α射线能谱测量

γ射线能谱的测量【摘要】某些物质的原子核能够发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，γ射线产生的原因正是由于原子核的能级跃迁。

我们通过测量γ射线的能量分布，可确定原子核激发态的能级，这对于放射性分析，同位素应用及鉴定核素等都有重要意义。

因此本实验通过使用γ闪烁谱仪测定不同的放射源的γ射线能谱。

同时学习和掌握γ射线与物质相互作用的特性,并且测定窄束γ射线在不同物质中的吸收系数μ。

【关键词】γ射线能谱γ闪烁谱仪【引言】从1896年的法国科学家贝可勒尔发现放射性现象开始，经过居里夫人等一系列科学家对一些新放射性元素的发现及其性质进行研究的杰出工作后，人类便进入了对原子核能研究、利用的时代。

而原子核衰变能放出α、β、γ三种射线，这些射线可以通过仪器精确测量。

本次实验主要研究γ射线，通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。

γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。

人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。

因此本次实验研究了不同材料对于γ射线的吸收情况这是非常具有实际意义的，比如在居民区制造防空洞的时候可以使用一定厚度的抗辐射材料确保安全，而且在核电站、军事防护地以及放射源存放处等地方我们都有必要使用防辐射材料。

γ射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿散射和正、负电子对产生这三种过程，如下图所示。

本实验主要研究的是窄束γ射线在物质中的吸收规律。

所谓窄束γ射线是指不包括散射成份的射线束，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。

窄束γ射线再穿过物质时，由于上述三种效应，其强度就会减弱，这种现象称为γ射线的吸收。

γ射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律。

本次实验仪器如下：NaI 闪烁谱仪，γ射线源137Cs 和60Co ，高压电源放大器，Pb,Al 吸收片各四片，计算机NaI(TI)闪烁探测器的结构如下图所示。

国防学院本科实验室2015-2016年度实验指导书课程：核辐射探测学专业：辐射、核工、核燃指导教师：王小胡席发元实验一： α射线能谱测量一、实验安排次数/实验：2次/实验 学时/次：2学时/次人数/次：10～20人/次二、实验目的及要求1．目的了解PN结半导体α谱仪的工作原理、特性。

掌握使用α谱仪测量α粒子能谱的方法。

掌握能量分辨率的概念，测量真空度对α粒子能量分辨率的影响。

在相同真空度条件下，测定α粒子能量分辨率、计数率随源-探距的变化。

2．要求预习PN结半导体α谱仪的工作原理；预习能量分辨率的基本概念，PN结半导体α谱仪能量分辨率的影响因素。

查询Am-241，Pu-239两种核素的α粒子能量。

三、实验仪器和试剂1.主要仪器：实验采用美国ORTEC公司生产的8路α谱仪。

仪器特点：每一路都有自己的探测器，真空室，真空计、探头偏压调节、前放、主放、脉冲产生器及漏电流检测器。

样品直径最大可达51mm。

探测器与被测样品之间有10档距离可选，相邻两档之间的距离差为4mm,最大距离可达44mm。

真空计：范围10mTorr到30Torr，具有真空/偏压锁定控制功能。

每路谱仪的探测器偏压、漏电流及真空度均可在软件相关界面上以数字和图形显示出来。

探测器偏压：范围0±100V,大小和正负极性可调节。

真空泵：每路谱仪的真空室采用高性能O圈密封，通过一个三位阀可以单独手动控制抽真空/保持/放气三个状态，互不影响；整个谱仪则合用一台真空泵，采用国际标准的NW25ISO-KF卡箍与真空泵相连。

2.放射源：采用Am-Pu混合源。

2π发射率分别为每秒282.2和每秒390.7。

四、实验内容1、调整α谱仪，测定谱仪能量分辨率。

利用Am-Pu混合源，对谱仪进行能量刻度。

2、测量真空度对α谱仪能量分辨率的影响。

3、测量源-探距对α粒子能量分辨率、探测器计数率的影响。

五、实验步骤1、调整α谱仪①打开PC机、8路α谱仪和真空泵；②点击PC桌面上“MAESTRO for Windows”；③选择探测器通道；④放置样品（Am-Pu源）⑤抽真空⑥设置探测器高压⑦点击Acquire-》Start 开始测量2、测量真空度对α谱仪能量分辨率的影响。

伽马能谱测定法
伽马能谱测定法是一种用于测量材料或样品中伽马射线的能量和强度分布的方法。

它基于伽马射线的特性，通过测量伽马能量和强度的变化，可以获取关于材料组成、放射性衰变过程或伽马辐射源的信息。

伽马能谱测定通常包括以下步骤：
1. 辐射源：产生伽马射线的放射性材料或伽马辐射源。

2. 探测器：使用载能探测器（如闪烁体探测器或半导体探测器）来测量伽马射线的能量和强度。

当伽马射线进入探测器时，会与探测器中的物质相互作用，产生能量沉积，生成电荷或光信号。

3. 数据采集系统：通过数据采集系统捕获和记录探测器产生的信号。

这些信号通常被转换为能谱图，能谱图展示了不同能量的伽马射线的相对强度。

4. 分析和解释：通过对能谱图的分析，可以确定伽马射线的能量和强度分布。

通过比对已知的能量和强度特征，可以确定材料的成分或伽马射线源的特征，如放射性同位素的种类和浓度。

伽马能谱测定法在核物理、射线防护、材料分析和辐射监测等领域具有广泛的应用，可以用于识别和测量各种放射性物质，以及对射线辐射的评估和监测。

241Am火警源α能谱测量分析系统
冯跟胜;王颖;冯新占
【期刊名称】《同位素》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】按照＾２４１Ａｍ火警源发射的α能谱特点和使用者对α能谱的要求，研究了对这类放射源α能谱的测量分析方法，建立了适合于这种放射源的α能谱的半自动测量分析装置。

经过近一年的试运行，证明该方法和新建装置完全能满足生产过程中对＾２４１Ａｍ火警源的α能谱测量和分析、发货前的α能谱质量检验、使用者对源的α能谱验收检验要求，是目前测量分析＾２４１Ａｍ火警源α能谱的一种较好装置。

【总页数】1页(P85)
【作者】冯跟胜;王颖;冯新占
【作者单位】中国原子能科学研究院同位素研究所;中国科学院软件研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TL817.2
【相关文献】
1.γ能谱测量分析软件 Spectrum 研发 [J], 龚玉巍;贾铭椿;郭智荣;裴煜;许彩
2.241Am—Ag源原油含水分析仪 [J], 孙奉先
3.替代241Am低能光子源的准单色X射线机的研制 [J], 林辉;肖雪夫;赵靖;简利民
4.α能谱法测定241Am(n,γ)242Amg,m的反应分支比 [J], 倪建忠;代义华;张海涛;
鲁檑;施艳梅;常永福
5.α能谱法测定Pu材料中241Am/Puα活度比 [J], 杨吉纯
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能谱仪面扫描定量分析什么是能谱仪？能谱仪是一种可以根据物质的放射性衰变和能量分布特性，通过测量样品射出的电子或光子能谱来对样品进行分析和表征的仪器。

它可以测量样品中放射性核素的种类、含量以及其能量分布情况。

能谱仪的结构和原理能谱仪由探测器、放大器、多道分析器等组成。

其原理是将样品置于放射性源中，放射性核素经过衰变放出α、β 射线和γ 射线。

这些射线经过样品后，与探测器相互作用，通过探测器转换成电信号，并经过放大器进行电信号放大，然后由多道分析器进行多道计数，最后形成一个完整的能谱图。

面扫描定量分析面扫描定量分析技术是通过能谱仪对样品表面进行一定深度范围内的扫描测量，然后计算出样品中放射性核素的数量浓度。

其原理是将样品表面与探测器保持一定距离，通过扫描的方式测量样品表面上的放射线计数率，然后根据放射性核素的半衰期和相对照射强度进行定量测量分析。

面扫描定量分析有以下三种方法：1. 面积扫描面积扫描是通过能谱仪对样品表面上一定面积区域内的放射线进行测量，然后计算出该区域内放射性核素的数量浓度。

这种方法适用于比较均匀的样品。

2. 垂直式线扫描垂直式线扫描是在样品表面上横向扫描一定长度的线，并测量线上的放射线计数率。

然后根据扫描线的长度和扫描速度来计算出单位长度内的放射性核素数量浓度。

这种方法适用于比较分散的样品。

3. 水平式线扫描水平式线扫描是在样品表面上纵向扫描一定长度的线，并测量线上的放射线计数率。

然后根据扫描线的长度和扫描速度来计算出单位长度内的放射性核素数量浓度。

这种方法同样适用于比较分散的样品。

面扫描定量分析的优点和应用面扫描定量分析技术具有下列优点：1.操作简便，不需要对样品进行特殊处理。

2.可同时对样品中多种放射性核素进行定量分析，可广泛应用于核辐射环境监管、环境污染控制、地质勘探等领域。

3.可快速获得样品表面的放射分布情况，并能够进行三维重建和定量分析。

面扫描定量分析技术是一种非常重要的分析手段，在核科学、环境安全、医学诊断等领域有着广泛的应用前景。

****************************************************************************西南科技大学《α射线能谱测量》报告设计名称α射线能谱测量学院班级学生姓名学号设计日期 2014年12月2014年10月制目录1实验目的 (1)2实验内容 (1)3实验原理 (1)3.1α能谱 (1)3.2α放射源 (2)3.3α放谱仪 (3)3.4探测器测量α射线能谱相关原理 (4)3.5α谱仪的能量刻度和能量分辨率 (4)4实验仪器、器材 (5)5实验步骤 (5)6实验数据记录、处理 (6)7实验结论 (8)1实验目的α衰变中发射的α粒子能量及辐射几率的测量，对于核结构研究具有重要意义。

这些核数据的测量通常是用α磁谱仪或半导体α谱仪。

而本实验主要从以下几个方面进行：1、了解α谱仪工作原理与特性2、掌握α能谱测量原理及测量方法3、测量获取表中各种放射源在不同探源距下α能谱的数据与图像记录并进行刻度2实验内容测定α谱仪在不同源距下α能谱的数据，并通过计算获得相关能量分辨率。

同时，进行能量刻度。

3实验原理3.1α能谱α粒子通过物质时，主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失，使物质产生正负离子对，对于一定物质，α在其内部产生一对离子所需的平均能量是一定的（即平均电能w），所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比，即：EN=W公式中N为α粒子在物质中产生的正负离子对数目，E是在物质中损失的α粒子能量。

如果α粒子将其全部能量损失在物质内，E就是α粒子的能量。

由于α粒子在空气中的射程很短（在T=15℃，P=1大气压时，天然放射性核素衰变产生的α粒子，射程最大为Thc’(212Po) 为8.62cm，能量最小232Th为2.5cm），所以测量室应采用真空室，如上图1所示，采用真空泵将测量室抽成真空，这样与探测器接触的α粒子的能量才近似等于放射性核素经过α粒子放出的α粒子的初始能量（近似是因为不可能将测量室抽成绝对真空）。

γ射线能谱的测量光信息081 邵顺富 08620122摘要：本实验要求大家了解NaI（TI）闪烁探测器的结构，并对其工作原理有一定的认识。

γ射线射入闪烁体，通过光电效应、康普顿效应和电子对产生这三种效应，产生次级电子，再由这些次级电子去激发闪烁体发光。

所发之光被光电倍增管接收，经光电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，从而得到γ射线的能谱。

关键词：闪烁探测器γ射线能谱引言：γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态时发射的波长很短的电磁辐射。

其能量由原子核跃迁前后的能级差来表示：γ射线与物质发生相互作用则产生次级电子或能量较低的射线，将γ射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到γ辐射强度按能量的分布，即为“γ能谱”。

本实验采用NaI（TI）单晶闪烁谱仪测量“γ能谱”。

研究γ射线的能谱对于放射性核素的应用和研究原子核的能级结构有很重要的意义。

闪烁探测器在科学技术的许多部门有着十分重要的应用，它的主要优点是：既能探测各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子，既能对辐射强度进行测量，又能对辐射的能量进行分析，而且探测效率高（比G-M计数器高几十倍），分辨时间短（约10 秒）。

通过本实验，你将学习掌握一种测量射线能量的方法：用NaI(Tl)闪烁探测器测量γ能谱。

正文实验背景γ辐射是处于激发态原子核损失能量的最显著方式。

光子(γ射线)会与下列带电体发生相互作用：1）被束缚在原子中的电子；2）自由电子(单个电子)；3）库仑场(核或电子的)；4）核子(单个核子或整个核)。

这些类型的相互作用可以导致下列三种效应中的一种：1）光子的完全吸收；2）弹性散射；3）非弹性散射。

因此从理论上讲，γ射线可能的吸收和散射有12种过程，但在从约10KeV到约10MeV范围内，大部分相互作用产生下列过程中的一种：光电效应、康普顿效应、电子对。

实验目的1．了解闪烁探测器的结构、原理；2．掌握Nal（T1）单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法；3．了解和电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理；实验内容1．学会NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪整套装置的操作、调整和使用，调试一台谱仪至正常工作状态。

一、放射性的度量单位1、照射量X（库仑每千克/伦琴R）表示Χ或γ射线在空气中产生电离大小的物理量（X=dQ/dm）dQ是指质量为dm的体积单元的空气中，光子释放的所有电子（负电子和正电子）在空气中全部被阻时，形成的同一种符号（正或负）的离子的总电荷的绝对值。

单位： (C. kg-1) 库伦/千克,旧单位是伦琴(R),1 R=2.58×10-4 C.kg-1照射量率：指单位时间内的照射量。

2、吸收剂量D（戈瑞Gy/拉德rad）吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量（D=dε/dm）dε与dm分别代表受电离辐射作用的某一体积元中物质的平均能量与物质的质量.单位：Gy（戈瑞），1 Gy=1 J.kg-1。

吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，是衡量电离辐射与物质相互作用的一种重要的物理量。

吸收剂量率：单位时间内的吸收剂量，单位 Gy.s-1。

3、剂量当量H（希沃特SV /雷姆rem）在人体组织中某一点处的剂量当量H等于吸收剂量与其他修正因数的乘积（H=DQN）Q为品质因子，亦称为线质系数，不同电离辐射的Q值列于表8-1；N为其它修正系数，是吸收剂量在时间或空间上分布不均匀性修正因子的乘积，对外照射源通常取N=1。

单位：SV（希沃特），1 SV=1 J.kg-1表8-1 品质因数与照射类型、射线种类的关系二、环境中放射性的来源(一)天然源1、宇宙射线初级宇宙线—高能辐射，穿透力很强;次级宇宙线—比初级弱；放射性核素－20余种。

2、天然放射性核素—与地球共生3、天然放射本源—半衰期极长，强度弱（二）人工源1、核试验及航天事故－核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留0.3—3年2、核工业：核废弃物（核发电）3、工农业、医学和科研等部门（医学占人工污染源的90％）4、放射性矿的开采和利用三、放射性污染的特点放射性污染虽然是由于具有放射性核素的化学物质而造成的，但是放射性污染与一般的化学毒害物质污染有显著区别。

*************************************************************************** *西南科技大学《α射线能谱测量》报告设计名称α射线能谱测量学院班级学生姓名学号设计日期 2014年12月2014年10月制目录1实验目的 (1)2实验内容 (1)3实验原理 (1)α能谱 (1)α放射源 (2)α放谱仪 (3)探测器测量α射线能谱相关原理 (4)α谱仪的能量刻度和能量分辨率 (4)4实验仪器、器材 (5)5实验步骤 (5)6实验数据记录、处理 (6)7实验结论 (8)1实验目的α衰变中发射的α粒子能量及辐射几率的测量，对于核结构研究具有重要意义。

这些核数据的测量通常是用α磁谱仪或半导体α谱仪。

而本实验主要从以下几个方面进行：1、了解α谱仪工作原理与特性2、掌握α能谱测量原理及测量方法3、测量获取表中各种放射源在不同探源距下α能谱的数据与图像记录并进行刻度2实验内容测定α谱仪在不同源距下α能谱的数据，并通过计算获得相关能量分辨率。

同时，进行能量刻度。

3实验原理α能谱α粒子通过物质时，主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失，使物质产生正负离子对，对于一定物质，α在其内部产生一对离子所需的平均能量是一定的（即平均电能w），所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比，即：EN=W公式中N为α粒子在物质中产生的正负离子对数目，E是在物质中损失的α粒子能量。

如果α粒子将其全部能量损失在物质内，E就是α粒子的能量。

由于α粒子在空气中的射程很短（在T=15℃，P=1大气压时，天然放射性核素衰变产生的α粒子，射程最大为Thc’(212Po) 为，能量最小232Th为），所以测量室应采用真空室，如上图1所示，采用真空泵将测量室抽成真空，这样与探测器接触的α粒子的能量才近似等于放射性核素经过α粒子放出的α粒子的初始能量（近似是因为不可能将测量室抽成绝对真空）。

核反应衰变中的射线发射和能谱核反应衰变是指原子核发生变化，从一个核变为另一个核的过程。

在核反应衰变中，常常伴随着射线的发射，这些射线包括α射线、β射线和γ射线。

同时，每种射线的能量也有所不同，形成了不同的能谱。

本文将详细介绍核反应衰变中的射线发射和能谱。

一、α射线的发射和能谱α射线是由氦原子核组成的粒子，其电荷数为+2，质量数为4。

在核反应衰变中，当一个原子核发生α衰变时，会释放出一个α粒子，即α射线。

α射线的能量范围通常在2-10 MeV之间。

α射线的能谱是指α粒子的能量分布情况。

由于α粒子的质量较大，其能量损失较小，因此α射线的能谱呈现为一个尖峰状的分布。

能谱的峰值对应着α粒子的最大能量，而能谱的宽度则反映了α粒子能量的分布范围。

二、β射线的发射和能谱β射线是由电子或正电子组成的粒子，其电荷数为-1或+1，质量数可忽略不计。

在核反应衰变中，当一个原子核发生β衰变时，会释放出一个β粒子，即β射线。

β射线的能量范围通常在0-10 MeV之间。

β射线的能谱是指β粒子的能量分布情况。

由于β粒子的质量较小，其能量损失较大，因此β射线的能谱呈现为一个连续的分布。

能谱的形状取决于β粒子的能量损失机制，通常呈现为一个斜坡状的分布，能谱的斜率越大，说明β粒子的能量损失越大。

三、γ射线的发射和能谱γ射线是由高能光子组成的电磁辐射，其电荷数和质量数均为0。

在核反应衰变中，当一个原子核发生γ衰变时，会释放出一个γ光子，即γ射线。

γ射线的能量范围通常在0-10 MeV之间。

γ射线的能谱是指γ光子的能量分布情况。

由于γ光子没有电荷和质量，其能量损失几乎可以忽略不计，因此γ射线的能谱呈现为一个尖峰状的分布。

能谱的峰值对应着γ光子的最大能量，而能谱的宽度则反映了γ光子能量的分布范围。

综上所述，核反应衰变中的射线发射和能谱是核反应衰变过程中的重要特征。

α射线、β射线和γ射线分别对应着不同的粒子和能量范围，其能谱形状也有所不同。

测量地壳内放射性元素放出的射线强度，以发现放射性元素矿床，探明矿体大小,确定放射性元素含量,并指导铀、钍矿和钾盐矿的开采。

此法还用来寻找与放射性元素共生的其他非放射性矿床，如磷块岩矿、铝土矿、稀土和稀有元素矿床等；解决各类有关的问题，如地质填图，寻找同油气、地下水等有关的构造，以及对环境污染的监测等。

放射性勘探的主要缺点是探测深度不大，必须与其他地质工作配合进行。

简史1932年，加拿大的沃格特(W. Voget)首次采用装有盖革计数器的野外辐射仪。

1949年，美国普林格尔(R.W.Pringle)和劳洛顿(K. I.Rouloton)试制成功了第一批闪烁式野外辐射仪，并在加拿大阿萨巴斯卡湖附近的铀矿区试验成功。

1944年航空放射性测量开始作实验性飞行。

1949年美国、加拿大和英国开始设计航空闪烁辐射仪，1950年开始大量生产。

1962年美国研制了高灵敏度的航空γ能谱仪，并从1966年开始用于矿产资源调查。

60年代后期美国、英国、加拿大、日本等国开始采用汽车γ能谱测量。

70年代测氡技术有了新的发展。

中国于1954年开始进行放射性普查工作。

基本理论自然界能产生放射性的核素已发现 230多种，其中80多种经过一次衰变就成为稳定的核素，称为单衰变。

还有50多种原子序数高于80的放射性同位素，是由几个长寿元素衰变产生的。

这些长寿元素经过一次衰变后，形成的产物仍然是放射性元素，再继续发生衰变，如此一代一代衰变下去，直到成为一个稳定的核素为止。

通常把衰变起始的那个元素称为母元素，其衰变产物称为子元素。

由母元素和子元素组成一个族，叫做放射性系列。

已知有3个天然放射性系列,即铀系（或称铀-镭系）、钍系和锕系，它们的衰变如图1所示。

还有一个用人工方法得到的镎系。

每个天然放射系列中都有一个气态元素(An、Tn、Rn)，是氡的同位素，通常称之为射气，都能逸散，其中以Rn的半衰期最长，故可扩散得较远。

因此作放射性测量可以发现由放射性元素组成的矿床。

(α,n)反应中子产额与能谱计算方法“(α,n)反应中子产额与能谱计算方法”是一种利用放射性衰变过程中的α 射线来产生中子的研究方法。

该方法将α-核反应用作基本的放射性衰变过程，通过α射线的能量以及特定能量的中子的数量推导出中子产额，并利用该结果来计算中子能谱。

α-核反应指的是原子核向外发射α粒子，由此而形成新的核结构。

它在放射性衰变过程中起着重要作用：一些重元素会在α衰变过程中发射α射线，从而形成较轻的元素；比如，铀238以4α衰变而放出4个α粒子，从而形成氦4。

因此，α衰变具有重要的放射性衰变意义，在放射性核化学中占有重要地位。

α-核反应的产物有两种：一种是α射线，另一种是中子。

α射线的能量可以通过实验测量得到，而中子的数量则可以通过实验测量得到。

因此，在α-核反应中，可以通过测量α射线的能量，以及放射性衰变的中子的数量，来推导出中子产额。

中子产额可以用来计算中子能谱。

中子能谱表示了不同能量的中子在放射性衰变过程中所占比例，并可以用来研究中子衰变反应的物理特性。

因此，通过测量α-核反应中的α射线和中子的能量，可以推导出中子产额，从而计算出中子能谱。

在实验中，为了测量α-核反应中的中子能谱，需要使用α反射膜（或α检测器）来测量α射线的能量，并使用中子检测器来测量中子的数量。

实验中的α射线的能量和中子的数量的测量必须相互独立，否则将无法得出正确的中子产额。

一旦α射线的能量和中子的数量都被测量出来，就可以利用实验数据推导出中子产额。

首先，需要计算α射线的强度，以及中子的数量。

然后，将α射线的强度除以中子的数量，就可以得到中子产额。

最后，根据中子产额的推导结果，就可以计算出中子能谱。

总之，“(α,n)反应中子产额与能谱计算方法”是一种利用α射线的能量和放射性衰变中子的数量来推导出中子产额，并利用该结果来计算中子能谱的研究方法。

这种方法可以用来研究α-核反应的物理特性，并为放射性衰变研究提供重要信息。

α饱和厚度节选自：《中国环境科学百科全书》核与辐射安全α射线（α-ray）又称α粒子束。

指核衰变时释放出的高速运动的α粒子束流。

1898年，卢瑟福发现铀和铀的化合物所发出的射线有两种不同的类型，他把带正电的射线命名为α射线，带负电的射线命名为β射线。

许多不稳定核素发生α衰变时会产生α射线，这些核素一般为原子序数大于82的重核（如氡、锕、钍、镭等），也有少数几种核素原子序数小于82。

α粒子即氦原子核，其质量近似等于质子质量的4倍，带有两个正电荷，常用4He 表示。

α衰变放出的α粒子能量大多为4～9 Me V。

α粒子是重带电粒子，它通过物质时，主要与轨道电子发生库仑作用。

由于重带电粒子的能量显著大于电子在原子内的结合能，很容易使电子电离。

α粒子在物质中行进时，方向不会发生太大偏转，而其自身能量不断减小，运动速度减慢，最后完全失去能量，与外界电子相结合，形成氦原子。

因此α射线的电离能力很强而贯穿本领较弱。

它在空气中的射程一般只有几厘米。

所以从防护上来看，α射线的外照射对人体危害不大，容易防护，一般纸张就能阻挡它，但α射线一旦进入人体，其内照射就会引起明显的组织损伤。

此外，对于低能的α粒子而言，它与原子核的弹性碰撞也是一种重要的能量损失过程，该过程会改变α粒子的运动方向，使原子核反冲，带走α粒子的一部分能量，该过程被称为卢瑟福散射。

原子核的反冲可使晶格原子发生位移，形成缺陷，造成靶物质的辐射损伤。

α射线的应用十分广泛。

可用于放射性同位素火灾自动报警装置、静电消除器及放射性同位素电池等；也可用作“核弹”轰击其他元素原子核作为同位素源或中子源，或者用于研究原子内部结构。

α测量测量放射性核素发射的α粒子，确定某介质中放射性核素含量的方法。

通常在环境介质中除天然放射性核素以外，人工放射性核素的含量均比较低。

α测量的目的就是通过对α粒子的能量和数量的探测，根据α粒子与发射该粒子的核素的特定关系而取得被测介质中的核素的种类和含量。