1、實驗2-2 閃爍計數器及能譜測量 南開大學基礎物理實驗教學中心近代物理實驗室,（一）閃爍計數器的結構,一.實驗原理,（二）基本原理 射線射入閃爍體，通過光電效應、康普頓效應和電子對產生這三種效應，產生次級電子，再由這些次級電子去激發(fā)閃爍體發(fā)光。所發(fā)之光被光電倍增管接收，經光電轉換及電子倍增過程，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。,閃爍體吸收一個能量為E入射粒子，在其激發(fā)下發(fā)射的光子數為N。這些光子打在光陰極上能打出PN個光電子，P稱為光陰極的光電轉換效率。經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。設陽極

2、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,此脈沖經過放大倍數為A的線性放大器放大，最后得到脈沖幅度為,在M、P、A、都是常數的情況下，閃爍計數器的輸出脈沖幅度正比于被吸收射線的能量E,（三）閃爍體對射線的吸收,光電效應 康普頓效應 電子對產生,（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,（五）實際的

3、脈沖分布,以137Cs發(fā)射的0.661 MeV的射線測得的脈沖分布為例。圖中峰是由光電效應產生的單一幅度脈沖的分布。發(fā) 生康普頓效應并且散射光子也被吸收（因而射線的能量被全吸收）產生的脈沖也在其中，故峰稱光電峰，也叫全能峰。其峰處脈沖幅度為KE。峰左面平坦部分是由康普頓電子產生的連續(xù)分布。其中附加的小峰稱為反散射峰，是放射源發(fā)出的射線在測量裝置及周圍物體上經180的散射后進入閃爍體被吸收而產生的。最左面的峰是因吸收Ba（Cs的衰變產物）的X射線峰而形成的，稱為Ba的X射線,二.實驗裝置,三.實驗內容,（一）譜儀的調試 （二）測137Cs 射線的脈沖譜 （三）測 60Co 射線的脈沖譜 （四）測定一個未知能量的射線的能量,思考題,1根據你對60Co 射線譜的實驗結果，試分析單道脈沖幅度分析器道寬的選取對測量結果的影響。 2由60Co的衰變圖可知，每一個60Co核衰變成處于基態(tài)的60Ni核的過程中，放出一個粒子、一個能量為1.17MeV的射線和一個能量為1.33MeV的射線。測得60Co脈沖分布中對應1.17MeV和1.33MeV 射線的兩個光電峰的高度不一樣，試解釋之。 3對137Cs放射源的情況，放射源發(fā)射的0.661MeV的射線被墻、地面、周圍物體散射，試計算進入閃爍體的散射射線的能量范圍。并與你測得的137Cs脈沖譜中反散射峰對應的能量比較。,參考文獻,1.