09904047 周寧
[實驗裝置]
nai（t1）閃爍譜儀（fh1901型）一套，脈衝示波器（sbt-5型）一台，γ源和γ源各乙個。
[實驗原理]
一、 γ射線與物質的相互作用
1．光電效應入射γ粒子把能量全部轉移給原子中的束縛電子，而把束縛電子打出來形成光電子。由於束縛電子的電離能一般小於γ射線的能量。所以：
光電效應的截面隨入射γ射線能量的增加而減小。
2．康普頓散射核外自由電子與入射γ射線發生康普頓散射。根據動量守恆的要求，散射和入射只能發生在乙個平面內。反衝康普頓電子的動能為：
康普頓散射後散射光子能量與散射角的關係為：
其中 康普頓電子的能量在0至之間變化。
3．正、負電子對的產生當γ射線能量超過（1.022mev）以後，γ光子受原子核或電子的庫侖場的作用可能轉化成正、負電子對。入射γ射線的能量越大，產生正、負電子對的截面也越大。
在物質中正電子的壽命是很短的，當它在物質中消耗盡自己的動能時，便同物質原子中的軌道電子發生湮沒反應而變成一對能量各為0.511mev的γ光子。
二、 儀器結構與工作原理
1 反射層 2 閃爍體 3 矽油 4光電倍增管 5 射極跟隨器
6 高壓電源 7 線性放大器 8 單道分析器 9 定標器 10 示波器
帶電粒子通過閃爍體時，將引起大量的分子或原子的激發和電離，這些受激的分子或原子由激發臺回到基態時就放出光子；不帶電的γ射線先在閃爍體內產生光電子、康普頓電子及正、負電子對，然後這些電子使閃爍體內的分子或原子激發和電離而發光。中子的探測，則是利用中子引起的核反應所產生的帶電粒子，或中子與核碰撞時產生的反衝核，這些帶電粒子和反衝核在閃爍體內引起發光。光陰極上打出的電子在光電倍增管中倍增出大量電子，最後為陽極所接收形成電壓脈衝。
每產生乙個電壓脈衝就表示有乙個粒子進入探測器。由於電壓脈衝幅度的大小與粒子在閃爍體內消耗掉的能量及產生的光強成正比，所以根據脈衝幅度可以確定入射粒子的能量。利用脈衝幅度分析器和定標器可以測定入射射線的能譜。
三、 儀器效能
1. 閃爍體
a. 對入射粒子的阻止本領 10%
b. 光能輸出額
c. 發光的衰減時間
d. 響應匹配
2. 光電倍增管
a. 光陰極的光譜響應
b. 陽極靈敏度
c. 暗電流與本底脈衝
d. 光電倍增管的時間特性
3. 能量解析度
4. 時間分辨本領
四、 閃爍探測器對單能γ射線的響應
的γ譜的全能峰是比較典型和突出的，因此通常用它作為標準源，一方面用來檢驗γ譜儀的能量解析度，另一方面作為粒子能量測量的相對標準。
五、 nai（t1）閃爍譜儀的能量線性關係及其檢驗
對於理想的閃爍譜儀，脈衝幅度與能量之間應當呈線性關係。對於實際的nai（t1）閃爍譜儀，γ射線能量在100kev到1.3mev區域內是近似線性的，只是在γ射線能量特別低或特別高時才出現非線性。
實驗上對於能量線性關係的檢驗，通常使用已知能量的一組標準源，測量相應的全能峰處的脈衝幅度，建立曲線。也稱能量刻度曲線。典型的能量刻度曲線為一不通過原點的直線，即
其中為全能峰峰位，g為增益，為直線截距。
[實驗內容]
1． 用示波器觀察γ源**性放大器的輸入與輸出端所形成的脈衝。調整工作條件，達到在不破壞線性條件下譜儀解析度為最佳的工作狀態。
2． 調節線性放大器的放大倍數，定出γ譜儀的能量解析度。
3． 使和的全能譜合理分布在適當區間內，依次測量其能譜。用最小二乘法直線擬合定出增益g和截距
4． 重複步驟2，檢驗譜儀工作的穩定性
5． 測定一未知源的γ射線能量
[實驗資料]
1．的γ能譜
2．擬合增益和截距
a． b．
由此得到和的峰值所在位置
：二號峰 1.1v(0.184mev) ，一號峰 3.5v(0.662mev)
：二號峰 6.2v(1.17mev)， 一號峰 7.0v(1.33mev)
用最小二乘法，對於y=ax+b
a=0.193，b= -0.0224
[思考題]
1． 測量能譜時，要獲得較好的譜線，就需要使測量的時間和儀器的能量解析度相匹配，為了獲得較好的譜線，取決於儀器的能量解析度、時間分辨本領以及探測器對射線的響應。而對於固定的儀器，則需要調節合適的測量時間間隔與儀器效能相匹配。
2． 進入單道脈衝幅度分析器的全能峰所對應的脈衝幅度，需要考慮儀器的能量解析度，由於，這就同樣涉及到了匹配的問題。在本實驗中，將其選為7.0v。
3． 反散射峰是由於入射γ射線穿過晶體，打到光電倍增管上發生180度的康普頓散射，反散射的光子又返回晶體，與晶體發生光電效應所形成的。γ射線在源襯底材料上的反散射也會對反散射峰有貢獻。實驗中，可以通過遮蔽雜訊的方法減弱後一種反散射，而對於前一種，則沒有有效的方法。
4． 對稱的勢峰
[討論]
1. 由於實驗室放射元素的實驗，所以在取用樣品時需要注意操作規範。本實驗中，由於放射線已經較弱，所以在這方面沒有非常注意。
2. 實驗中，使用單道和多道分析器，與上次實驗類似，故使用時不像上一實驗時陌生，操作也要熟練一些。
3. 實驗原理還不是了解得很透徹，只能在要求的專案上完成實驗，沒有加入其他的思考和分析。
實驗1雙燈交替閃爍按規定次數自動熄滅實驗
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