃㊀辐射防护第41卷㊀第5期208Tl(232Th子体)583.2keV的γ射线效率计算时,代入的活度值为232Th核素活度乘以0.36,因为在232Th衰变链中子体212Bi以36%分支比发生α衰变生成208Tl,以64%分支比发生β衰变生成212Po㊂天然土壤标准源γ射线效率计算时代入的活度列于表4㊂表4㊀天然土壤标准源γ射线效率计算时代入的活度Tab.4㊀Activity used in efficiency calculating of㊀㊀对92.6keV㊁185.7keV和583.2keV的γ射线效率计算时,分别代入活度1057.6Bq㊁53.9Bq和72Bq,重新计算效率㊂(2)效率刻度曲线对92.6keV㊁185.7keV和583.2keV的γ射线效率重新计算后,将效率和能量都取自然对数后拟合,曲线如图2所示㊂图2㊀天然土壤标准源效率刻度曲线Fig.2㊀Calibration curve of natural soilsource corrected efficiency能量在200keV后的拟合方程式为y=-0.6177x-0.2108,拟合优度R2=0.9859;能量小于200keV用二项式拟合,拟合方程式为y=-1.8860x2+19.2110x-52.2442,拟合优度R2=0.9935㊂2.4㊀样品测量㊀㊀本次实验将空样品盒放在探测器上测量72小时,本底谱如图3所示;将制备好的天然土壤样品放在探测器上测量72小时,天然土壤样品谱如图4所示㊂图3㊀空样品盒条件下本底谱Fig.3㊀Background spectrum under thecondition of empty sample box图4㊀天然土壤样品谱Fig.4㊀Spectrum of natural soil samples2.4.1㊀软件分析法㊀㊀使用谱分析软件对天然土壤样品谱(图4)进行分析,给出土壤样品中放射性核素比活度,具体结果列于表5㊂㊃814㊃杨秀玉等:γ能谱法分析放射性核素时对γ射线全能峰干扰的修正㊀表5㊀土壤核素软件分析数据Tab.5㊀The radionuclide activity in sample analyzed by Gamma-Vision software㊀㊀由表5可见:谱仪分析软件在给出样品中放射性核素活度时会选择核素几个特征γ射线,采用加权平均给出活度㊂235U和238U两条γ射线计算的活度值差别较大,235U两条γ射线143.8keV和185.7keV计算的活度值相差39.6%(即两数之差除以两数之和),238U两条γ射线63.8keV和92.6keV计算的活度值相差16.5%㊂对同一核素,由它不同特征γ射线计算的核素活度应该是近似相同的,因此对样品中这两个核素活度重新分析㊂235U143.8keV特征峰和238U63.3keV特征峰的峰形不好,谱仪分析软件给出的数据误差大,一般在计算核素活度时不予选择㊂226Ra和232Th各条γ射线计算的活度值差别较小,样品中核素活度值可以采用㊂2.4.2㊀核素活度修正㊀㊀使用特征峰分析各个核素活度时,读取特征γ射线全能峰计数率,并结合该全能峰的分支比和效率值按式(1)给出比活度㊂(1)235U比活度结果修正使用185.7keV特征峰计算235U比活度时,该峰受到226Ra的γ射线(186.2keV)干扰,由测量出的226Ra计算其在该能量区间的贡献,扣除它对235U分析结果的影响,修正方法见式(4)㊂185.7keV特征峰72h净计数为8404ʃ238,净计数率为0.032cps,按式(1)可得235U比活度为5.01Bq/kg,其活度为1.707Bq㊂将A(185.7)和A (226Ra)数值代入式(4)计算得到235U实际比活度为2.86Bq/kg,实际活度为0.97Bq:A(235U)=A(185.7)ˑA(185.7)pγ-A(226Ra)pγ(Ra)A(185.7)pγˑ1M(4)式中,A(235U)为样品235U实际比活度,Bq/kg; A(185.7)为采用185.7keV射线重峰计算的样品235U活度,Bq;A(226Ra)为样品226Ra活度,Bq;pγ和pγ(Ra)分别为235U和226Ra对应的γ射线分支比,%;M为样品净重,kg㊂(2)238U比活度结果修正使用92.6keV特征峰计算238U比活度时,该峰受到228Ac和235U两条X射线(93.4keV)的干扰,228Ac为232Th子体,活度与232Th相同㊂由测量出的232Th和235U计算其在该能量区间的贡献,扣除它们对238U分析结果的影响,修正方法见式(5)㊂92.6keV特征峰72h净计数为7313ʃ255,净计数率为0.028cps,按式(1)可得238U比活度为70.4Bq/kg,其活度为23.99Bq㊂将A(92.6)㊁A (228Ac)和A(235U)数值代入式(5)计算得到238U 实际比活度为38.4Bq/kg:A(238U)=A(92.6)ˑA(92.6)pγ-A(228Ac)p X(Ac)-A(235U)p X(U)A(92.6)pγˑ1M(5)㊃914㊃㊀辐射防护第41卷㊀第5期式中,A(238U)为样品238U实际比活度,Bq/kg; A(92.6)为采用92.6keV射线重峰计算的样品238U 活度,Bq;A(228Ac)和A(235U)分别为样品228Ac 和235U核素活度,Bq;pγ㊁p X(Ac)和p X(U)分别为238U㊁228Ac和235U对应的γ或X射线分支比,%; M为样品净重,kg㊂2.4.3㊀结果评定㊀㊀在中核集团公司所属核电厂和 两厂两院 (中核核电环境应急处㊁化学处一科㊁化学处二科㊁化学处三科,江苏核电㊁福建福清核电㊁海南核电㊁中国原子能科学研究院㊁中国核动力研究设计院㊁四川环保工程公司㊁中核四〇四和中国辐射防护研究院)环境监测实验室间比对中,采用本次实验确定谱仪效率刻度方法和样品核素活度修正方法报出数据,具体结果见表6㊂表6㊀天然土壤样品放射性核素数据评价Tab.6㊀Evaluation of radionuclide activity for natural soil sample㊀㊀1)比对没有要求上报235U数据,没有数据评价;2)平均值是参加比对的12个单位分析数据的平均值㊂㊀㊀对天然土壤样品,按式B=(V测量值-V平均值)/ V平均值进行评价,若Bɤ30%,可接受(A);若30%< Bɤ50%,可接受但警告(W);若B>50%,不可接受(N)㊂由表6可见,天然土壤样品中238U采用修正数据38.4Bq/kg,而不是软件分析数据63.1Bq/kg,修正数据与平均值的相对偏差为-7.02%,数据可接受;226Ra㊁232Th㊁40K㊁和137Cs数据不需要修正,采用软件分析数据,数据均可接受㊂3㊀结论本文以土壤中铀㊁钍㊁镭㊁钾㊁铯等γ核素分析为例,针对谱仪效率刻度和样品活度分析中存在的γ射线全能峰干扰问题,分别给出了效率刻度方法和样品活度修正方法,得出以下结论: (1)天然土壤标准源(U㊁Th㊁Ra㊁K)对谱仪进行效率刻度时,要分析92.6keV(238U)㊁185.7keV (235U)㊁583.2keV(208Tl)㊁1460.8keV(40K)等γ射线特征峰是否受到其它射线干扰,对受到干扰的γ射线通过修正代入效率计算的核素活度值就可实现效率的修正㊂(2)样品分析结果一般由谱仪分析软件给出,当样品所含核素的不同特征γ射线计算的核素活度相差较大时,出现这种情况可能是特征峰受到了干扰或特征峰峰形不好,应进行核素活度修正㊂分析用于核素活度计算的γ特征峰(如235U185.7 keV,238U92.6keV)受到的干扰峰,计算干扰峰对测量能谱峰(重峰)活度贡献,扣除干扰峰活度,即为γ特征峰贡献,由此给出样品核素活度值㊂(3)本文给出的γ能谱分析中效率刻度方法和样品活度修正方法在环境监测实验室比对报出的238U㊁226Ra㊁232Th㊁40K和137Cs数据全部合格㊂参考文献:[1]㊀王颖利,杜滢鑫.用高纯锗γ谱仪和放射化学法分析环境样品中137Cs的对比研究[J].辐射防护,2016,36(3):189-192.WANG Yingli,DU parasion on analytical results between gamma ray spectrometry and radiochemical method for137Cs in environmental samples[J].Radiation Protection,2016,36(3):189-192.[2]㊀戴志新.地质样品中天然放射性核素含量的HPGeγ能谱分析方法及影响因素[D].江西:东华理工大学,2017:5-8.[3]㊀中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全预防所,海南省疾病预防控制中心,吉林大学公共卫生学院.高纯锗γ能谱分析通用方法:GB/T11713 2015[S].北京:中国标准出版社,2016:2-3.[4]㊀彭崇,赖晓洁,陈晶.用高纯锗(HPGe)γ谱仪测量天然放射性核素活度[J].大众科技,2008,10:99-101.㊃024㊃杨秀玉等:γ能谱法分析放射性核素时对γ射线全能峰干扰的修正㊀[5]㊀从慧玲.实用辐射安全手册[M].北京:原子能出版社,2007:23-103.[6]㊀中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全预防所,新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心,包钢集团公司劳动卫生职业病防治研究所.土壤中放射性核素的γ能谱分析方法:GB/T11743 2013[S].北京:中国标准出版社,2014: 2-4.[7]㊀潘自强.电离辐射环境监测与评价[M].北京:原子能出版社,2007:333-401.The discussion on gamma-rays characteristic peak interference correction method when analyzing radionuclide activity with gamma spectrometryYANG Xiuyu1,MENG Jiqun1,LI Qingguang1,WEI Yingjing2(1.404Company Limited,CNNC,Lanzhou732850;2.China Institute for Radiation Protection,Taiyuan030006) Abstract:Aiming at the problem of gamma-ray characteristic peak interference correction in gamma spectrometry during a CNNC Environmental monitoring labs comparison,this paper conducts measurement experiment of uranium,thorium,radium and potassium in soil.When calibrating the efficiency of the spectrometer with natural soil standard source,it is necessary to analyze whether the gamma-ray characteristic peaks are interfered by other rays,and correct the efficiency by modifying the Nuclide activity value when calculating efficiency.When analyzing the nuclide activity of the samples by Gamma-Vision software,the activity correction should be carried out if the nuclide activity calculated by different characteristic rays is quite different.The characteristic peaks(such as235U185.7keV,238U92.6keV)used in the calculation of nuclide activity are analyzed,the contribution of the interference peak to the measured energy spectrum(Overlapping Peak)activity is deducted.This method gives qualified238U,226Ra,232Th,40K and137Cs data in CNNC soil sample comparison.Key words:gamma spectrometry;gamma-ray characteristic peak interference correct;Gamma-Vision software analysis method㊃出版物介绍㊃IAEA发布‘应对核或辐射应急的医学物理师指南“出版物㊀㊀国际原子能机构(IAEA)最近发布出版物‘应对核或辐射应急的医学物理师指南“㊂核或辐射应急可以发生在任何地方㊁任何时间,保护受影响人员的健康和安全是当务之急㊂在没有辐射防护专家在场的情况下,如何确保包括医务人员在内的所有人得到保护?只有医学物理师有资格提供应急援助,但他们通常没有接受过应急准备和响应方面的培训㊂‘应对核或辐射应急的医学物理师指南“是IAEA为医学物理师提供的第一部应急和响应指南,为帮助填补这一空白供了具体细节,使临床合格的医学物理师能够在核或辐射事故期间有效地支持第一响应人员㊂该出版物还被压缩成配套的快速查阅袖珍导则㊂㊃124㊃。
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。
食品安全国家标准食品中放射性核素的高纯锗γ能谱分析方法编制说明
《食品中放射性核素的高纯锗γ能谱分析方法》编制说明一、标准起草的基本情况中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所（以下简称“辐射安全所”）2008年向卫生计生委放射卫生防护标准专业委员会提出制定国家标准《食品中放射性核素的γ能谱分析方法》的建议书。
2008年9月12日《卫生计生委办公厅关于加强2008年卫生标准制（修）订项目落实工作的通知》（卫办政法发函〔2008〕612号）将其列入2008年卫生标准制（修）项目。
项目编号为2008-04-07。
2008年9月签订卫生标准制修订项目委托协议书，正式启动起草工作。
参与协作单位、主要起草人及其所承担的工作本标准修订送审稿由辐射安全所负责起草。
本标准修订送审稿主要起草人包括辐射安全所徐翠华研究员、拓飞副研究员、赵力助理研究员、李文红副研究员、张京副主任医师、任天山研究员。
简要起草过程：2008年9月制订本标准的任务正式下达后，起草人收集整理并全面阅读了与本标准有关的国内外技术资料(详见参考文献[1-20])和现行有效的我国放射性核素分析标准，逐渐形成了起草的基本思路和框架。
由徐翠华执笔完成标准草案，编制组各位成员对草案提出修改完善意见，2011年4月20日形成征求意见稿。
2011年4月30日征求意见稿发出征求意见，共发函29份，征求意见对象包括卫生计生委放射性疾病诊断标准专业委员会委员、国家环境保护部核与辐射安全中心、中国计量科学研究院、国防科技工业电离辐射一级计量站、中国核工业集团公司相关单位、职业病防治院所、医科院放射医学研究所、疾控机构、大专院校、科研院所的有关专家，具有较广泛的代表性。
截至2011年5月20日，共收到反馈回函23件，其中：非放射卫生防护标准专业委员会组成成员专家回函17件；放射卫生防护标准专业委员会成员6件。
编制组对征集到的意见逐条进行了认真研究和汇总，吸收了大量富有建设性的意见和建议并进行了汇总处理，2011年5月30日形成本标准的送审稿。
《核事故应急情况下公众受照剂量估算的模式和参数》（GB
《核事故应急情况下公众受照剂量估算的模式和参数》（GB《生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法》（GB/T16145-XXXX）编制说明（征求意见稿）1. 标准起草的基本情况（包括任务来源与项目编号、参与协作单位、简要起草过程、主要起草人及其所承担的工作等）1.1 任务来源与项目编号根据近年来原标准所依据出版物的更新情况和该标准实际应用情况,特别是基层专业技术人员使用过程中所反馈的宝贵意见，本标准起草组成员，确立了标准修订的必要性，对国际、国家相关标准的更新进行了查询，比较和研究原标准《生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法》（GB/T16145-1995），形成了修订标准的思路。
由国家卫生计生委核事故医学应急中心于2014年向国家卫生标准委员会放射卫生标准专业委员会提出修订《生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法》（GB/T16145-1995）的建议书。
2016年1月11日国家卫生计生委“国家卫生计生委办公厅关于下达2016年卫生标准制修订项目计划的通知（国卫办法制函〔2016〕28号）”将其列入2016年卫生标准制（修）项目,项目编号为20160804, 正式启动起草修订工作。
2016年4月签订卫生标准制修订项目委托协议书。
1.2参与协作单位本标准讨论稿由中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所、浙江省疾病预防控制中心、中国计量科学研究院、新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心等共同负责起草修订。
1.3 简要起草过程本标准起草时严格遵循国家标准化和卫生法律法规的相关要求，广泛调研和分析国际国内相关技术资料，充分考虑与国际食品中放射性核素的γ能谱分析方法及我国现行食品、水、土壤、空气、建材样品中放射性核素分析方法标准的衔接和配套，参照美国食品药品管理局（FDA）、日本、IAEA等最新发布的生物样品中放射性核素分析技术文件，并紧密结合我国的实际情况，广泛征求各单位相关各方意见，尽可能具备严谨性、实用性和可操作性，以期为生物样品中放射性检测提供适用的技术标准。
空气中放射性核素的γ能谱分析方法
空气中放射性核素的γ能谱分析方法1 范围本标准规定了高纯锗（HPGe）γ能谱仪测定空气中γ放射性核素组成及其活度浓度的方法，Ge（Li）探测器和碘化钠探测器可参照本标准执行。
本标准适用于空气中放射性核素的γ能谱分析。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 11713—2015 高纯锗γ能谱分析通用方法GB/T 11743—2013 土壤中放射性核素的γ能谱分析方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1气溶胶 aerosol固体或液体微粒物质在空气或其他气体介质中形成的气体分散体系。
含有放射性核素的气溶胶称为放射性气溶胶。
3.2空气取样器 air sampler利用抽吸的方法把气溶胶微粒或气态碘等收集或阻留在过滤介质上的装置。
3.3呼吸带 breathing zone操作人员的口腔和鼻孔附近的区域。
操作人员在完成规定任务的过程中，该处的空气经口和鼻吸入人体。
3.4个人空气取样器 personal air sampler工作人员个人佩带的空气取样器，用以得到有代表性的呼吸带的空气样品。
4 材料与设备4.1 空气采样系统空气采样系统主要包括空气取样器、流量测量与控制装置和抽气动力。
4.2 过滤介质应根据取样目的和采集对象，选用合适的过滤介质。
过滤介质的有效采样面积应与空气取样器采样窗面积相符。
本文件推荐常用的三种用途的过滤介质：a）超细玻璃纤维滤纸：用于采集气溶胶微粒；b）活性炭滤纸：用于采集气态元素态碘和气溶胶微粒；c）活性炭滤筒：用于采集气态有机碘化物。
4.3 流量测量与控制装置流量测量与控制装置宜具有即时流量显示、流量调节和采集体积累积等功能，流量测量装置应经法定计量单位标定，精度应好于5%。
4.4 抽气动力抽气动力应与流量控制装置联动实现流量调节和维持流量恒定功能。
γ能谱的数据处理
2015讲义能谱的数据处理由多道脉冲分析器获取的谱数据需要以一定的数学方法进行处理才能得到实验要求的最终结果。
能谱的数据处理大致可以分为两个步骤。
首先进行峰分析，即由能谱数据中找到全部有意义的峰，并计算出扣除本底之后每个峰的净面积。
第二步是放射性核素的活度或样品中元素浓度的计算，即由峰位所对应的能量识别出被测样品中含有哪些放射性核素或被激发的元素，并且由峰的净面积计算出放射性核素的活度或元素在样品中的浓度。
采用不同的物理实验方法，使用不同的探测器时，能谱的数据处理方法也有所不同。
在本章中首先讨论在各种能谱数据处理中经常用到的峰分析方法，包括谱数据的平滑处理，本底扣除、寻峰、峰净面积计算和函数拟合法解谱。
然后，以γ谱分析为例，讨论基于计算机的多道脉冲分析系统中的谱自动分析软件的工作原理。
第一节 常用的峰分析方法一、谱数据的平滑处理由于射线和探测器中固有的统计涨落、电子学系统的噪声的影响，谱数据有很大的统计涨落。
在每道计数较少时，相对统计涨落更大。
谱数据的涨落将会使谱数据处理产生误差。
其主要表现为在寻峰过程中丢失弱峰或出现假峰、峰净面积计算的误差加大等等。
谱数据的平滑就是以一定的数学方法对谱数据进行处理，减少谱数据中的统计涨落，但平滑之后的谱曲线应尽可能地保留平滑前谱曲线中有意义的特征，峰的形状和峰的净面积不应产生很大的变化。
对谱数据进行平滑处理通常使用数字滤波器。
由信号分析理论的观点出发，我们可以把原始谱数据看成是噪声（即谱数据中的统计涨落）和信号（即峰函数和本底函数）的叠加。
经过数字滤波器的处理可以提高信号噪声比。
如图5-1-1所示，令第x 道的原始谱数据为y (x )，经过数字滤波之后的谱数据为λλ-λ=⎰+∞∞-d x y g x y )()()((5.1.1)其中，)(λg 为数字滤波器的单位冲击响应函数，并有1)(=λλ⎰+∞∞-d g(5.1.2)由于谱数据是离散量，公式（5.1.1）、（5.1.2）的离散量表达形式为∑+-=+=KKj j m j m y g y(5.1.3)2015讲义∑+-==K Kj j g 1(5.1.3)只要选择恰当的数字滤波器响应函数，就能够使平滑后的谱既保留了原始谱中的峰和本底的形状和大小，又得到最佳的信号噪声比。
闪烁谱仪测定γ射线的能谱
40闪烁谱仪测定γ射线的能谱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。
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108-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。
实验原理一、γ射线与物质的相互作用放射性核素放射出来的带电粒子（α、β粒子以及内转换电子）与物质相互作用主要为电离、散射和吸收三个方面。
γ射线是不带电的电磁辐射，它与物质的相互作用主要有光电效应，康普顿效应和电子对效应三个过程。
1. 光电效应 入射的γ光子把能量全部转移给原子中的束缚电子，使之发射出来，而光子本身消失，这种过程称为光电效应。
光电效应中发射出来的电子叫光电子。
这过程如图2-2-1所示。
在光电效应中，若忽略被原子的反冲核所吸收的能量，则由能量守恒定律得到 E E E E r e i e =+@ (2-2-1)式中E r 为入射γ光子的能量，E e 为光电子获得的动能,E i 为i 层电子的结合能，一般E i 远小于E r 。
显然，如果入射γ光子是单能的，则产生的光电子也是单能的。
光电子可以从原子各个壳层中发射出来，但在K 壳层上打出电子的几率最大，L 层次之，M 、N 层更次之。
因此，在发射光电子的同时，还伴随着原子发射的特征X 射线或俄歇电子。
实验和理论都表明，γ射线与物质相互作用时，产生光电效应的几率随着物质原子序数的增大而迅速增大，又随着γ射线的能量增大而减小。
光图2-2-1 光电效应的示意图412. 康普顿效应入射的γ光子与物质原子的核外电子发生非弹性碰撞，一部分能量转移给电子，使它脱离原子成为反冲电子，而散射光子的能量和运动方向发生变化，这一过程称为康普顿效应．图2-2-2为康普顿效应的示意图。
放射性核素γ谱分析方法探讨
放射性核素γ谱分析方法探讨第40卷第9期核技术 V ol.40, No.9 2017年9月 NUCLEAR TECHNIQUES September 2017——————————————第一作者：卿云花，女，1987年出生，2015年于南京航空航天大学获硕士学位，从事辐射防护与监测，核技术及应用专业收稿日期：2017-02-20，修回日期：2017-04-08First author: QING Yunhua, female, born in 1987, graduated from Nanjing University of Aeronautics and Astronautics with a master’s degree in 2015,focusing on radiological protection and detection, major in nuclear technology and applicationsReceived date: 2017-02-20, accepted date: 2017-04-08 090502-1放射性核素γ谱分析方法探讨卿云花刘盼郑琪珊张燕黄丽华（福建省职业病与化学中毒预防控制中心福州 350000）摘要在实验室仅存在混合刻度源条件下，探讨不同解谱方法对放射性核素活度估算的适用性。
本文利用HPGe γ谱仪测量样品，并分别采用效率曲线法和相对比较法来分析样品中241Am 、60Co 、137Cs 、40K 核素活度。
结果表明，若干扰核素对样品中待分析核素产生的影响可忽略，但对混合刻度源中相应的待分析核素影响较大时，经综合考虑，相对比较法所得结果优于效率曲线法；若干扰核素对样品中待分析核素产生的影响不可忽略，但对混合刻度源中相应的待分析核素影响不大时，与相对比较法相比，效率曲线法占优势。
关键词HPGe γ谱仪，混合刻度源，分析方法，放射性核素中图分类号 TL12DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.090502γ spectrometry analytical method of radionuclideQING Yunhua LIU Pan ZHENG Qishan ZHANG Yan HUANG Lihua(Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning , Fuzhou 350000, China ) Abstract Background: Currently, mixture calibration sources, generally used in laboratory for saving cost, arelimited in spectrum analysis. Purpose: The aim is to study the suitability of two spectrum analysis methods under the condition of mixture calibration source. Methods: In this work, four radionuclides, 241Am, 60Co, 137Cs, and 40K, were measured by HPGe γ spectrometry and analyzed with relative comparison and efficiency curve methods under the condition of the mixture calibration source. Results: Relative comparison method can not calculate the radioactive activity of test nuclide influenced by interference nuclide, if interference nuclide could be ignored in mixturecalibration source. Conclusion: Relative comparison method has an advantage comparing with efficiency curvemethod, if interference nuclide has no effect on test nuclide included in sample, but has a great effect on test nuclide included in mixture calibration source. However, efficiency curve method has an advantage comparing with relative comparison method. If interference nuclide has a great effect on test nuclide included in sample, but no effect appears on test nuclide included in mixture calibration source.Key words HPGe γ spectrometry, Mixture calibration source, Analytical methods, Radionuclides随着我国核能行业的迅猛发展，放射性核素释放到环境介质中的概率也不断变大，通过监测环境介质中的放射性核素活度来评价放射性核素对环境造成的影响，这在环境保护和人类健康保障方面都有着重大的意义[1?2]。
γ能谱法测定钚同位素组成方法简介
Conversion of Simulated Solution of Americium (R are 2earth)Nitrateby the Microw ave DenitrationBAO Wei 2min ,ZHAN G Ji 2rong ,SON G Chong 2li(Institute of N uclear Energy Technology ,Tsinghua U niversity ,Beijing 100084,China )Abstract :Americium (rare 2earth )nitrate solution is simulated with solution of neodymium ,eu 2ropium and mixed rare 2earth nitrate ,respectively.Their behavior of conversion in microwave heating process is studied.It is shown from thermal analyses ,that the converting temperature from rare 2earth nitrates into their ’s oxides must be kept at 700～800℃.In the stage of denitra 2tion by microwave heating the converting temperature can be kept at 520℃and about 30%of volatilizable component is resided.The product of post 2denitration is in an electronic fast heating device ,and the residual NO x and H 2O can be fully eliminated.The characteristic of final product ,such as loose porous ,scraped out easily from the denitration vessel is held.The analysis results from X 2ray diffraction prove that the chemical structure of the product is the same as rare 2earth oxide.K ey w ords :microwave heating ;denitration ;nitrite of rare earthesγ能谱法测定钚同位素组成方法简介钚是一种具有特殊意义的核材料,在核保障领域是被严格监测和控制的对象之一。
放射性核素γ能谱相关标准分析
放射性核素γ能谱相关标准分析张 奎* 陈迎锋 杨永新（中国人民解放军92609部队）摘 要：本文分析了当前放射性核素γ能谱相关标准，为提升标准的适用性与可操作性提出建议。
利用全国标准信息公共服务平台，对我国放射性核素γ能谱标准情况进行检索统计，包括国家标准、行业标准、团体标准，对放射性核素γ能谱系列标准存在的问题进行系统的分析与讨论。
结果表明，当前的放射性核素γ能谱系列标准存在术语定义不一致、标准内容重复、技术指标要求不统一等问题。
据此，建议修定并整合放射性核素γ能谱系列相关标准，增强标准的丰富性、适用性和可操作性等，以推动标准更加广泛的应用。
关键词：放射性核素，γ能谱，标准，分析 DOI编码：10.3969/j.issn.1674-5698.2024.02.013Analysis of Standards for γ-Spectrometry of RadionuclideZHANG Kui * CHEN Ying-feng YANG Yong-xin（92609 Unit of PLA)）Abstract: The paper analyzes the existing standards related to γ-spectrometry of radionuclide, and provides suggestions for improving the effectiveness and suitability of the standards. It uses the national public service platform for standards information to search and make a statistic analysis of the standards for γ-spectrometry of radionuclide in china, including national standards, sectoral standards and association standards. The problems of γ-spectrometry of radionuclide standards system are systematically analyzed and discussed. The results show that in the current radionuclide γ-spectrometry series standards, there are problems such as the inconsistency on the definition of key terms, the duplicate standard content, the inconsistent requirements for technical indicators. Accordingly, it suggests revising and integrating the relevant standards on γ-spectrometry of radionuclide to enhance the richness, applicability and operability of the standards and promote their wider application.Keywords: radioactive,γ-spectrometry, standard, analysis作者简介：张奎，通信作者，硕士研究生，工程师，主要研究方向为核科学与技术。
空气中放射性核素的γ能谱分析方法
空气中放射性核素的γ能谱分析方法1 范围本标准规定了高纯锗（HPGe）γ能谱仪测定空气中γ放射性核素组成及其活度浓度的方法，Ge（Li）探测器和碘化钠探测器可参照本标准执行。
本标准适用于空气中放射性核素的γ能谱分析。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 11713—2015 高纯锗γ能谱分析通用方法GB/T 11743—2013 土壤中放射性核素的γ能谱分析方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1气溶胶 aerosol固体或液体微粒物质在空气或其他气体介质中形成的气体分散体系。
含有放射性核素的气溶胶称为放射性气溶胶。
3.2空气取样器 air sampler利用抽吸的方法把气溶胶微粒或气态碘等收集或阻留在过滤介质上的装置。
3.3呼吸带 breathing zone操作人员的口腔和鼻孔附近的区域。
操作人员在完成规定任务的过程中，该处的空气经口和鼻吸入人体。
3.4个人空气取样器 personal air sampler工作人员个人佩带的空气取样器，用以得到有代表性的呼吸带的空气样品。
4 材料与设备4.1 空气采样系统空气采样系统主要包括空气取样器、流量测量与控制装置和抽气动力。
4.2 过滤介质应根据取样目的和采集对象，选用合适的过滤介质。
过滤介质的有效采样面积应与空气取样器采样窗面积相符。
本文件推荐常用的三种用途的过滤介质：a）超细玻璃纤维滤纸：用于采集气溶胶微粒；b）活性炭滤纸：用于采集气态元素态碘和气溶胶微粒；c）活性炭滤筒：用于采集气态有机碘化物。
4.3 流量测量与控制装置流量测量与控制装置宜具有即时流量显示、流量调节和采集体积累积等功能，流量测量装置应经法定计量单位标定，精度应好于5%。
4.4 抽气动力抽气动力应与流量控制装置联动实现流量调节和维持流量恒定功能。
克量粉末样品中低比活度放射性核素的γ能谱分析
第33卷第5期核技术V ol.33,No.52010年5月NUCLEAR TECHNIQUES May 2010——————————————第一作者：张佳媚，女，1965年出生，2006年于西北核技术研究所获博士学位，副研究员，核技术及应用专业收稿日期：2009-08-19，修回日期：2009-11-12克量粉末样品中低比活度放射性核素的γ能谱分析张佳媚倪建忠何小兵凡金龙(西北核技术研究所西安710024)摘要报道了缺少小直径圆盘状体标准源条件下，快速简便地测定固体粉末样品中多种人工放射性核素比活度的γ能谱分析方法。
取1g 左右样品，装在特制的塑料盒中，形成Φ26mm ×3mm 的小圆盘状。
由于样品的比活度较低，采用低源距(1cm ，记为H 1)测量。
由于没有与样品圆盒相同形式的体标准源，利用直径26mm 的60Co 平面标准源在高源距(25cm ，记为H 25)测定若干放射性核素平面源的活度及峰效率，再测定H 1的平面源峰效率。
然后源距在H 1基础上逐次增加1mm 以测量平面源的峰效率，拟合峰效率随距离变化的函数，模拟得到厚度为3mm 圆盘体标准源的峰效率。
最终测定了样品比活度(包含自吸收校正)。
与样品中两种核素的放化分析结果比对，测定结果偏差≤4%。
关键词放射性核素，γ能谱分析，γ射线全吸收峰探测效率中图分类号R144,TL817.2对于固体粉末样品中多个人工放射性核素的比活度测定，因样品数目较多，放射性强度较弱，为避免放化分离引起样品损失及化学回收率测定等操作，拟直接对固体样品采用γ能谱分析法。
人工放射性核素为241Am 、155Eu 、152Eu 、125Sb 、137Cs 、60Co 和239Pu 等，发射的γ射线能量从几十keV 至1MeV 以上，γ能谱各能区均有特征能峰。
核素比活度均较低(多数估计在每g 几十Bq 至几百Bq)，样品量为1g 左右。
为提高能峰计数率，样品源盒采取低源距测量，增加测量时间以降低峰计数的不确定度，还需准确刻度HPGe 探测器对小直径圆盘体源的探测效率，但是实验中并无与样品源相同形状的固体标准源，本工作通过测定平面源在不同源距的探测效率，拟合计算后模拟取得与样品源相同形状的体标准源的探测效率，由此测定的样品比活度与放化分离分析比对结果显示，本方法可行、结果可靠。
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。
土壤中放射性核素的γ能谱分析方法
土壤中放射性核素的γ能谱分析方法1 主题内容与适用范围本标准规定了使用高分辨半导体或NaI(Tl)γ能谱分析土壤中天然或人工放射性核素比活度的常规方法。
本标准适用于在实验室用γ谱仪分析土壤中放射性核素的比活度。
待测样品的计数率小于105pm，活度应高于谱仪的探测限。
2 术语2.1 半宽度 full width at half maximum在仅由单峰构成的分布曲线上峰高一半处两点间以能量或道数为单位的距离。
2.2 能量分辨率 energy resolution对于某一给定的能量，辐射谱仪能分辨的两个粒子能量之间的最小相对差值的量度。
在一般应用中，能量分辨率是用谱仪对单能粒子测得的能量分布曲线中峰的半高宽除以峰位所对应的能量来表示。
2.3 本底计数率 background count rate在γ能谱中，除样品的放射性外，其他因素引起的计数率。
2.4 探测限 lower limit of detection在给定的置信度下，谱仪可以探测的最低活度。
2.5 探测器效率 detector efficiency探测器测到的粒子数与在同一时间间隔内射到探测器上的该种粒子数的比值。
2.6 探测效率 detection effiCiency在一定的探测条件下，测到的粒子数与在同一时间间隔内辐射源发射出的该种粒子总数的比值。
3 仪器装置3.1 γ谱仪 3.1.1 探测器3.1.1.1 碘化钠探测器〔NaI(Tl)〕：可用尺寸不小于7.5cm×7.5cm的圆柱形NaI(Tl)探测器测量土壤样品。
最好选用低钾NaI(Tl)晶体和低噪音光电倍增管。
整个晶体密封于有透光窗的密封容器中，晶体与光电倍增管形成光耦合。
探测器对137Cs的661.6KeV光峰的分辨率应小于9%。
3.1.1.2 半导体探测器：可根据γ射线能量范围采用不同材料和不同类型的半导体探测器。
测量土壤样品最好采用单端同轴锗锂或高纯锗探测器，其对60Co1332.5KeVγ射线的能量分辨率应小于3keV，相对探测效率不低于15%。