样品厚度对高纯锗_谱仪探测效率的影响_陈劲松.pdf

第 34 卷 第 9 期 核 技 术 Vol. 34, No.9 2011 年 9 月 NUCLEAR TECHNIQUES September 2011 样品厚度对高纯锗γ谱仪探测效率的影响 陈劲松 杨 浩 杨本俊 张明礼 王琳贤 (南京师范大学地理科学学院 南京 210046) 摘要 通过对不同厚度样品的 γ 射线测量，得出波谱峰面积与样品厚度的关系，并通过相对测量和效率刻度 测量方法，计算不同厚度样品在 46.5 、351.9、477.6 、661.7 keV 能量下的探测效率。探测效率随样品厚度的 变化较大，不同厚度样品的 4 种探测效率最大值平均为最小值的 2.6 倍。实验结果显示：探测效率随样品厚度 增加而逐渐减小，呈现对数关系。随着能量的增加，对数关系减弱，线性关系增强。 关键词 高纯锗 γ谱仪，探测效率，样品厚度 中图分类号 TL814 土壤侵蚀是重大环境问题，测定土壤侵蚀方法 1 研究方法 有径流小区法、调查法和示踪法等[1] 。前两种方法 影响高纯锗 γ谱仪探测效率的因素有入射 γ射 需投入大量资金和人力进行长期监测，且径流小区 线能量、探测器端窗厚度、探测器死层厚度，以及 的设置会改变原地貌，使研究结果可靠性减弱。用 137 210 7 样品的形状、活度与样品-探测器距离(样品立体角) 放射性核素(如 Cs、 Pbex 和 Be 等)作为示踪剂， 等。前三种因素不可调控，样品密度可由过同一目 用高纯锗 γ谱仪测量土壤放射性活度，定量研究不 筛来控制其一致，而样品形状、活度和立体角决定 同时间和空间尺度的土壤侵蚀率，这是国内外许多 样品的探测效率。 学者研究土壤侵蚀速率的新方法[2−6] 。对于核素示踪 定量测量放射性活度有相对测量和效率刻度测 土壤侵蚀速率的精度，人们往往注重于研究区核素 量。前者将样品中某一核素的特征能量峰与其相应 背景值和核素流失量与土壤侵蚀量间的定量关系模 的标准源能量峰测量结果相对比，其优点是测量准 型[7−11]，这固然是该技术应用的关键，但提高样品 确、误差小，缺点是测量范围窄，仅测出标准源含 放射性测量的精度，可提高土壤侵蚀速率计算的准 有的核素，适用于单一用途的用户；后者用标准源 确度，这方面易被忽视。 中核素拟合出的探测效率曲线，以计算其它核素活 用高纯锗 γ谱仪分析环境样品放射性比活度， 度，其测量范围广，能测量无源核素，仪器量程范 会遇到样品厚度和密度与标准源不一致的问题，如 围内的核素都能给出定量结果，缺点是误差大。 在土壤侵蚀的 137Cs 放射性比活度测量中，采集到 高纯锗 γ谱仪的绝对探测效率(η)为γ谱仪探测 的土壤样品量较少(或较多) 时，样品盒中的样品厚 到的射线强度与样品放射性活度(D)之比。 度比标准源样品低(或