用闪烁谱仪测γ射线能谱.doc

用闪烁谱仪测射线能谱By 金秀儒物理三班Pb05206218 实验题目：用闪烁谱仪测量射线能谱 学号：PB05206218姓名：金秀儒 实验目的：是学习用闪烁谱仪测量射线能谱的方法，要求掌握闪烁谱仪的工作原理和实验方法，学会谱仪的能量标定方法，并测量射线的能谱。实验仪器：闪烁谱仪、多道分析器、线性放大器、和源。实验原理：1、 闪烁谱仪测量射线能谱的原理闪烁能谱仪是利用某些荧光物质，在带电粒子作用下被激发或电离后，能发射荧光（称为闪烁）的现象来测量能谱的。这种荧光物质常称为闪烁体。（1）闪烁体的发光机制（2）射线与物质的相互作用：光电效应：当能量的入射光子与物质中原子的束缚电子相互作用时，光子可以把全部能量转移给某个束缚电子，使电子脱离原子束缚而发射出去，发射出光电子的动能康普顿效应：光子与自由静止的电子发生碰撞，而将一部分能量转移给电子，使电子成为反冲电子，光子被散射改变了原来的能量和方向。电子对效应：当光子能量大于时，光子从原子核旁边经过并受到核的库仑场作用，可能转化为一个正电子和一个负电子，称为电子对效应。此时光子能量可表示为两个电子的动能与静止能量之和，2、能谱的形状闪烁能谱仪可测得能谱的形状，是典型的射线能谱图。图的纵轴代表单位时间内的脉冲数目即射线强度，横轴代表脉冲幅度即反映粒子的能量值。3、谱仪的能量刻度和分辨率:（1）谱仪的能量刻度: 根据已知能量值，就可以计算出多道分析器的能量刻度值。如果对应的光电峰位于道，对应的光电峰位于道，则有能量刻度测得未知光电峰对应的道址再乘以e值即为其能量值。（2）谱仪分辨率: 定义谱仪能量分辨率为数据处理及结论：一、 放大倍数和峰道址的关系放大倍数和光电峰峰道址的关系放大倍数8.07.06.05.04.0峰道址969.1865.7762.1663.1558.4放大倍数3.02.01.51.00.5峰道址460.93599311.0260.7211.5作射线光电峰的道址数与放大倍数关系图，如下图所示：Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameterValueError-A 158.89098 1.25727B 100.88132 0.27667-R SD N P-0.999972.18029100.0001-可见，两者为正比关系。曲线拟合的较好！ 二、 道址和计数的关系放大倍数3.0，电压550v时137Cs道址和计数的关系两峰的参数/峰道址峰值能量分辨率峰半高宽峰谷比被散射峰106.2481327.4%295.51.2光电峰460.313789.5%40.2%15.5137Cs描点：道址32507090105130180计数412399409463480459379道址210240270280290300320计数397369386387381335209道址340380400410430440450计数144891121304047601201道址460470480490500计数13781160780344137作两峰道址与计数的关系图，如下图所示：60Co道址和计数的关系峰道址：844.1970.4峰值：65347860Co描点：道址500550600650700750计数476460468473312298道址770790810830844860计数268243325576653647道址870890900910930950计数542251157130225427道址96097098099010001010计数52347845042925085作两峰道址与计数的关系图，如下图所示：1、能量刻度e光电峰，对应背散射峰，对应因此，2、测分辨率对，左半高道址；437.8 右半高道址：483.2 峰道址：460.3因此，3、两个峰道址844.1，970.4；左峰能量右峰能量而已知实际两峰能量为，与计算有一定偏差，但仍然在误差允许的范围内，整体略小于理论值，可能是由于能量刻度测算的误差导致。4、由上述四峰再求两个能量刻度a) 取，对应道址970.4； ，对应道址844.1；b) 取，对应道址970.4； ，对应道址460.3；再加上先前得出的一个E，三次数值相差不大，可视作在误差允许范围内；5、作能量标定曲线：作能量标定曲线：E(MeV)0.1840.6611.171.33峰道址106.2460.3844.1970.4作图如下：Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameterValueError-A0.045790.00525B0.001337.66358E-6-RSDNP-0.999970.005240.0001可见，曲线线性较好，谱仪测量精度较好，读斜率知思考题：1. 用闪烁谱仪测量射线能谱时，要求在多道分析器的道址范围内能同时测量出和的光电峰，应如何选择合适的工作条件？在测量过程中该工作条件可否改变？答：在测量 Cs的光电峰量分辨率；具体的合适的条件是指，调整光电倍增管的放大系数，然后反复观察和的能谱，一般要使的0.661MeV光电峰在512道址左侧，一般选择在400 左右比较合适，可以充分利用量程，而