1、 NaI（Tl） 閃爍譜儀與 1NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量前言 在科研、生產(chǎn)、醫(yī)療和環(huán)境保護(hù)各方面，用射線的能譜測量技術(shù)，可以分析活化以后物質(zhì)的各種微量元素的含量。測量射線的能譜最常用的儀器是閃爍譜儀，該譜儀在核物理、高能離子物理和空間輻射物理的控測中都占有重要地位。2NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?預(yù)習(xí)要求 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)要求 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 參考書目3實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)請仔細(xì)閱讀“在放射性環(huán)境下工作時(shí)的安全操作與防護(hù)” ，尤其是不得將放射源窗口對著任何人體，操作完畢必須洗手。實(shí)驗(yàn)完畢，將高壓電源降至零再關(guān)閉，將核源放至原處。 NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測

2、量返回4NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量了解閃爍譜儀的原理、特性與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆臻W爍譜儀的使用方法鑒定譜儀的能量分辨率和線性通過對 能譜的測量，加深對射線與物質(zhì)相互作用規(guī)律的理解返回5閃爍譜儀的結(jié)構(gòu)組成有哪些（要點(diǎn)）簡述閃爍譜儀的工作原理（要點(diǎn)）閃爍譜儀的性能指標(biāo)有哪些（包括閃爍體、光電倍增管和整個(gè)譜儀的性能）（要點(diǎn)）NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量預(yù)習(xí)要求：返回6NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量閃爍譜儀的結(jié)構(gòu)組成返回包括探頭（閃爍體、光電倍增管、射極跟隨器）、高壓電源、線性放大器、多道脈沖幅度分析器等7NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量閃爍譜儀的工作原理返回

3、 放射源 射線與閃爍體的三種作用次級電子閃爍體受激輻射熒光光陰極吸收光電子各打拿極逐級放大電脈沖多道分析器采集輸出 能譜NaI(Tl)晶體PMT8NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量閃爍譜儀的工作原理- 放射源60Co的衰變綱圖60Co（5.27a） 0.309MeV2.50MeV1.33MeV01260Ni137Cs的衰變綱圖137Cs（30a） 0.662MeV0137Ba返回9NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量閃爍譜儀的工作原理-射線與物質(zhì)的相互作用光電效應(yīng)康普頓散射正負(fù)電子對產(chǎn)生返回散射光子康普頓電子電子負(fù)電子光電子(EkE )入射光子電子10NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與

4、能譜測量閃爍譜儀的工作原理考慮此脈沖的幅度和哪些因素有關(guān)？ 入射到光電倍增管陰極上的光子數(shù)量即入射能量 光電倍增管的工作電壓 線性放大器的放大倍數(shù)返回11NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量閃爍譜儀的性能指標(biāo) 閃爍體把射線能量轉(zhuǎn)換成光能 阻止本領(lǐng)阻止本領(lǐng)越大探測效率約高 發(fā)光效率定義為發(fā)出光子能量與吸收射線能量之比 發(fā)光時(shí)間發(fā)光衰減時(shí)間越短，時(shí)間分辨本領(lǐng)越高12NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量閃爍譜儀的性能指標(biāo) 光電倍增管把熒光光子能量轉(zhuǎn)換成電能 靈敏度（響應(yīng)度）定義為陽極電流或電壓信號同入射光通量之比光譜響應(yīng)靈敏度與波長之間的關(guān)系暗電流與本底脈沖當(dāng)光電倍增管無光照時(shí)，陽極產(chǎn)生的電

5、流是暗電流，相應(yīng)的脈沖即本底脈沖，它造成多道分析器的虛假計(jì)數(shù)時(shí)間特性光電子由光陰極渡越到陽極的時(shí)間越短，時(shí)間特性越好13NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量閃爍譜儀的性能指標(biāo) 整個(gè)譜儀的性能 能量分辨率 線性 穩(wěn)定性返回 各峰的能量分辨率通常NaI閃爍譜儀的能量分辨率以137Cs的單能射線峰為標(biāo)準(zhǔn)。14NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量實(shí)驗(yàn)步驟返回1.檢查儀器線路后接通電源，預(yù)熱半小時(shí)2.預(yù)熱后，選擇合適的工作電壓（如何選擇）3.先后放置放射性源Cs和Co，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使顯示器上出現(xiàn)的譜圖盡量大（考慮先測哪個(gè)源的能譜及測量過程中工作條件是否能改變）4.按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行記錄5.實(shí)驗(yàn)完

6、畢，將源放回原處，降低電壓，關(guān)閉電源15NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量如何選擇合適的工作電壓？ 實(shí)際情況下，工作電壓的少量漂移不可避免，這會對測量產(chǎn)生影響，需要測定閃爍譜儀的坪曲線。坪曲線是入射粒子強(qiáng)度不變時(shí)，計(jì)數(shù)率隨工作電壓變化的曲線，應(yīng)選擇計(jì)數(shù)率隨電壓變化較小的電壓為工作電壓，同時(shí)電壓選擇又不可過高，否則影響譜儀壽命。返回計(jì)數(shù)率電壓可選擇區(qū)間坪曲線16NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量測量過程中工作條件是否能改變？先測哪個(gè)源的能譜？ 測量過程中工作條件不能改變，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要測得能量和道址的關(guān)系曲線，采用了Co和Cs的共四個(gè)已知能量峰及其道址，這樣做更接近于實(shí)際曲線。所以不能變

7、工作條件；否則， Co和Cs測出的不是同一條能量刻度曲線。 由于工作條件不能改變，而Co的最大峰能量大于Cs的，所以先測Co來選擇合適的放大倍數(shù)。若先測Cs的能譜，則Co的能譜可能會超出最大道址。返回17NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量實(shí)驗(yàn)要求返回大致記錄兩個(gè)能譜，指出各峰的名稱 記錄工作條件和各已知能量峰的道址，并計(jì)算在此條件下的能量刻度曲線E-Ch及其相關(guān)系數(shù)給出譜儀的能量分辨率 回答課后三道思考題，并考慮如何從實(shí)驗(yàn)上減少反散射峰的形成 完成實(shí)驗(yàn)總結(jié) 18NaI（Tl）單晶 閃爍譜儀與 能譜測量返回參考書目張?zhí)靻矗袪?近代物理實(shí)驗(yàn).北京：科學(xué)出版社，2004吳思誠，王祖銓.近代物理實(shí)驗(yàn).北京：北京大學(xué)出版社，1995吳泳華等.大學(xué)近代物理實(shí)驗(yàn).北京：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1992褚