闪烁γ能谱测量东北师范大学.docx

闪烁γ能谱测量实验目的了解闪烁计数器的工作原理，熟悉其结构，并掌握用闪烁谱仪测量γ谱的原理和基本方法，并测量和的γ射线的脉冲谱。实验原理工作原理闪烁计数器探测射线的基本过程：在射线的激发下闪烁体发光。所发之光被光电倍增管接收，经光点转换及电子倍增过程，最后从光电倍增管的阳极输出电脉冲。分析、记录这些脉冲就能测定射线的强度和能量。闪烁记数器的结构前置放大器闪烁体光电倍增管光阴极倍增极阳极闪烁计数器探头中有闪烁体、光电倍增管和前置放大器，共同装在不透光的外壳内。 闪烁体吸收一个能量为E入射粒子，在其激发下发射的光子数为N。这些光子打在光阴极上能打出PN个光电子，P称为光阴极的光电转换效率。经过电子倍增在阳极可收集到MPN个电子。这里为了简单，没有考虑光和电子在传输过程中的损失。设阳极系统对地的等效电容为C，则在负载电阻足够大时（RC＞＞闪烁体的发光衰减时间）,电压脉冲幅度为 此脉冲经过放大倍数为A的线性放大器放大，最后得到脉冲幅度为闪烁体的吸收闪烁体吸收γ射线有光电效应，康普顿效应，电子对效应三种。这三种吸收会影响到最后能谱的结构。能量分辨率因为闪烁体的发光，光阴极的光电子发射，倍增极的次电子发射等都服从统计规律，存在一定的统计涨落；闪烁体各部分的发光效率和光的收集效率不会完全一样，光阴极各部分的灵敏度也有差别。这样即使闪烁体吸收一束能量为E的带电粒子，得到的脉冲幅度不是都等于VE，而是以VE 为中心有一定的分布 N0/2N0△VVE脉冲幅度 能谱图实验装置高压电源线性放大器脉冲分析器定标器扫描器线性率表记录仪探头实验内容1.连接仪器，检查线路确认无误后开低压电源预热，将 137 Cs放射源放在托盘上，加高压 用脉冲示波器观察探头工作状态。得到负脉冲表明探头以开始工作? 2.?调节放大器的放大倍数和时间常数，用示波器观察放大器输出波形，使放大器输出脉冲 幅度为8V左右，且使输出波形尽量与探头输出波形相似。?3.?把单道道宽设置为0.1V，微积分开关置于微分位置，调节单道阈值，粗测谱形，以确认 光电峰在8V左右（即确认整个波形是否落在单道分析器的可调范围内）。4.?精测 137 Cs能谱，单道道宽置于0.1V不动，逐渐改变单道阈值，每隔0.1V测一次计数， 确定测量时间为30s。作出 137 Cs的γ能谱并求出谱仪的能量分辨率。? 5.?放上60Co源，改变放大倍数和高压，使60Co的1.33MeV的光电峰脉冲在8V左右，依 次测出 137 Cs和60Co的?γ光电峰，做出谱仪的能量刻度曲线。五、实验数据记录与处1、137 Cs的能谱测量有上述表格中的数据可作图如下：2、谱仪的能量分辨率通过读数工具得峰值点坐标（8.11，49.33），在谱线的半高度时的坐标分别是（7.47,24.5），（8.76，24.5）故U=8.76-7.47=1.29V所以谱仪的能量分辨率W=U/U=15.9％3、能量刻度曲线数据记录：做曲线，并找到主峰所在的位置，确定能量刻度曲线上的点的横坐标的位置，再利用标准源的能量为纵坐标做能量刻度曲线（60Co能量分别为1.33MeV 和1.17MeV，结合137 Cs的γ能谱的光电峰（0.662MeV））,如下图：由图像读数得截距E0=0.1361MeV,斜率G=0.1601，得直线函数： E(x)=E0+Gx E(x)=0.1361+0.1601x注意事项：调节高压，观察探头波形时要适度调节，依照实验书所示的波形，保证探头正常工作。在调节好高压后，再进行其他后面的实验时切莫再调节高压，如若调节需从头开始调高压。注意高压不得超过600伏，实验前要确定高低压都调至0的位置。近代物理实验姓名：学号：班级：