NaI(Tl)闪烁谱仪实验报告（1）.pdf

实验5：NaI(Tl)闪烁谱仪 实验目的 1．了解谱仪的工作原理及其使用。 137 2．学习分析实验测得的 Cs  谱之谱形。 3．测定谱仪的能量分辨率及线性。 内容 1．调整谱仪参量，选择并固定最佳工作条件。 137 65 60 2．测量 Cs、 Zn、 Co 等标准源之 能谱，确定谱仪的能量分辨率、刻度能量  137 线性并对 Cs  谱进行谱形分析。 3．测量未知 源的能谱，并确定各条 射线的能量。   原理 NaI(T1) 闪烁谱仪由NaI(T1) 闪烁体、光电倍增管、射极输出器和高压电源以及 线性脉冲放大器、单道脉冲幅度分析器（或多道分析器）、定标器等电子学设备组成。 图1 为NaI(T1) 闪烁谱仪装置的示意图。此种谱仪既能对辐射强度进行测量又可作辐  射能量的分析，同时具有对 射线探测效率高（比G-M 计数器高几十倍）和分辨时间 短的优点，是目前广泛使用的一种辐射探测装置。 当 射线入射至闪烁体时，发生三种基本相互作用过程，见表 1 第一行所示：  （1）光电效应；（2）康普顿散射；（3）电子对效应。前两种过程中产生电子，后一 过程出现正、负电子对。这些次级电子获得动能见表1 第二行所示，次级电子将能量 消耗在闪烁体中，使闪烁体中原子电离、激发而后产生荧光。光电倍增管的光阴极将 收集到的这些光子转换成光电子，光电子再在光电倍增管中倍增，最后经过倍增的电 子在管子阳极上收集起来，并通过阳极负载电阻形成电压脉冲信号。 射线与物质的  三种作用所产生的次级电子能量各不相同，因此对于一条单能量的 射线，闪烁探测  器输出的次级电子脉冲幅度仍有一个很宽的分布。分布形状决定于三种相互作用的贡 献。 1 表1  射线在NaI （Tl）闪烁体中相互作用的基本过程 根据 射线在NaI(T1) 闪烁体中总吸收系数随 射线能量变化规律， 射线能    量E  0.3MeV 时，光电效应占优势，随着 射线能量升高康普顿散射几率增加；   在E  1.02MeV 以后，则有出现电子对效应的可能性，并随着 射线能量继续增加   137  而变得更加显著。图2 为示波器荧光屏上观测到的 Cs 0.662MeV 单能 射线的脉冲 波形及谱仪测得的能谱图。 2 在 射线能区，光电效应主要发生在K 壳层。在击出K 层电子的同时，外层电  子填补K 层空穴而发射X 光子。在闪烁体中，X 光子很快地再次光电吸收，将其能量 转移给光电子。上述两个过程是几乎同时发生的，因此它们相应的光输出必然是叠加 在一起的，即由光电效应形成的脉冲幅度直接代表了 射线的能量（而非 减去该层  Er 电子结合能）。谱峰称为全能峰。为便于分析 射线在闪烁体中可能发生的各种事件对