放射性实验指导书.doc

实验一放射性衰变涨落统计规律一、实验目的1 验证放射性衰变的涨落规律；2 了解统计误差的意义，掌握计算统计误差的方法；3 统计检验放射性衰变涨落的概率分布类型；4 学会用列表法和作图法表示实验结果。二、实验内容1 在相同的实验条件下，多次重复测量某放射源的计数；2 在相同的实验条件下，多次重复测量装置的放射性本底；3 用列表法和作图法表示实验结果；列出频数、频率统计和2检验表；作放射源和本底计数的频数、频率、累积频率曲线图；4 作2检验，确定放射源的本底计数的概率分布类型。三、设备与装置1 点状放射源及射线源；2 FD3013型数字辐射仪；3 ZDD-3901石材放射性检测仪；4 FD3017测氡仪；5 X-剂量率仪四、实验步骤1 在实验室老师的指导下按图放置好实验设备；2 检查仪器，并置于正常工作状态，开机预热；3 选择合适的测量时间(对于FD-3013“分”测量档、FD-3017仪器置于“0.5分”测量档)；4 连续测量实验装置的本底计数10次以上，并记录之；5 连续重量测量放入放射源后的仪器计数30次以上，并记录之；6 详细记录实验仪器的型号、实验室空气温度、湿度及压力，以及仪器操作者及记录者等。五、编写实验报告1 按基础知识要求，将计数分组、列表、制图（频率直方图和累积概率曲线）；表1 实测频数、频率分布表计数分组间隔频数频率累积频率备注2.使用均方误差公式=N1/2 和S求出均方误差；3说明N1/2 的物理意义。思考题：1.什么叫放射性衰变统计涨落规律？它服从什么规律？如何检验？2.的物理意义是什么？3.用单次测量结果与多次测量结果表示放射性测量结果时，为什么是1/2，其物理意义是什么？4.为什么使用放射性的概率分布可以检查辐射仪的性能？5.对实验结果进行检验时，如何正确选择概率分布类型？附录：仪器操作详细步骤A FD-3013(1) 装入两节1号电池，注意正确放入电池的极性，正极朝里，负极向外；(2) 将仪器手柄部旋钮开关打开置于“ON”，预热5分钟；(3) 测量时将底部开关置于CPM/CPS（计数/分钟，计数/秒），测量时间为1分钟，每次测量结束，机器报警，记录数据，按手柄处红色按钮继续重复测量；(4) 测量要求于实验室固定点测量30次以上。(5) 测量结束关机，将旋钮置于“OFF”，取出电池。注意：！（1）小心摔倒仪器，有玻璃器件！BFD-3017(1) 检查电源，本仪器需3节1号电池，开机检查电池是否充足，注意正确放入电池的极性，预热10分钟；(2) 在主机上放入射线源，注意源的光亮面朝上（探测器在下方），设置测量时间为0.5分钟；(3) 按复零启动键开始测量，测量结束仪器报警，记录数据；(4) 重新按复零启动键继续测量，测量30次以上并记录数据；(5) 测量结束将测量时间（分）的旋钮置于关，取出电池。CZDD-3901(1) 将探头的电缆线将探头与主机连接好；(2) 插入变压器，采用交流电供电；(3) 开机预热10分钟以上；(4) 按“设置”键设置测量时间为1分钟，按“选择”键选择“Total count”测量项，连续测量装置的本底计数5次以上，测量放射源的计数30次以上，并记录之。(5) 关闭电源，断开电缆。注意：！（1）必须在主机电源关闭的状态下，连接或断开电缆与主机和探头的接口；！（2）小心摔倒仪器，有玻璃器件！DX-剂量率仪（连续自动测量仪器）(1) 将探头通过电缆连接主机；(2) 插入变压器，采用交流电供电或检查仪器电源（使用6节1号电池）；(3) 开机并预热15分钟；(4) 菜单选择：主机面板共五个按键，Enter（Yes）、+1、Esc(No)、Func，进入主画面a) 首先按FUNC进入主菜单（SAMP、PARA、OTHER），选择PARA进行参数设定；b) Time(选择采样时间),至少20秒，c) Times(采样次数)至少3次，d) Circel(循环次数)选择：多次测量结果求平均值（测量本底设置为10次以上，测量放射性源设置为30次以上）；e) 按Esc退回主菜单，将光标移动到SAMP上，按Enter进入采样测量；这时显示窗口提问：是否连接打印机和电脑，如没有连接，则按Esc，准备开始测量。(5) 使用三脚架将仪器架在米高处开始测量；(6) 记录测量结果，仪器将显示在设置好的测量参数条件下的每个循环的测量结果，M（多次测量结果平均值）和V（变异系数，等于平均值/均方误差）；(7) 实验结果后关闭电源，断开电缆。注意：！（1）必须在主机电源关闭的状态下，连接或断开电缆与主机和探头的接口！ ！（2）小心摔倒仪器，有玻璃器件！ 实验二射线的衰减吸收规律一、实验目的1 加深对射线在物质中的吸收规律的理解；2 掌握测量射线在几种物质中的有效吸收系数的方法；3 学会如何正确安置实验条件的方法。二、实验内容1 在好几何条件下，测量137Cs的射线在石板、瓷砖中的吸收曲线，并由曲线斜率、半吸收厚度确定上述物质的有效（线）吸收系数和有效质量吸收系数；2 计算有效质量吸收系数，并与有效（线）吸收系数行比较；3 使用最小二乘法拟合实测曲线，求出有效（线）吸收系数。三、实验原理四、设备与装置图1 放射源137Cs 1 个；2 ZDD-3901石材放射性检测仪；3 瓷砖和石板若干。五、实验步骤1. 检查设备工作状态，开机预热；2. 按示意图放置实验装置，调整装置，使放射源、探测器的中心位于同一轴线上；3. 设置仪器测量参数，（测量）时间为1分钟，选择“Total count”，测量结果为脉冲数/分；4. 记录整个测量装置没有放射源时的本底计数5个以上；5. 放入放射源137Cs；6. 记录有放射源137Cs的计数5个以上；7. 调整吸收屏位置，在小角度散射次级射线影响较小条件下，逐步放入瓷砖（每次一块），每次记录2个以上仪器读数，如两次数据相对误差较大，再次进行测量并记录读数；8. 分别逐步放入石板（每次一块），每次记录2个以上仪器读数，如两次数据相对误差较大，再次进行测量并记录读数；9. 关闭仪器电源，断开连接电缆，如果用电池，拆除电池；10. 归还放射源；11. 详细记录实验仪器的型号、实验室空气温度、湿度及压力，以及仪器操作者及记录者等。六、编写实验报告1 绘制不同吸收物质的射线吸收曲线（用平均计数作图），并解释之；2 比较两种几何条件下石材的吸收曲线（用平均计数作图），并解释之；3 使用直线斜率法、半厚度法或最小二乘法拟合求解有效（线）吸收系数，并比较之。4 叙述实验装置的安装及注意事项。注意：！（1）必须在主机电源关闭的状态下，连接或断开电缆与主机和探头的接口！ ！（2）小心摔倒仪器，有玻璃器件！实验三土壤测氡仪（FD-3017）的刻度及使用一、实验目的1. 熟悉测氡仪的一般刻度原理和方法；2. 掌握使用液体镭源标定FD-3017型测氡仪的方法；3. 学习并掌握FD-3017测氡仪野外工作方法。二、实验内容1. 学习检查FD-3017镭A测氡仪的抽气系统和测量主机的方法；2. 学习FD-3017镭A测氡仪使用方法；3. 使用液体镭源用真空法刻度FD-3017镭A测氡仪；4. 学习计算土壤测氡仪仪器常数的方法；5. 测量校园内土壤氡浓度。三、原理四、设备与装置图液体镭源1 个；FD-3017镭A测氡仪一台；胶管等。五、实验步骤1. 检查仪器设备及附件装置。2. 学习并按仪器操作步骤练习仪器的使用方法。3. 做仪器稳定性检查（放入源）。4. 用真空法校准FD-3017测氡仪。5. 在校园内开展土壤测氡仪。六、编写实验报告阐述真空法校准（刻度）测氡仪的原理、方法及步骤。叙述实验装置的安装及注意事项。七、思考题1. FD-3017通过测量218Po进行222Rn浓度测量的优点是什么?2. 土壤氡测量过程中的影响因素？附录一、 FD-3017镭A测氡仪仪器结构及各组成二、 FD-3017镭A测氡仪仪器操作基本步骤1. 检查设备装置。(1) 检查主机电源。(2) 启动主机自检程序，检查主机数字电路是否正常工作。(3) 用放射源检查仪器探头是否工作正常，仪器是否稳定。(4) 检查抽筒是否密封。(5) 检查胶管接头处是否密封。(6) 检查液体镭源和夹子、胶管、接头是否备齐。2. 开启操作台电源，设置测量程序。选择2152土壤测氡程序（加高压2分钟，测量2分钟），并开机预热仪器分钟以上。3. 加放射源进行仪器稳定性检查。放入源，注意源的光亮面朝上（探测器朝下），设置测量时间为0.5分钟，测量10次，多次测量统计误差在10%以内。4. 按仪器说明书连接仪器。将高压线连接仪器主机和抽筒。5. 将抽筒出气口与取样器（或液体镭源出口）连接。6. 放片。将采样铝片放入抽筒样片盒内，注意有镭A字样的面朝下方。7. 准备抽气。将抽筒阀门拨到“吸气”位置，准备抽气。8. 抽气。缓缓提升抽气筒，将氡气引入抽气筒，抽气1.5升。9. 加高压。启动主机高压，收集收集222Rn的衰变子体218Po。10. 取片。在听到高压报警后，立即打开抽筒样片盒，用镊子夹住铝片边缘，将铝片有镭A字样的面朝上，放入主机探测器内（延迟15秒后会自动启动测量）。注意有镭A字样的面朝上方。11. 测量。仪器会自动开始测量，显示测量结果，即脉冲数。记录仪器示值。12. 脱气。将抽筒阀门拨到“排气”位置，将新鲜空气引入抽筒并排空。13. 重复步骤6-12，进行下一个点的测量。14. 关闭高压，松开电缆线。15. 关闭主机电源。 16. 记录仪器型号和实验时温度、湿度及大气压力。液体镭源刻度方法1. 按步骤1-4工作；2. 将抽筒出气口与液体镭源出口连接。注意：切记不要将镭源接反了！3. 确认胶管连接正确后，将液体镭源玻璃管中的氡气抽入抽筒中。注意：打开液体镭源的封闭夹，记下开启时间，缓缓提升抽气筒，使源内的气泡保持在瓶中间部位，直至抽气筒提升到顶部。此时，筒内空腔内体积为1.5l。抽气结束后，即将抽筒阀门转向吸“关”的位置（注意：提升抽筒切忌用力过猛和下压抽气筒，防止液体溢出）。必须经实验老师检查后方可开始抽气。4. 重复步骤6-12，进行测量，并记录测量结果。5. 小心断开液体镭源与抽筒的接头，关闭液体镭源。6. 放入另一个铝片，重复步骤6-12进行测量。共放入三个铝片。7. 按公式计算仪器常数（换算系数）。8. 排空液体镭源扩散器中的残存氡器，密封液体镭源，并记录密封时间。9. 收整仪器等附件。实验四 现场伽马能谱测量 -闪烁多道伽马能谱仪(F2)一、实验目的1、熟悉闪烁多道伽马能谱仪（NaI（Tl）探测器和digiDART谱仪）工作的原理及仪器操作方法；2、了解几种核素的特征射线谱以及改变增益对谱线的影响；3、了解多道与四道伽马能谱仪的区别。二、实验内容 1、 了解现场伽马能谱仪工作原理并熟悉仪器的操作规程；2、 用多道伽马能谱仪测定放射性源137Cs的特征伽马射线谱并比较曲线； 3、 学习稳谱方法；4、 掌握能量刻度的方法，计算仪器的能量分辨率。三、工作原理 （闪烁探测器 （ Scintillation detector）仪器结构：闪烁体+光导+光电倍增管（GDB）+前置电路+电子线路工作原理：a.射线进入到闪烁体中与闪烁体相互作用，使闪烁体的原子、分子电离和激发；b.被电离和激发的原子、分子退激时，一部分电离、激发能量以光辐射的形式释放出来，形成闪烁；c.闪烁光的一部分被收集到光电倍增管的光阴极上；d.光子被光阴极吸收后，发射出光电子；e.光电子在光电倍增管中倍增，倍增的电子束在阳极上被收集，产生输出脉冲信号。四、实验步骤1. 开机并稳定半小时以上；2. 选择合适的放大倍数，采集并分析137Cs的谱图；3. 用137Cs和40K放射源进行能量刻度，分别记录137Cs和40K全能峰（662keV 1460keV ）的能量和峰位中心道的道数；4. 采集并观测仪器置于地面采集的伽马射线谱，学习现场伽马能谱仪测量方法。五、编写报告1. 计算能量刻度公式中的a和b，并写入谱仪；2. 应用已有的换算系数，计算实测点的钾、铀、钍含量。六、注意事项注意：！关机时一定要先降高压后关电源。七、思考题1. 闪烁伽马能谱仪能量分辨率的计算方法与高纯锗伽马能谱仪的区别；2. 比较多道与四道伽玛能谱仪的优劣；3. 现场伽马能谱仪测量中的影响因素。附录 现场伽马能谱仪操作详细步骤1 digiDART操作基本步骤(1) 开机检查仪器电池。本仪器使用充电电池，故使用前需检查电池是否充足。开机按on/off键，选择1-View Status，其中Battery Time Remain表示剩余时间电量，另外Menu/enter键具有确定和返回上一级菜单的功能。(2) 加高压。开启探头上方的高压按钮，预热15分钟。(3) 在主菜单下设置采样参数，主要设置live time。选择测量时间，进入主菜单选择6-Adjust Controls，选择3-Presets Settings，选择1-Live Time Preset，输入测量时间300秒，按确定返回主菜单按start后开始测量。(4)(5) 保存实测谱线。(6) 关闭高压。(7) 关机。2 能量刻度(1) 在仪器探头正前方，放置137Cs和40K源。(2) 按一定的测量时间采集带源的全谱数据，并保存数据。能量刻度使1024道谱仪测量的能量最大范围为3 MeV。因此，40K的特征峰（1460keV）位于476道左右，662keV位于220道。选择合适的放大倍数（Gain）。进入主菜单选择6-Adjust Controls，选择2-Amplifier Settings，其中1-Coarse Gain粗调，2-Fine细调。谱图显示。进入主菜单选择7-General Settings，选择7-Display，选择1-Adjust Scale，其中2-log为对数坐标。对数坐标便于观察特征峰。观察实测谱线特征峰是否在预订道上。如137Cs峰不在合适的道，更改放大倍数（放大或者缩小）后重新采集谱线，直至将137Cs峰放在220道。(3) 通过能量刻度公式计算得到斜率a和截距b。进入主菜单选择4-Status Line，选择2-（Channel）和0-Counts。选择成功后在屏幕上方会显示光标所在的道数和计数率。按两次7键放大谱线，使光标移动步进为1道。读取全能峰计数，左右两边找到全能峰计数一半的道址（使用插值法找到较精确值）。(4) 将斜率a和截距b的值写入谱仪。进入主菜单选择7-General Settings，选择6-Calibrate，选择1-Enter Slope输入计算好的斜率a；按确定键返回上一级菜单，选择2-Enter Intercept输入截距了b，按确定键返回上一级菜单。注:方向键向左输入为负号，方向键向右输入为小数点。(5) 返回主菜单。3 现场测量将仪器探头垂直放置在地面，采集实测谱线，观测并保存谱线。4 关闭高压。5 归还仪器。 按on/off键，通过提示选1关闭仪器。归还137Cs源。能量分辨率：探测器所能区分的粒子最小能量间隔，数值上等于某一光电峰辐度半高宽与该峰所对应的脉冲辐度之比。 （%）EE或（%）hh0NaI (Tl) 以137Cs放射源的662 keV能量峰来计算探测器的能量分辨率。实验六 放射性核素的射线谱的认识与测定 - HPGe数字化谱仪一、实验目的1. 熟悉HPGe谱仪及相应数据采集软件的一般操作使用方法；2. 了解数字化多道脉冲幅度分析器(MCA)工作原理；3. 了解天然放射性核素铀、镭、钍、钾和人工放射性核素137Cs、60Co等的特征射线谱；4. 了解能量刻度方法；5. 理解低本底相对法谱定量分析原理。二、实验内容1. 通过改变主放大器的放大倍数，了解谱图中能量和道址的关系、以及放大倍数与谱图中全能峰峰位或道数的关系；2. 学习用152Eu放射源进行探头能量刻度的方法；3. 认识137Cs单能源的仪器谱（复杂谱）；4. 采集并观测226Ra的射线谱，认识镭组射线谱的主要成份，学习伽马谱定性分析原理；5. 采集混合体标准源谱线，学习伽马谱定量分析原理。三、基本原理四、设备与装置图1. HPGe探测器、数字化DSPec(MCA)；2. 低本底铅室；3. 镀镭指南针1个；4. 152Eu放射源1个5. 混合体标准源1个；6. 建材样品1个。五、步骤5. 开机并稳定半小时以上；6. 改变放大倍数，了解谱图中全能峰峰位与道数的关系；分别用5或2的放大倍数，采集并分析137Cs的谱图7. 用152Eu放射源进行能量刻度（8192道对应最大能量约2MeV）；分别记录152Eu全能峰（121keV、349keV 和1408keV等）的理论能量值，以及全能峰峰位对应的道数8. 采集137Cs单能源谱数据，观测并分析其仪器谱（复杂谱）；9. 采集并观测226Ra的射线谱，认识镭组射线谱的主要成份，学习伽马谱定性分析原理；10. 采集混合体标准源谱线，计算谱仪系统的能量分辩率（对60Co的1332keV）。六、实验报告1. 绘制能量刻度曲线（线性拟合）；2. 分析137Cs放射源的复杂谱；3. 计算谱仪系统的能量分辩率。七、思考题1. 谱分析的基本原理？2. 用体源的相对法测定样品中镭含量时，样品为什么要密封30天以上？附录：HpGe数字化谱仪操作详细步骤该设备主要由三部分组成HpGe探测器（铅室中）、数字化DSPec（MCA）和在电脑中的相应软件，该仪器的主要操作都是在软件中完成。测量样品前，检查液氮注入记录，确保仪器在低温下工作。一、 HpGe数字化谱仪操作基本步骤（1） 打开DSpec电源和启动电脑中GammaVison软件，软件主界面有两个区：1 DSPEC-063（探头区）和Buffer（缓存区），前者主要用于测量，后者可以调用以前测量的谱线进行分析和计算。主菜单列出了该软件的九部分功能：File（谱文件管理）；Acquire（谱数据采集）；Calibrate(刻度)；Caculate（谱处理解析功能）；Analyze（核素分析功能）Library（核素库）；Services（谱分析相关的几种功能）ROI（感兴趣处理功能）；Display（谱显示功能）。（2） 首先加高压，在1 DSPEC-063下选择Acquire下的Adjust Control(调整控制),选中 Bias HV栏中的空白窗口，此时在谱仪面板上HV ON灯亮，预热30分钟以上。（3） 将待测样品放在铅室中的探测器上，在主菜单Acquire下设置采样参数：a、 打开AcquireSettingPreset Limits,在这个菜单下可以在General中设置采样真实时间（Real Time）和活时间（Live Time）；另外Uncertainty主要的作用是测量精度来停止采样，当操作者选择的区域（Uncertainty Region）的计数精度达到预置值时，测量就会停止。b、 打开AcquireADC Setup（模数转换器安装），其中Conversion Gain（转换增益）用来设置谱仪中使用的道数，如选择16384，则表示整个能量范围被分为16384道，一般都将该参数设为8192道；Lower Level Discriminator的作用设置下阀，将进入该参数前的道数的信号给切掉，这样就会使多道不被噪音信号给占据，使有用信号更容易通过；Gating（门控）一般设置为off，表示所有的探测信号都是被加工过的。c、 打开AcquireAdjust Control，Amplifier/HV界面主要是用来对信号放大和加高压设置，其中 Amplifier Gain（放大器增益）的上下部分分别是细增益设置和粗增益设置，两者的乘积就是信号的有效增益（Effective Gain），一般进行测量时，将细增设为0.5338，粗增设为5；Preamplifier Type（前置放大器类型）选定Transistor Reset（晶体管重置），另一个则是Resistive Feedback（电阻反馈）；Rise Time（信号上升时间）选择为12us，这个时间越短，信号通过率就越大，而选择时间越长则分辨率越好。（4） 采样参数设置好之后，点击Acquire里的Start开始测量，当测量达到操作者设置的真实时间或活时间时测量停止，也可以按Acquire中的Stop停止测量； Copy to Buffer键的功能是将当前谱线复制到Buffer区中；另外可利用菜单Services下的Sample Description可对样品进行描述。（5） 停止测量后存谱，具体操作为FileSave/Save as输入“文件名”；然后打开Analyze菜单下的Peak Search对谱线自动寻峰，也可以利用 ROI菜单下的Mark和Mark Peak进行手动寻峰，Unmark和Clear为手动删除能量峰，Clear All的功能是将所有标记的峰删除。另外在Display菜单下可选择谱显示的参数，如选择对数坐标显示谱线、扩大或所小显示范围，这些在主界面的第二栏菜单有相应的快捷键。对谱线进行分析前要先确保Library下Select File选择的是相应的核素库文件，如果之前并不清楚样品中所含的放射性核素，应选择含放射性核素较多的库文件，如测量铀镭钍钾含量时一般调用D:/jili/Uthrak;用Eu-152进行能量刻度时调用的是D:/jili/EU152，此时该库文件没有含有铀镭钍钾能量峰的信息。（6） 整个1 DSPEC-063下的界面可分为三部分，菜单、测量的谱线和右端显示的测量状态，第二栏菜单为一些主菜单下快捷键，右端显示的是当前测量的真实时间和活时间、操作者设置的时间限制，下端的功能分别是将光标移至下一个或上一个感兴趣区（ROI）、峰区（Peak）、核素库中能量峰（Library）的位置。在显示谱线界面中的最下端有如下显示：Marker：623 = 164.06keV 63cnts其中623表示道数，164.06keV表示该道数所对应的能量，63表示该道的计数用鼠标双击红色标记的峰之后会出现这些信息 Peak（峰位）： 2322.54 = 609.29keV FWHM（半高宽）： 1.14 FW(1/5)M（1/5高宽）： 1.81Library：Ra-226 at 609.32；7.27Bq（活度）Gross Area（毛面积）：473Net Area（净面积）：39423Gross Count Rate（毛面积计数率）：0.06cps 原始数据记录本上记录各特征能量峰的净面积计数、误差和活度以及样品的测量时间、样品重量、谱文件名等.（7） 最后选择Acquire下Clear，对整条谱线清除，换样进行下一次的测量，或是结束测量。结束测量时先降高压，此时DSPec面板的高压ON灯灭，最后关闭DSPec电源退出测量与分析软件。（注意：！关机时一定要先降高压后关电源；铅室门上端先开后关，下端后开先关，否则会卡住）二、能量刻度 用60Co、137Cs、及发射多种射线的152Eu等能量刻度源刻度谱仪系统的能量响应，将道数与能量一一对应起来，能量刻度首先要识别核素，再确定MCA道数与能量的关系，式中C是能量为E的射线全能峰峰位道址，无量纲，An为拟合参数，单位为keV,能量刻度至少包括四个能量均匀分布在所需刻度能区的刻度点。具体步骤为：（1） 对152Eu源进行测量，重复HpGe数字化谱仪操作基本步骤的（1）-（5）。（2） 打开CalibrateEnergy,右端会出现刻度的对话框，选择Auto Calibrate（自动刻度）软件会自动记录刻度源的特征射线能量和相应的全能峰峰位道址，并对数据做最小二乘直线或抛物线拟合；也可以手动进行能量刻度，具体操作为用鼠标双击某个特征能量峰，将该峰的理论特征能量输入右端对话框的空白处，按下Enter，则软件自动记录该峰信息并进行拟合，重复此操作直到刻度点达到能量刻度的要求。如果能量与道址的非线性超过0.5%时，就要重新做能量刻度。三、能量分辨率的计算 对含有60Co的混合体标准源进行测量，收集到一个谱，寻峰找到60Co的1332keV特征能量峰，利用此峰计算HpGe谱仪的能量分辨率R=FHWM(或用h1/2为半高宽也就是峰值极大值一半所对应的道数之差)。无法直接确定半高所在的道数时可先记录半高附近左右两点的道数和计数，然后利用插值法求出峰值一半所对应的道数。 FWHM=E(keV)四、能谱分析的原理（1）定性分析：主要是利用特征射线谱识别放射性核素，每种放射性核素至少会有一个或者多个特征能量峰，如137Cs只有662keV特征能量峰，60Co有1173keV、1332keV两个特征能量峰，因此测定样品的谱线如果出现662keV能量峰则表示样品中含有放射性核素137Cs，如果同时出现1173keV和1332keV两个能量峰，则表示样品中含有放射性核素60Co。（2）定量分析有两种方法相对比较法和效率刻度法 相对比较法：a、 首先计算出标准源各特征峰的全能峰净面积,按以下公式计算出标准源的刻度系数 式中：为第j种核素中第i个特征峰的刻度系数；Aji标为标准源谱线中第j种核素的第i个特征峰的全能峰净面积（cps）；Ajib为本底谱线中第j种核素的第i个特征峰的全能峰净面积（cps），若本底谱线中不含有第j种核素，则该值为0；b、 被测样品中的第j种核素的比活度（Bq/kg）为式中：Aji为被测样品第j种核素的第i个特征峰的全能峰净面积（cps）； W为被测样品的净干重（kg）； Dj为第j种核素校正到采样时的衰变校正系数。表1 HpGe数字化谱仪铀镭钍钾各能量峰的本底净面积及相应的刻度系数能量（keV）63923516095839111460本底各峰净面积(cps)0.0029860.0087230.0059760.005930.0024370.0023560.017139刻度系数（大盒仪器常数）2188.726610.3733119.6086163.1221229.8156349.34091168.769附录：HpGe数字化谱仪操作详细步骤该设备主要由三部分组成HpGe探测器（铅室中）、数字化DSPec（MCA）和在电脑中的相应软件，该仪器的主要操作都是在软件中完成。测量样品前，检查液氮注入记录，确保仪器在低温下工作。一、 HpGe数字化谱仪操作基本步骤（7） 打开DSpec电源和启动电脑中GammaVison软件，软件主界面有两个区：1 DSPEC-063（探头区）和Buffer（缓存区），前者主要用于测量，后者可以调用以前测量的谱线进行分析和计算。主菜单列出了该软件的九部分功能：File（谱文件管理）；Acquire（谱数据采集）；Calibrate(刻度)；Caculate（谱处理解析功能）；Analyze（核素分析功能）Library（核素库）；Services（谱分析相关的几种功能）ROI（感兴趣处理功能）；Display（谱显示功能）。（8） 首先加高压，在1 DSPEC-063下选择Acquire下的Adjust Control(调整控制),选中 Bias HV栏中的空白窗口，此时在谱仪面板上HV ON灯亮，预热30分钟以上。（9） 将待测样品放在铅室中的探测器上，在主菜单Acquire下设置采样参数：a、 打开AcquireSettingPreset Limits,在这个菜单下可以在General中设置采样真实时间（Real Time）和活时间（Live Time）；另外Uncertainty主要的作用是测量精度来停止采样，当操作者选择的区域（Uncertainty Region）的计数精度达到预置值时，测量就会停止。b、 打开AcquireADC Setup（模数转换器安装），其中Conversion Gain（转换增益）用来设置谱仪中使用的道数，如选择16384，则表示整个能量范围被分为16384道，一般都将该参数设为8192道；Lower Level Discriminator的作用设置下阀，将进入该参数前的道数的信号给切掉，这样就会使多道不被噪音信号给占据，使有用信号更容易通过；Gating（门控）一般设置为off，表示所有的探测信号都是被加工过的。c、 打开AcquireAdjust Control，Amplifier/HV界面主要是用来对信号放大和加高压设置，其中 Amplifier Gain（放大器增益）的上下部分分别是细增益设置和粗增益设置，两者的乘积就是信号的有效增益（Effective Gain），一般进行测量时，将细增设为0.5338，粗增设为5；Preamplifier Type（前置放大器类型）选定Transistor Reset（晶体管重置），另一个则是Resistive Feedback（电阻反馈）；Rise Time（信号上升时间）选择为12us，这个时间越短，信号通过率就越大，而选择时间越长则分辨率越好。（10） 采样参数设置好之后，点击Acquire里的Start开始测量，当测量达到操作者设置的真实时间或活时间时测量停止，也可以按Acquire中的Stop停止测量； Copy to Buffer键的功能是将当前谱线复制到Buffer区中；另外可利用菜单Services下的Sample Description可对样品进行描述。（11） 停止测量后存谱，具体操作为FileSave/Save as输入“文件名”；然后打开Analyze菜单下的Peak Search对谱线自动寻峰，也可以利用 ROI菜单下的Mark和Mark Peak进行手动寻峰，Unmark和Clear为手动删除能量峰，Clear All的功能是将所有标记的峰删除。另外在Display菜单下可选择谱显示的参数，如选择对数坐标显示谱线、扩大或所小显示范围，这些在主界面的第二栏菜单有相应的快捷键。对谱线进行分析前要先确保Library下Select File选择的是相应的核素库文件，如果之前并不清楚样品中所含的放射性核素，应选择含放射性核素较多的库文件，如测量铀镭钍钾含量时一般调用D:/jili/Uthrak;用Eu-152进行能量刻度时调用的是D:/jili/EU152，此时该库文件没有含有铀镭钍钾能量峰的信息。（12） 整个1 DSPEC-063下的界面可分为三部分，菜单、测量的谱线和右端显示的测量状态，第二栏菜单为一些主菜单下快捷键，右端显示的是当前测量的真实时间和活时间、操作者设置的时间限制，下端的功能分别是将光标移至下一个或上一个感兴趣区（ROI）、峰区（Peak）、核素库中能量峰（Library）的位置。在显示谱线界面中的最下端有如下显示：Marker：623 = 164.06keV 63cnts其中623表示道数，164.06keV表示该道数所对应的能量，63表示该道的计数用鼠标双击红色标记的峰之后会出现这些信息 Peak（峰位）： 2322.54 = 609.29keV FWHM（半高宽）： 1.14 FW(1/5)M（1/5高宽）： 1.81Library：Ra-226 at 609.32；7.27Bq（活度）Gross Area（毛面积）：473Net Area（净面积）：39423Gross Count Rate（毛面积计数率）：0.06cps 原始数据记录本上记录各特征能量峰的净面积计数、误差和活度以及样品的测量时间、样品重量、谱文件名