γ射线能谱测量
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87%
组 为定标数据.
2.定标:我们测的定标数据为第十组 根据后边的理论知识,我们可以算得 3 号峰的能量值为 E=0.184MeV. 而一号和三号峰之间的道址差 n=706-232=474
每一个道址的能量
E 0.662MeV-0.184MeV 0.001008MeV 474
3.探索放大器电压和放大倍数对能谱图影响: 一开始我们想根据能谱占总道址的百分比来计算,但是其中几组数据都超
由数据表可知: 1.放大器倍数越大,能谱图越长.放大器电压越大,能谱图越长. 2.计数随着放大器倍数增加而减少.是由于放大器倍数越大,能谱图越长,而单位 时间内放射源释放出来的粒子数不变,因此计数随着放大器倍数增加而减少. 3.计数随着放大器电压增大而减小.
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.
6 82 23339 167 19470 499 14402
8 98 18755 202 15392 607 11319
4 88 21312 178 17752 538 13097
6 116 15536 236 12520 727 9152
8 138 12137 284 9847 892 7075
4 108 16696 224 13721 672 10068
实验结果： 1.实验中我们一共测了 10 组数据,时间均为 600s,如下图
γ射线能谱测量表
t=600s
放大器 Hale Waihona Puke Baidu况
电压 (V)
倍数
4号峰区 道址
域
计数
3号峰区 道址
域
计数
1号峰区 道址
域
计数
脉冲占总道址百
分比
900 900 900 950 951 950 980 980 980
4 64 31398 127 26966 372 20121
最后是电子对效应，其是指γ射线光子在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。这种效应只有在γ射线能 量大于 1.022MeV 时才会发生，并且能量越大效应越显著。
综上所述，当γ射线能量较小时发生光电效应，当能量大与 1MeV 是康普顿 效应占优，电子对效应只有在能量大于 1.022MeV 时才会发生，并且能量越大效 应越显著。
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。
参考文献：
唐朝群编 近代物理实验 华中科技大学物理系,2011 年 褚圣麟编 原子物理学 高等教育出版社
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
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。通过分析γ能谱可以确定原子核 激发态的能级，对放射性分析、同位素应用及鉴定核素等方面都有重要的意义。 本实验采用闪烁探测器和多道脉冲分析器对γ射线的能量分布谱进行测量． 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”，
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。
经过闪烁探测器后得到的电信号为电压脉冲信号，其幅值与入射的γ射线的 能量成正比，线号脉冲的个数正比于γ射线的强度。接收电信号的仪器可以分为 单道和多道脉冲分析器，其功能是通过测量不同幅值电压脉冲信号的脉冲个数来 画出入射γ射线能量与强度的关系。
单道分析器有一个下甄别电压V1 和一个上甄别电压V2 ，只有当脉冲幅值在 V1 V2 之间的信号才能通过，这样就可以测量出信号幅值在V1 V2 之间的个数， 通过改变V1 并保持V1 V2 不变，就可以测量出不同幅值所对应的个数，即为γ射
康普顿效应是指入射γ射线光子与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。
过 100%,为估算数据,因此改用 3,4 峰道址差作为参考数据. 根据计算,我们得到下图
γ射线能谱 3,4 峰道址差随放大器电压,放大倍数变化表
4
6
8
900
63
85
104
950
90
120
146
980
116
155
200
根据表做图得到下面两个图:
我们可以看出: <1>.放大器倍数对能谱图的影响是线性的.放大器倍数越大,能谱图越
实验细节：
实验所用的仪器有：放射源，γ闪烁探测器，高压电源，放大器，微机 多道分析器．
实验步骤有： １测量系统准备。检查系统，预热系统设备，了解仪器操作。 ２.γ射线能谱测量。使用仪器观察γ射线能谱,选择合适的放大器电 压和放大倍数,测量γ射线能谱图. ３.谱仪的能量标定。 ４.谱仪能量分辨率计算。
线的能量与强度的关系。 多道分析器是多个单道分析器构成的，其通过给不同道数的单道以不同的下
甄别电压V1 ，从而一次性的测出整个能谱图，其中道数正比于下甄别电压V1 ，进 而正比于γ射线的能量。实验所得的能谱下图所示：
γ射线与物质相互作用有三种效应：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。
γ射线在与物质相互作用的时候可能产生三种效应：光电效应、康普顿效应 和电子对效应，这三种效应会产生次级电子，γ闪烁探测器就是利用这些次级电 子激发电离闪烁体分子，当闪烁分子退激发时会放出大量的光子，并照射在光阴 极上产生光电子，这些光电子经过倍增管放大而产生可探测的电信号并通过电子 仪器的记录得到γ射线能谱，具体结构图如下：
6 135 12159 290 9913 884 7174
8 167 9905 367 7905 不可见 不可见
45% 60% 72% 65% 85% 108% 78% 104% 140%
注:前面 9 组数据为探索放大器电压和放大倍数对γ射线曲线的影响.最后一
950
6 112 16151 232 13154 706 9623
组 为定标数据.
2.定标:我们测的定标数据为第十组 根据后边的理论知识,我们可以算得 3 号峰的能量值为 E=0.184MeV. 而一号和三号峰之间的道址差 n=706-232=474
每一个道址的能量
E 0.662MeV-0.184MeV 0.001008MeV 474
3.探索放大器电压和放大倍数对能谱图影响: 一开始我们想根据能谱占总道址的百分比来计算,但是其中几组数据都超
由数据表可知: 1.放大器倍数越大,能谱图越长.放大器电压越大,能谱图越长. 2.计数随着放大器倍数增加而减少.是由于放大器倍数越大,能谱图越长,而单位 时间内放射源释放出来的粒子数不变,因此计数随着放大器倍数增加而减少. 3.计数随着放大器电压增大而减小.
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.
6 82 23339 167 19470 499 14402
8 98 18755 202 15392 607 11319
4 88 21312 178 17752 538 13097
6 116 15536 236 12520 727 9152
8 138 12137 284 9847 892 7075
4 108 16696 224 13721 672 10068
实验结果： 1.实验中我们一共测了 10 组数据,时间均为 600s,如下图
γ射线能谱测量表
t=600s
放大器 Hale Waihona Puke Baidu况
电压 (V)
倍数
4号峰区 道址
域
计数
3号峰区 道址
域
计数
1号峰区 道址
域
计数
脉冲占总道址百
分比
900 900 900 950 951 950 980 980 980
4 64 31398 127 26966 372 20121
最后是电子对效应，其是指γ射线光子在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。这种效应只有在γ射线能 量大于 1.022MeV 时才会发生，并且能量越大效应越显著。
综上所述，当γ射线能量较小时发生光电效应，当能量大与 1MeV 是康普顿 效应占优，电子对效应只有在能量大于 1.022MeV 时才会发生，并且能量越大效 应越显著。
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。
参考文献：
唐朝群编 近代物理实验 华中科技大学物理系,2011 年 褚圣麟编 原子物理学 高等教育出版社
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
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。通过分析γ能谱可以确定原子核 激发态的能级，对放射性分析、同位素应用及鉴定核素等方面都有重要的意义。 本实验采用闪烁探测器和多道脉冲分析器对γ射线的能量分布谱进行测量． 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”，
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。
经过闪烁探测器后得到的电信号为电压脉冲信号，其幅值与入射的γ射线的 能量成正比，线号脉冲的个数正比于γ射线的强度。接收电信号的仪器可以分为 单道和多道脉冲分析器，其功能是通过测量不同幅值电压脉冲信号的脉冲个数来 画出入射γ射线能量与强度的关系。
单道分析器有一个下甄别电压V1 和一个上甄别电压V2 ，只有当脉冲幅值在 V1 V2 之间的信号才能通过，这样就可以测量出信号幅值在V1 V2 之间的个数， 通过改变V1 并保持V1 V2 不变，就可以测量出不同幅值所对应的个数，即为γ射
康普顿效应是指入射γ射线光子与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。
过 100%,为估算数据,因此改用 3,4 峰道址差作为参考数据. 根据计算,我们得到下图
γ射线能谱 3,4 峰道址差随放大器电压,放大倍数变化表
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根据表做图得到下面两个图:
我们可以看出: <1>.放大器倍数对能谱图的影响是线性的.放大器倍数越大,能谱图越
实验细节：
实验所用的仪器有：放射源，γ闪烁探测器，高压电源，放大器，微机 多道分析器．
实验步骤有： １测量系统准备。检查系统，预热系统设备，了解仪器操作。 ２.γ射线能谱测量。使用仪器观察γ射线能谱,选择合适的放大器电 压和放大倍数,测量γ射线能谱图. ３.谱仪的能量标定。 ４.谱仪能量分辨率计算。
线的能量与强度的关系。 多道分析器是多个单道分析器构成的，其通过给不同道数的单道以不同的下
甄别电压V1 ，从而一次性的测出整个能谱图，其中道数正比于下甄别电压V1 ，进 而正比于γ射线的能量。实验所得的能谱下图所示：
γ射线与物质相互作用有三种效应：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。
γ射线在与物质相互作用的时候可能产生三种效应：光电效应、康普顿效应 和电子对效应，这三种效应会产生次级电子，γ闪烁探测器就是利用这些次级电 子激发电离闪烁体分子，当闪烁分子退激发时会放出大量的光子，并照射在光阴 极上产生光电子，这些光电子经过倍增管放大而产生可探测的电信号并通过电子 仪器的记录得到γ射线能谱，具体结构图如下：
6 135 12159 290 9913 884 7174
8 167 9905 367 7905 不可见 不可见
45% 60% 72% 65% 85% 108% 78% 104% 140%
注:前面 9 组数据为探索放大器电压和放大倍数对γ射线曲线的影响.最后一
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