闪烁谱仪测γ射线能谱(牛雷)

实验题目: 用闪烁谱仪测γ射线能谱 4+ 实验目的: 本实验的目的是学习用闪烁谱仪测量

γ射线能谱的方法，要求掌握闪烁谱仪

的工作原理和实验方法，学会谱仪的能量标定方法，并测量γ射线的能谱。

实验原理: 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。

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。 闪烁γ能谱仪可测得γ能谱的形状，图2.2.1-6所示是典型

Cs 137

的γ射线能谱

图。图的纵轴代表单位时间内的脉冲数目即射线强度，横轴代表脉冲幅度即反映粒子的能量值。

从能谱图上看，有几个较为明显的峰，光电峰e E ，又称全能峰，其能量就对

应γ射线的能量γE 。这是由于γ射线进入闪烁体后，由于光电效应产生光电子，能量关系见式（1），如果闪烁体大小合适，光电子停留在其中，可使光电子的全部能量被闪烁体吸收。光电子逸出原子会留下空位，必然有外壳层上的电子跃入填充，同时放出能量i z B E =的X 射线，一般来说，闪烁体对低能Ｘ射线有很强的吸收作用，这样闪烁体就吸收了z e E E +的全部能量，所以光电峰的能量就代表γ射线的能量，对

Cs 137

，此能量为0.661Ｍe Ｖ。C E 即为康普

顿边界，对应反冲电子的最大能量。

数据处理:

1)测量Cs 137的γ能谱光电峰位置与线性放大器放大倍数间的关系

Y A x i s T i t l e

X Axis Title

X:放大倍数 Y:道址

由图知

Cs 137

的γ能谱光电峰位置与线性放大器放大倍数间有线性关系,斜率为9.77333 2) 测量

Cs 137

和Co 60放射源的γ射线能谱，用已知的光电峰能量值来标定谱仪的

能量刻度，然后计算未知光电峰的能量值。

Cs 0.184Mev

Cs 0.661Mev

由上两图数据知

0.6610.184

453.4118.2

e MeV

-

=

-

=0.001423MeV

则此道址对应能量为E=816.0e=816.0×0.001423MeV=1.161MeV

则此道址对应能量为E=929.4e=929.4×0.001423MeV=1.323MeV

实验结论:

137的γ能谱光电峰位置与线性放大器放大倍数间成线性关系

1. Cs

60源的γ射线能量分别为1.161MeV和1.323MeV

2. Co

思考题:

137和用闪烁谱仪测量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Cs 60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可否改变？

Co

60的光电峰不会逸出道址范围,能充答:选择电压561.0V,增益1.80为工作条件,这样Co

分利用多道址分析器的道址而保证能量分辨率.

在测量过程中工作条件绝对不能改变,改变后道址与能量的线性关系就不一样了,即能

量刻度e不同,这样根据Cs测出的e就不能用来与Co比较了.

PB04210263

牛雷

实验内容不全

实验报告题目下面要署名