NaI單晶γ閃爍譜儀實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 測(cè)量137Cs的能譜，識(shí)別其光電峰、反散射峰、康普頓平臺(tái)、X射線（1） 光電峰（2） 康普頓平臺(tái)（3） 反散射峰（4） X射線2. 測(cè)量60Co、137Cs的能譜，分別對(duì)應(yīng)60Co的兩個(gè)光電峰分別為1.33MeV和1.17MeV，137Cs的光電峰為0.661MeV，記錄道數(shù)。實(shí)驗(yàn)條件：起始位置：10.00cm B=651.17Gs表1：定標(biāo)數(shù)據(jù)表道數(shù)能量（Mev）329.451.33289.711.17160.240.662經(jīng)典力學(xué)：量子力學(xué)：3. 應(yīng)用定標(biāo)曲線，找出137Cs的能譜康普頓峰計(jì)數(shù)一半處的道數(shù)，求電子能量與理論值比較。半峰位道數(shù)為130ch，根據(jù)y=0.00

2、394x+0.02992，得能量E=0.542MeV。反散射電子動(dòng)能：理論反沖電子動(dòng)能：理論誤差分析：讀取一半計(jì)數(shù)由人眼確定不夠精準(zhǔn)，并且是由僅三個(gè)點(diǎn)確定的線性方程計(jì)算，不夠準(zhǔn)確。改進(jìn)：可進(jìn)行多次測(cè)量定標(biāo)曲線，得出較為平均的擬合直線。4. 驗(yàn)證快速電子的動(dòng)量與動(dòng)能的相對(duì)論關(guān)系表2：測(cè)量快速運(yùn)動(dòng)電子的動(dòng)能和動(dòng)量數(shù)據(jù)表道數(shù)坐標(biāo)（cm）R（m）Pc實(shí)驗(yàn)值（MeV）Pc=BRc(eV)Ek(MeV)E1(MeV)E2(MeV)相對(duì)論P(yáng)c理論值（MeV）經(jīng)典Pc理論值（MeV）百分差（%)65.7417.600.038000.74230.28890.38670.39900.75300.63861.412

3、7.1220.300.051501.00610.53080.62630.63731.02840.80712.2179.5622.600.063001.23070.73740.83100.84101.25170.92711.7244.6825.400.077001.50420.99401.08521.09391.52141.05731.1306.0428.100.090501.76791.23571.32471.33221.77091.16680.2364.330.500.102502.00231.46531.55211.55842.00531.26200.1422.1733.000.11500

4、2.24651.69331.77801.78322.23651.35000.4461.4235.500.127502.49071.84791.93121.93562.39261.40654.1由圖可知：所得的實(shí)驗(yàn)值和相對(duì)論理論值更為符合。與經(jīng)典理論值出入較大，說(shuō)明快速電子符合相對(duì)論。思考題1. 簡(jiǎn)單描述NaI（Tl）單晶閃爍能譜儀的工作原理。 當(dāng)射線通過(guò)閃爍體時(shí)，閃爍體被射線電離、激發(fā)，并發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，這些光子射到光電倍增管的光陰極上發(fā)生光電效應(yīng)而釋放出電子，電子流經(jīng)電倍增管多級(jí)陰極線路逐級(jí)放大后或?yàn)殡娒}沖，輸入電子線路部分，而后由定標(biāo)器記錄下來(lái)。光陰極產(chǎn)生的電子數(shù)量與照射到它上

5、面的光子數(shù)量成正比例，即放射性同位素的量越多，在閃爍體上引起閃光次數(shù)就越多，從而儀器記錄的脈沖次數(shù)就越多。測(cè)量的結(jié)果可用計(jì)數(shù)率，即射線每分鐘的計(jì)數(shù)次數(shù)（簡(jiǎn)寫(xiě)為cpm）表示，現(xiàn)代計(jì)數(shù)裝置通常可以同時(shí)給出衰變率，即射線每分鐘的衰變次數(shù)（簡(jiǎn)寫(xiě)dpm）、計(jì)數(shù)效率（E）、測(cè)量誤差等數(shù)據(jù)，閃爍探測(cè)器是近幾年來(lái)發(fā)展較快，應(yīng)用最廣泛的核探測(cè)器，它的核心結(jié)構(gòu)之一是閃爍體。閃爍體在很大程度上決定了一臺(tái)計(jì)數(shù)器的質(zhì)量。 2. 反散射峰是如何形成的？ 由射線透過(guò)閃爍體射在光電倍增管的光陰極上發(fā)生康普頓反散射或射線在源及周圍物質(zhì)上發(fā)生康普頓反散射，而反散射光子進(jìn)入閃爍體通過(guò)光電效應(yīng)而被記錄所致。這就構(gòu)

6、成反散射峰。反散射峰對(duì)應(yīng)的射線的能量為0.184Mev。3. 若只有137Cs源，能否對(duì)閃爍探測(cè)器進(jìn)行大致的能量刻度？ 可以因?yàn)閺腃s的能譜中可讀取反散射峰0.184Mev的道數(shù)，以及光電峰的0.662Mev的道數(shù)。經(jīng)過(guò)這兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)可大致的對(duì)能譜進(jìn)行能量刻度。4. 觀察狹縫的定位方式，試從半圓聚焦磁譜儀的成象原理來(lái)論證其合理性。 快速電子在磁場(chǎng)作用下受洛侖磁力作圓周運(yùn)動(dòng)，狹縫的定位對(duì)應(yīng)不同半徑的電子，可獲得其有不同能量的電子。5. 本實(shí)驗(yàn)在尋求P與X的關(guān)系時(shí)使用了一定的近似，能否用其他方法更為確切地得出P與X的關(guān)系？控制不同的X，產(chǎn)生不同的P的損失，作曲線對(duì)比?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件無(wú)法做到。6. 用放射源進(jìn)行能量定標(biāo)時(shí)，為什么不需要對(duì)射線穿過(guò)220m厚的鋁膜時(shí)進(jìn)行“能量損失的修正”？射線在空氣中的損失可以忽略不計(jì)，因此不需要修正，而粒子需要真空條