實驗題目：《閃爍γ能譜測量》
一、 實驗目的
1加深對γ射線和物質相互作用的理解。
2.掌握nai(tl)γ譜儀的原理及使用方法。
3.學會測量分析γ能譜。
4.學會測定γ譜儀的刻度曲線.。
二、實驗儀器
cs放射源 co放射源 fh1901型nai閃爍譜儀 sr-28雙蹤示波器
三、 實驗原理
1. γ射線與物質相互作用
γ射線與物質相互作用主要有光電效應、康普頓散射及電子對效應。
1） 光電效應：在光電效應中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗於光電子脫離原子束縛所需的電離能，另一部分就作為光電子的動能。所以，釋放出來的光電子能量和該束縛電子所處的電子殼層的結合能之差。
因此，（需要原子核參加）
2） 康普頓散射：康普頓散射是γ光子與原子外層電子相互作用的結果。反衝電子的動能為：
即使入射γ光子的能量是單一的，反衝電子的能量卻是隨散射角連續變化的。
3） 電子對效應：電子對效應是γ光子從原子核旁經過時，在原子核的庫倫場作用下，γ光子轉化為乙個正電子和乙個負電子的過程。根據能量守恆定律，只有當入射光子的能量hν大於，即hν〉1.
02mev時，才能發生電子對效應。（與光電效應相似，需要原子核參加）
2． nai（tl）γ能譜儀介紹
1）閃爍譜儀裝置示意圖
閃爍晶體
不漏光暗盒
2）閃爍譜儀的工作原理
射線次級電子螢光
γ放射源與閃爍體發閃爍體受光陰極吸收
生三種作用激輻射
光電子電脈衝
定標器記錄分析器分析放大器放大各打拿極逐級放大
3)能譜分析（以為例）
全能峰是γ光子與閃爍體發生光電效應產生的，直接反映了γ射線的能量；康普頓坪是由康普頓效應貢獻的；逸出的γ射線與閃爍體周圍的物質發生康普頓散射，反散射光子進入閃爍體發生光電效應形成反散射峰。
4） 譜儀的能量解析度和能量刻度曲線
閃爍單晶γ譜儀最主要的指標是能量解析度和線性。
a.能量解析度
閃爍譜儀的能量解析度取決於閃爍體、光電倍增管、電子學線路的選擇與配合。由於現在電子學線路技術的提高，解析度主要取決於閃爍體的分辨本領。
b.能量線性
能量線性是指譜儀的輸出脈衝幅度與帶電粒子能量之間是否有線性關係。由於nai(tl)單晶對於能量在100kev到1300kev是近似線性的，譜儀的能量線性主要取決於譜儀的工作情況。利用兩種能量確定的放射源就可以做出能量刻度曲線。
四、 實驗內容
1. 連線儀器，檢查線路確認無誤後開低壓電源預熱，將放射源放在托盤上，加高壓用脈衝示波器觀察探頭工作狀態。得到負脈衝表明探頭以開始工作
2. 調節放大器的放大倍數和時間常數，用示波器觀察放大器輸出波形，使放大器輸出脈衝幅度為8v左右，且使輸出波形盡量與探頭輸出波形相似。
3. 把單道道寬設定為0.1v，微積分開關置於微分位置，調節單道閾值，粗測譜形，以確認光電峰在8v左右（即確認整個波形是否落在單道分析器的可調範圍內）。
4. 精測能譜，單道道寬置於0.1v不動，逐漸改變單道閾值，每隔0.1v測一次計數，確定測量時間為30s。作出的γ能譜並求出譜儀的能量解析度。
5. 放上源，改變放大倍數和高壓，使的1.33mev的光電峰脈衝在8v左右，依次測出和的 γ光電峰，做出譜儀的能量刻度曲線。
五．實驗資料記錄與處理
1．的能譜測量
2. 譜儀的能量解析度
由圖可求出能量解析度
3．能量刻度曲線
的光電峰測量資料
的光電峰測量資料
由上面資料畫出能量刻度曲線
由圖得到能量線性關係
六、 實驗結論與分析
1. 實驗測得的能譜圖，在射線峰和反散射峰附近有多處峰值，自己無法區分，可能是由於在附近的影響，能譜出現波動。
2. 通過資料所得能量解析度可知，實驗所用譜儀的能量解析度比較好，約為6.97%。
3. 由資料所得譜儀的能量刻度曲線，說明該譜儀具有良好的能量線性關係。
七、 注意事項
1、 實驗調節高壓，觀察探頭波形時要適度調節，依照實驗書中所示波形圖，保證探頭正常工作。
2、 實驗中欲得到較理想的刻度曲線，還需注意放大器及單道分析器甄別閾的線性，進行必要的檢查調整；進行未知γ能量的測量時，必須保持其測量條件與能量刻度時的相同，若測量條件有較大變化時，應重新刻度。
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