第八章辐射测量方法 辐射测量原理课件

实测多采用多道脉冲幅度分析器，给出：
yxi(计数 )～ x率 i(道)址
18
2) 谱仪的能量刻度和能量刻度曲线
探测器输出脉冲幅度 h 与入射粒子能量E一般 具有线性关系，若输出脉冲幅度与入射粒子能 量具有良好的线性关系。则有：
EK1hK2 而脉冲幅度分析器具有良好的线性， x h
所以： E(x)GxE0
第八章 辐射测量方法
1
相同条件：
①源的活性区面积. ②源的组成成分. ③源发射的射线种类和能量. ④源的承托物材料及厚度. ⑤源到探测器的距离. ⑥测量仪器设备及其使用环境条件等都相同.
4
绝对法测量：用测量装置直接测量 放射性核素的衰变数；
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。
(2) 对电流工作状态：灵敏度
信号电流(或电压)值 入射粒子流强度
A(V)/单位照射 量
有关因素：入射粒子的种类与能量；探测
器的种类、运行状况、几何尺寸；电子仪器的
状态（如甄别阈的大小）等。
10
5) 分辨时间修正因子(f)
f
n 1n
m
式中n 为实际测量到的计数率，m为真计
数率，为计数装置的分辨时间。
以金硅面垒半导体探测器为例。
E E12E2 2E3 2
210Po的E＝5.3MeV，E＝15.8KeV
1.5 82.9 81 030.3%
5300
21
2) 能谱仪的能量刻度
在测得输出脉冲幅度谱后，必须进行能量 刻度，才能确定粒子的能量。借助一组已知 能量的源进行能量刻度，得到一条能量刻度 曲线。根据脉冲幅度分布的中心位置道址求出 粒子的能量。
屏蔽和结构材料对谱的影响：散射及反散射 峰；湮没峰；特征X射线；轫致辐射。 24
3) 能量特征峰
从单能射线能谱中可以看出，全能峰、单逃 逸峰、双逃逸峰的峰位所对应的能量与射线的 能量都有确定的对应关系，称为特征峰。即：
全能峰 Ef E 单逃逸峰 Es E 51K1eV 双逃逸峰 Ed E 102K2eV
质所散射，对测量造成影响。
散射对测量结果的影响有两类：
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，使计数 率减少。
反向散射 使原本不射向探测器的射线经 散射后进入灵敏区，使计数率wk.baidu.com增加。
9
4) 探测器的本征探测效率或灵敏度
(1) 对脉冲工作状态：本征探测效率
单 位 时 测间 到内 的进 脉积 入 冲的 灵 计粒 敏 数子 体 率 10数 ％ 0
6) 本底计数率（nb）
n0 ns nb
11
8.1.3、对、放射性样品活度的测量方法
1) 小立体角法 A ns nb
T
其中：Tfgfafbf
对于薄放射性样品，10% 0 fa 1 fb 1
对于厚放射性样品和放射性样品的测 量需考虑各种修正因子。
修正因子多，测量误差大，达5％～10％
12
13
2) 4计数法 将源移到计数管内部，使计数管对源所
张立体角为4，减小了散射、吸收和几何 位置的影响。测量误差小，可好于1％。
流气式4正比计数器；(适用于固态放射 源)
内充气正比计数器和液体闪烁计数器； (适用于14C、3H等低能放射性测量，将 14C、3H混于工作介质中)
14
15
8.1.4、射线强度的测量
5
• 一组可用于各种活度测量的探测器（各 探测器本征探测效率已知）；
• 一套完整的电子学系统（放大器、甄别 器，多道分析器等）；
• 一套齐全的辅助材料（屏蔽材料、支撑 材料，抽真空系统，卷尺等）
• 一个活度未知的单能辐射源（单能源为 各向同性的点源） ；
• 问：如何测未知单能源的活度？
6
8.1.2、绝对测量中影响活度测量的几个因素 1) 几何因子 （fg）
射线强度的测量包括辐射场测量和 射线放射源活度的测量。同样可以用相对 测量法和绝对测量法测量。
如能获得能谱，可利用谱的全能峰面 积来确定源活度， 对于 射线同位素放射
源绝对测量常用源峰效率 sp
得到源活度： A ns nb
sp
16
8.2 能谱与最大能量的测定
8.2.1. 能量的测量 凡是辐射粒子的能量测量，探测器都
点源:
fg4 4 1 0 02 sid n 1 2(1 c o 0)s
7
2) 吸收因子 (fa) 射线从产生到入射到探测器的灵敏体
积所经过的吸收层为： 样品材料本身的吸收(样品的自吸收)； 样品和探测器之间空气的吸收； 探测器窗的吸收。
8
3) 散射因子 (fb) 放射性样品发射的射线可被其周围介
23
8.3 射线能谱的测定
8.3.1. 单能能谱的分析 1) 单晶谱仪
常用NaI(Tl)，CsI(Tl)，Ge(Li)，HPGe等探测器
2) 单能射线的能谱
主过程：全能峰——光电效应＋所有的累 计效应；康普顿平台、边沿及多次康普顿散 射；单、双逃逸峰。
其他过程：和峰效应；I(或Ge)逃逸峰；边缘 效应(次电子能量未完全损失在灵敏体积内)。
3) 探测器的选择
对于粒子能谱的测量，要考虑到粒子与 物质相互作用的特点，并尽量选择能量分辨率 较好及使用较方便的探测器。
金硅面垒半导体探测器；屏栅电离室；带 窗的正比计数器等。
22
8.2.3. 能谱的测定
由于能谱是连续谱，仅存在Emax，给测量 带来困难。
用吸收法测得粒子的最大射程，再根据经 验公式求得其最大能量。对衰变伴有射线发 射的样品，一般都通过能谱的测量来确定核素 的含量。
必须工作于脉冲工作状态(电压脉冲工作 状态或电流脉冲工作状态均可)。在电压 工作状态时，脉冲幅度：
h Ne C0
N 为入射粒子在探测器灵敏体积内产 生的信息载流子的数目。
17
1) 能谱
能谱的定义：能谱就是 dN /dE ~E的直方图。 但实验直接测得的是脉冲幅度谱，即 dN/dh~h 式中dN代表脉冲幅度落在h~h+dh的脉冲数， dN/dh表示输出脉冲幅度为h的单位幅度间隔 内的脉冲数。
增益，单位 为[KeV/ch]
零道址对应的粒子 能量，称为零截
19
E与x的函数关系E(x)，称为能谱仪的能量刻度 曲线。借助于一组已知能量的辐射源进行能量 刻度，而得到一条能量刻度曲线。横坐标为道 址x，纵坐标为入射粒子的能量E。
E
G
E1
E2
E3
x
E0
x3
x2
x1
20
8.2.2. 能谱的测定 1) 能量分辨率