閃爍γ能譜測量東北師范大學

1、閃爍能譜測量一、 實驗?zāi)康牧私忾W爍計數(shù)器的工作原理，熟悉其結(jié)構(gòu)，并掌握用閃爍譜儀測量譜的原理和基本方法，并測量和的射線的脈沖譜。二、 實驗原理（一） 工作原理閃爍計數(shù)器探測射線的基本過程：在射線的激發(fā)下閃爍體發(fā)光。所發(fā)之光被光電倍增管接收，經(jīng)光點轉(zhuǎn)換及電子倍增過程，最后從光電倍增管的陽極輸出電脈沖。分析、記錄這些脈沖就能測定射線的強度和能量。（二） 閃爍記數(shù)器的結(jié)構(gòu)前置放大器閃爍體光電倍增管光陰極倍增極陽極閃爍計數(shù)器探頭中有閃爍體、光電倍增管和前置放大器，共同裝在不透光的外殼內(nèi)。 閃爍體吸收一個能量為E入射粒子，在其激發(fā)下發(fā)射的光子數(shù)為N。這些光子打在光陰極上能打出PN個光電子(R<1)

2、，P稱為光陰極的光電轉(zhuǎn)換效率。經(jīng)過電子倍增在陽極可收集到MPN個電子。這里為了簡單，沒有考慮光和電子在傳輸過程中的損失。設(shè)陽極系統(tǒng)對地的等效電容為C，則在負載電阻足夠大時（RC閃爍體的發(fā)光衰減時間）,電壓脈沖幅度為 此脈沖經(jīng)過放大倍數(shù)為A的線性放大器放大，最后得到脈沖幅度為（三） 閃爍體的吸收閃爍體吸收射線有光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)，電子對效應(yīng)三種。這三種吸收會影響到最后能譜的結(jié)構(gòu)。（四） 能量分辨率因為閃爍體的發(fā)光，光陰極的光電子發(fā)射，倍增極的次電子發(fā)射等都服從統(tǒng)計規(guī)律，存在一定的統(tǒng)計漲落；閃爍體各部分的發(fā)光效率和光的收集效率不會完全一樣，光陰極各部分的靈敏度也有差別。這樣即使閃爍體吸收一束能量

3、為E的帶電粒子，得到的脈沖幅度不是都等于VE，而是以VE 為中心有一定的分布 N0/2N0VVE脈沖幅度 （五） 能譜圖三、 實驗裝置高壓電源線性放大器脈沖分析器定標器掃描器線性率表記錄儀探頭四、 實驗內(nèi)容1.連接儀器，檢查線路確認無誤后開低壓電源預(yù)熱，將 137 Cs放射源放在托盤上，加高壓 用脈沖示波器觀察探頭工作狀態(tài)。得到負脈沖表明探頭以開始工作  2. 調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)和時間常數(shù)，用示波器觀察放大器輸出波形，使放大器輸出脈沖 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(shè)置為0.1V，微積分開關(guān)置于微分位置，調(diào)節(jié)單道

4、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(diào)范圍內(nèi)）。4. 精測 137 Cs能譜，單道道寬置于0.1V不動，逐漸改變單道閾值，每隔0.1V測一次計數(shù)， 確定測量時間為30s。作出 137 Cs的能譜并求出譜儀的能量分辨率。  5. 放上60Co源，改變放大倍數(shù)和高壓，使60Co的1.33MeV的光電峰脈沖在8V左右，依 次測出 137 Cs和60Co的 光電峰，做出譜儀的能量刻度曲線。五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處1、137 Cs的能譜測量有上述表格中的數(shù)據(jù)可作圖如下：2、譜儀的能量分辨率通過讀數(shù)工具得峰值點坐標（8.11，4

5、9.33），在譜線的半高度時的坐標分別是（7.47,24.5），（8.76，24.5）故DU=8.76-7.47=1.29V所以譜儀的能量分辨率W=DU/U=15.93、能量刻度曲線數(shù)據(jù)記錄：做曲線，并找到主峰所在的位置，確定能量刻度曲線上的點的橫坐標的位置，再利用標準源的能量為縱坐標做能量刻度曲線（60Co能量分別為1.33MeV 和1.17MeV，結(jié)合137 Cs的能譜的光電峰（0.662MeV）,如下圖：由圖像讀數(shù)得截距E0=0.1361MeV,斜率G=0.1601，得直線函數(shù)： E(x)=E0+Gx E(x)=0.1361+0.1601x注意事項：1、 調(diào)節(jié)高壓，觀察探頭波形時要適度調(diào)節(jié)，依照實驗書所示的波形，保證探頭正常工作。2、 在調(diào)節(jié)好高壓后，