[南京大学08级近代物理实验二(大四上学期)]γ射线的能量和强度的测量VIP免费

1 γ 射线的能量和强度的测量 1. 实验目的 1.1. 了解 NaI Tl 闪烁谱仪的组成，基本特性及使用方法。 1.2. 掌握测量 射线的能量和强度的基本方法。 2. 实验用品 2.1. 放射源 6 0Co  11 号 36 4 .81 0 Bq 12 号 37 9 .11 0 Bq 11 .1 7rEMeV 21 .3 3rEMeV 1 3 7Cs 26 号 36 6 .61 0 Bq 432 号 37 5 .31 0 Bq 0 .6 6rEMeV 2.2. 仪器： 本实验使用 NaI Tl 闪烁谱仪。该仪器由探头、高压电源、线性放大器、微机多道分析器组成。其中 NaI Tl 探头由闪烁体、光电信增管、射极输出器组成。连线示意如图 2-1 所示。 图 2-1 3. 实验原理 3.1.  NaI Tl 闪烁的检测原理 当 射线进入 NaI Tl 闪烁体后，会与物质发生多种相互作用。当 射线的能量不太高时（3 0EMeV ），作用过程主要有光电效应，康普顿散射效应和电子对效应三种。作用的结果是产生了具有一定动能的次级电子，而 射线被吸收或散射。这些次级电子获得的动能T 与入射 光子的能量E 的关系如表 2-1 所示 表 2-1  射线在 NaI Tl 闪烁体中相互作用的基本过程与次级电子动能的对应关系 2 基 本 过 程 次级电子获得能量 （1）光电效应 +原子 原子激发或 离子 激发+电子 （ 为该层电子结合能） （2）康普顿散射 + 电子 （散射）+反冲电子 按 ， 为散射角，从0 至最大能量 连续分布，峰值在最大能量处。 （3）电子对产生 +原子 原子+ 电子对均分能量 次级电子在闪烁体中运动时，使闪烁体的原子激发而发射出荧光光子，光电倍增管的光阴极收集这些荧光光子后发射出光电子，光电子再经过倍增后由阳极收集，在阳极负载电阻上形成一个电压脉冲信号。这一信号经过射极输出器放大后再输出至线性放大器，因此，探头输出信号的电压脉冲幅度，与次级电子在闪烁体中损失的能量成正比，次级电子的能量来自于入射的 光子，所以信号脉冲的幅度也与入射的 光子的能量有关，由表 2-1 可知，由于三种不同的相互作用，对相同能量E 的入射 射线，也可以产生不同能量的次级电子。因此对于单能的 射线，所得到的信号脉冲幅度也有一个很宽的分布。 当入射 射线的能量0.3EMeV 时，光电效应占优势，随着 射线的能量增加，发生康普顿效应的几率也增加，当1.022EMeV ，才有可能出现电子对效应，并且随...