4核辐射测量方法-(硕).

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本底来源
宇宙射线是由太空进入地球大气的一些粒子及其 次级产物组成的。 前者称为初级宇宙射线，例如能量大于10MeV的 质子、少量α粒子、各种原子核。 后者称为次级宇宙射线，主要是初级宇宙射线与 大气中的原子核相互作用产生的μ介子、电子、 光子、高能中子及质子。
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样品材料本身的吸收(自吸收)
样品和探测器之间空气层的吸收
探测器窗的吸收
I I0ex
f f f f
a
a自 a空气 a窗
自吸收吸收因子
e fa
I I0
x _ mm
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散射因子
放射性样品发射的射线可被其周围介质所散射， 对测量造成影响 散射对测量的影响有两类：正向散射和反向散射 正向散射使射向探测器灵敏区的射线偏离而不能 进入灵敏区，这种散射使计数率减少 反向散射使原来不该射向探测器的射线经散射后 进入灵敏区，这种散射使计数率增加
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分辨时间校正
时间修正因子
f
n m
1 n
n 为有分辨时间实际测量到的计数率
m为没有分辨时间损失的计数率
τ为测量装置的分辨时间
m n mn
计数装置实际测得的计数率要比真正进入探测器 内的计数率要小
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时间分辨率（time resolusion)
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放射性样品的活度测量
相对法测量和绝对法测量
相对法测量：需要一个已知活度A0标准源，在同 样条件下测量标准源和被测样品的计数率 n0、n，
根据计数率与活度成正比，可求出样品的活度：
A＝A0n/n0
相对法测量简便，但条件苛刻：必须有一个与被 测样品相同的已知活度的标准源，且测量条件必 须相同
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分辨时间（resolving time)
分辨时间：两个相继出现而仍能被分辨的脉冲或 电离事件之间的最小时间间隔 探测器、计数器、脉冲幅度分析器等均有一定的 分辨时间 在分辨时间内无法记录进入探测器的第二个粒子
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死时间
几乎在所有的探测系统中，都存在一个最小时限， 两个事件之间的时间间隔大于此时限才能被分辨 开而记录为两个单独的脉冲，这个最小的时限通 常称为探测系统的死时间。 死时间可能由探测器本身的过程所决定，也可能 由电子学线路所决定。由于放射性衰变的随机性， 将会造成真事件的丢失
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本底来源
周围环境的放射性核素 • 测量装置周围环境中的放射性核素主要有40K、238U和
单位时间间Leabharlann Baidu内的核衰变通常称为衰变率。因此
活度也即放射性核素在某时刻的衰变率的期望值
放射性活度国际单位为贝克勒尔简称Bq(贝克) 1Bq=1衰变/s
1MBq=103kBq=106Bq
1950年，国际规定一个放射源每一秒钟有 3.7×1010次核衰变定义为一个居里：
1Ci= 3.7×1010 Bq
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点源对圆盘探测器的几何效率
2R
H
探测器
θ0
源
fg
4
1
4
0 0
2
sin d
1 2
(1 cos0 )
f g
1
4
tg 1R / H
2 sind
o
1 (1 2
H) R2 H 2
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本征效率
本征探测效率就是进入探测器灵敏体积的一个入
射粒子产生一个脉冲的几率
核辐射测量方法
上海交通大学 张继革 副研究员
2016年3月21日
核辐射测量任务
放射性活度的测量 辐射场量的测量：辐射注量(率) 辐射粒子能量或能谱测量 辐射剂量的测量 位置的测量(辐射成像) 有关时间的量：半衰期或寿命等 粒子鉴别等
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放射性活度
放射性活度的严格定义：处于特定能态的一定量 放射性核素在给定时刻的活度A是dN除以dt，是该 能态发生自发衰变或核跃迁数的期望值
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本底计数（background count)
在放射性测量中，狭义的本底计数是指没有被测 样品时测量装置显示出的计数，而把样品中干扰 放射性产生的计数称为干扰计数。 总的本底计数＝无被测样品时计数+干扰计数 放射性样品的净计数率为测得的计数率减去本底 计数率
n（0 净计数） n（s 测量值）- n（b 本底）
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与放射性活度有关的概念
发射率：是指放射性样品在单位时间内平均发射 某种射线的粒子数 比放射性活度(比活度)：放射性样品中某种放射 性核素的活度与样品质量(或体积)之比，即单位 质量(或体积)的放射性样品内核素的活度。其单 位是kBq·g-1，MBq·g-1， Bq·l-1，kBq·l-1等 一般探测装置对放射性样品进行活度测量时，得 到的是单位时间内纪录的脉冲数，即计数率
测到的脉冲计数率 单位时间内进入灵敏体积的粒子数
100％
探测器本征效率的最大值为1，其数值与探测器 种类、运行状况和几何尺寸有关、与入射粒子的 种类和能量、探测器窗厚度有关，还与电子记录 仪的工作状况有关
粒子以平行束入射和以锥形束入射的探测效率是 有差别的
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吸收因子
放射性样品发射的射线，在达到探测器之前，一 般要经过三种吸收层：
时间分辨率：表示脉冲探测器区分两个相继入射 粒子能力的一个量
它通常用探测器输出信号延迟时间分布谱峰的半 高宽度来确定
经常利用放射源同时发出两个射线来测量探测器 的时间分辨率。
例如：电子对湮灭时产生两个0.511ＭeV的γ射 线，一个射线给出标准时间信号，另一个给出探 测器的输出信号，通过测量输出信号对标准时间 信号的延迟时间，得到时间分布谱及时间分辨率。
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绝对测量法复杂，需要考虑很多影响测量的因素， 但绝对测量法是活度测量的基本方法
绝对测量中影响活度测量的几个因素 • 几何因素 • 探测器的本征探测效率 • 吸收因素 • 散射因素 • 分辨时间 • 本底计数
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几何因素
对于一般探测器，放射性样品都是放在探测器外 面进行测量的，因此射入探测器灵敏体积的粒子 数只是发射率的一部分。一般用几何因子fg来进 行校正 fg的定义是每秒到达探测器灵敏体积的粒子数目 与样品每秒发射的粒子数目之比 几何因子的校正对点源易于计算，对非点源或扩 散源可用数值积分方法计算