NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量.ppt

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1、NaI(Tl)闪烁谱仪及g能谱测量,核物理实验,物理科学与技术学院 核工程与技术系,实验目的 1、了解闪烁探测器的结构、工作原理。2、熟悉射线与物质相互作用的三种效应（光电效应、康普顿效应和电子对效应）。3、掌握闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法，观测、分析全能谱。实验仪器 放射源60Co和137Cs；NaI（Tl）单晶闪烁谱仪；计算机等。,NaI(Tl)闪烁谱仪及g能谱测量,实验原理,一、射线与物质的作用,康普顿效应,1、闪烁探测器的组成：闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器,NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量,二、NaI（Tl）单晶闪烁能谱仪的结构与性能,1、闪烁探测器的组成：闪烁体、光电倍

2、增管和相应的电子仪器 2、单道与多道脉冲幅度分析器3、NaI（Tl）单晶闪烁能谱仪的主要指标（1）能量分辨率（2）线性与能量刻度,NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量,二、NaI（Tl）单晶闪烁能谱仪的结构与性能,图2 137Cs的射线的能谱,NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量,三、137Cs的射线的能谱,137Cs半衰期30.17年。95%通过贝塔衰变为137m1Ba(半衰期153秒、光子能量是662keV)，5%直接衰变为稳定的137Ba。环境中存在着微量的137Cs，它们几乎都是在1940年代至1960年代的核试爆及某些核事故中释放出来的。历史上曾造成137Cs释放进入环境中的著名案例

3、包括如切尔诺贝利核事故等。2011年3月11日，日本的福岛第一核电站事故事件发生时，也曾发现它的存在。,NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量,60Co的射线的能谱,实验内容,测量 137Cs或60Co伽马射线谱，观察调节高压（500-650 V）对能谱的影响，调节高压使 137Cs或 60Co能谱的最大脉冲幅度尽量大而又不超过多道脉冲分析器的分析范围。求出能量分辨率137Cs（0.6617 MeV）或 60Co（1.1732 MeV，1.3325 MeV）。进行能量刻度，绘制能量刻度曲线:用已知源137Cs（0.6617 MeV，0.184 MeV）或 60Co（1.1732 MeV，1.33

4、25 MeV）对谱仪进行能量刻度。根据测出的137Cs、60Co 的 谱，观察形状，识别其光电峰、反散射峰、X射线峰及康普顿边界等；记录光电峰、反散射峰的峰位。从测量到的137Cs或60Co的 能谱图，计算康普顿边和反散射峰的能量值，并与理论值作比较，对所得的结果进行讨论。,NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量,注意事项,NaI（Tl）探测器要轻拿轻放，切忌磕碰。仪器开机后，必须预热30分钟左右。当工作指示灯为红色时，勿关闭仪器。光电倍增管加高压、降高压都要慢，高压不得超过650 V。在测绘能量刻度曲线中，为了减小计数统计涨落对测量的影响，应保证计数足够多（1000）。实验室禁止吃东西，实验后

5、要洗手。,1.如何从示波器上观察到的137 Cs或60Co脉冲波形图，判断谱仪能量分辨率的好坏？2.反散射峰是如何形成的？3.若有一单能伽马源，能量为2 MeV，试预言其谱形。,思考题,常用数据：60Co两条伽马射线能量1173.2 keV和1332.5 keV，137Cs伽马射线能量661.7 keV,反散射峰能量184 keV。铝的密度2.7 g/cm3,铅的密度 11.34 g/cm3。对661.7 keV能量伽马射线，铝的质量吸收系数理论值0.194 cm-1,铅的质量吸收系数理论值1.213 cm-1。,241Am的g射线的能谱,Americium is a man maderadi

6、oactive isotope,and is commonly found in smoke detectors.The source is an alpha emitter,and in the decay process it also kicks out a gamma at 59.6 keV.This is a typical gamma spectrum from Americium,as you can see,the tall peak at 59.6 keV is very obvious and over powers everything else,it also has a gamma at 26.3 keV which is sometimes visible to the left of the tall peak.There are a whole bunch of other gamma rays from 241Am,but these are not easy to see with NaI detectors.,133Ba的g射线的能谱,152Eu的g射线的能谱,