闪烁探测器实验报告及数据处理

led灯闪烁实验报告本实验旨在探究LED灯闪烁的原因及其调节方法。

本文将详细阐述实验设计、实验结果及分析。

1.实验设计1.1 实验目的通过数据采集器测量LED灯闪烁时间，探究LED灯闪烁的原因及其调节方法。

数据采集器、LED灯、电池、导线、万用表。

将LED灯连接至电池，通过万用表检测电压，记录下LED灯处于正常耀眼发光状态下的电压值。

1.3.2 实验操作将数据采集器连接至LED灯，进行数据采集。

在数据采集的过程中，观察 LED灯是否存在闪烁现象，并记录下其闪烁时间。

根据观测数据，分析闪烁原因，并对LED灯进行相应调节操作。

①准备实验材料③将数据采集器连接至LED灯，进行数据采集⑤分析闪烁原因2.实验结果及分析通过数据采集器采集到的数据，得出以下实验结果：1） LED灯存在闪烁现象，闪烁时间约为0.5秒；2）LED灯正常耀眼发光时，电压值稳定在2V左右。

LED灯闪烁的原因及调节方法分析如下：2.2.1 低电池电压LED灯闪烁的原因之一是电池电压低，无法维持 LED灯的稳定发光。

因此，应使用新电池或充电完好的电池，并确保电池电压达到 LED灯的工作电压。

2.2.2 短路或开路当LED灯连接在一个有短路或断路的电路中时，灯就会闪烁或不亮。

在实验中，如果出现LED灯偶尔闪烁或直接不亮，应检查其连接线路，排除短路或开路。

2.2.3 工作温度LED灯一般在零下40至60度之间工作，在高温环境下，LED灯的工作效率会受到影响，如果温度过高，LED灯更容易出现闪烁现象。

因此在使用LED灯时，应尽量避免过高的环境温度。

2.2.4 驱动电流驱动电流也是导致LED灯闪烁的原因之一。

如果LED灯所需的驱动电流过大或过小，就会导致它出现闪烁、颜色改变等现象。

因此，选择合适的驱动电流也是很重要的。

3.实验结论通过本实验，我们发现LED灯闪烁的原因有多种，其中最常见的是电池电压不足、连接线路短路或开路、工作温度过高以及驱动电流不合适等原因。

眩光测量仪校准规范试验报告实验报告一、实验目的闪烁和响应时间是表征显示器动态显示性能的重要参数，显示器闪烁响应时间测量仪是显示器件研制、生产以及应用过程中的主要检测设备之一，对显示器件的研发、生产和质检具有重要意义。

通过本实验可验证《显示用闪烁响应时间测量仪校准规范》中所规定的校准条件、校准方法、校准结果处理等是否能满足实际工作需求，校准结果的不确定度评定是否合理。

二、实验地点及时间地点1:国防科技工业光电子一级计量站光显示计量实验室三、环境条件温度：24°C,相对湿度：52%；四、校准设备表1.校准用标准器五、实验人员孙权社，刘玉龙六、被校设备信息设备名称：闪烁响应时间测量仪规格型号：SS-410生产厂商：Microvision仪器编号：11-441/10-441七、校准方法及实验数据(1)校准方法参照《显示器闪烁响应时间测量仪校准规范》7.2o(2)实验数据见附录1。

(3)不确定度评定见附录2。

八、结论通过实验验证，表明《显示器闪烁响应时间测量仪校准规范》校准项目与校准方法设置合理，可操作性强，可较全面的评价显示器闪烁响应时间测量仪器的计量性能，具有可行性。

校准结果的测量不确定度评定1、闪烁测量不确定度评定(1)光电探测器响应度引入的测量不确定度该光电探测器在可见光波段的光谱响应度可溯源到低温辐射计，在可见光波段，其光谱响应度对闪烁幅值测量不确定度的影响为0.1%,贝IJ：u r = 0.1%光电探测器为硅光电二极管，该光电探测器在可见光波段的光谱响应度可溯源到低温辐射计，查上级溯源证书可知，在可见光波段，探测器的绝对响应度测量不确定度为1%以=2),则其响应度测量不确定度对闪烁幅值的影响为：u± = 0.1% + 2 = 0.05%(2)信号采集分析设备幅度测量不确定度”2常用的信号采集分析设备为示波器或高速数据采集卡，目前示波器的带宽大于1MHz,根据上级溯源证书可知，在50欧阻抗时，电压测量不确定度为0.2%(k=2),则:u2 = 0.2%+ 2 = 0.1%(3)参考面光源的亮度不稳定度引入的测量不确定度％将参考面光源设置在lOOcd/nA用经过溯源的亮度计测量其lOmin稳定度，间隔1分钟，测量一次参考面光源亮度应(Z=l,2,・・・10),测量结构如下表所示：根据贝塞尔公式计算10次测量的相对标准偏差，即为参考面光源的不稳定带来的测量不确定度“3。

NaI(TI)闪烁谱仪实验一、引言闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下受激发光的特性来探测射线的仪器。

它们的主要优点是：既能探测各种带电粒子，又能探测中性粒子；既能测量粒子强度，又能测量粒子能量；且探测效率高，分辨时间短。

它在核物理研究和放射性同位素测量中得到广泛的应用。

本实验目的是了解NaI(TI)闪烁谱仪的原理、特性与结构，掌握NaI(TI)闪烁谱仪的使用方法和—射线能谱的刻度，学会NaI(TI)闪烁谱仪的应用。

二、实验原理1、γ射线与物质的相互作用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、负电子对产生三种过程。

（1）光电效应：入射γ粒子把能量全部转移给原子中的束缚电子，而把束缚电子打出来形成光电子。

由于束缚电子的电离能1E 一般远小于入射γ射线能量E γ，所以光电子的动能近似等于入射γ射线的能量1=E E E E γγ-≈光电（2）康普顿散射：核外电子与入射γ射线发生康普顿散射示意如图。

设入射γ光子能量为h υ，散射光子能量为'h υ，则反冲康普顿电子的动能r E'r E h h υυ=-康普顿散射后散射光子能量与散射角θ的关系为()'11cos h h υυαθ=+- 2e h m c υα= α为入射γ射线能量与电子静止质量之比。

由上式可得，当0θ=时，'h h υυ=。

这时0e E =，即不发生散射；当180θ=︒时，散射光子能量最小，它等于12h υα+，这时康普顿电子的能量最大，为()max 212e E h αυα=⋅+ 所以康普顿电子能量在0至212h αυα⋅+之间变化。

（3）正、负电子对产生：当γ射线能量超过202(1.022)m c MeV 时，γ光子受原子核或电子的库伦场的作用可能转化成正、负电子对。

入射γ射线的能量越大，产生正、负电子对的几率也越大。

在物质中正电子的寿命是很短的，当它在物质中消耗尽自己的动能，便同物质原子中的轨道电子发生湮没反应而变成一对能量各位0.511MeV 的γ光子。

闪烁伽马能谱测量实验报告一、实验目的1.熟悉闪烁探测器的工作原理和使用方法。

2.了解伽马射线的特性和能谱分析的原理。

3.掌握使用闪烁探测器进行伽马能谱测量的技巧。

二、实验原理1.闪烁探测器的工作原理闪烁探测器是利用物质受到射线激发后产生荧光闪烁而测量射线的一种仪器。

当射线入射到闪烁体中时，闪烁体中的原子或分子被激发，由于能级的跃迁导致能量的差异，从而发出可见光。

通过光电倍增管将光电转换为电信号，进而进行电子学测量和处理。

2.伽马能谱的特性伽马射线是一种高能射线，具有穿透性和能量范围广的特性。

根据射线的能量，不同的射线在闪烁体内产生的闪烁光强度也不同，从而形成能谱。

3.测量方法通过将待测样品放置在闪烁探测器前，待测伽马射线与闪烁体发生相互作用并产生闪烁光。

光信号经过光电倍增管转换为电信号，再经过放大和测量电路进行测量和分析。

三、实验步骤1.打开仪器电源，预热一段时间，使仪器稳定后，将准直孔对准探测器，并调整探测器与准直孔之间的距离。

2.将样品放置于准直孔后，在样品的右侧放置标样。

3.调整电压和增益，使仪器工作在最佳状态。

4.打开计算机并启动相应的数据采集软件，进行数据采集。

5.启动伽马射线源，待稳定后开始测量。

四、实验结果与数据处理将测得的数据导入计算机，通过数据处理软件进行能谱分析。

根据能谱图可以得到伽马射线的能量分布情况，进一步分析样品中是否存在特定的伽马射线。

五、实验讨论与分析根据能谱图可以看出不同的伽马射线对应的峰位和峰面积，分析样品中存在的放射性核素和相应的伽马能量。

六、实验结论本次实验熟悉了闪烁探测器的工作原理和使用方法，了解了伽马射线的特性和能谱分析的原理。

通过实验测量并分析了闪烁伽马能谱，初步掌握了使用闪烁探测器进行伽马能谱测量的技巧。

七、实验总结本次实验中，通过操作仪器和进行数据处理，深入了解了闪烁伽马能谱的测量原理和方法。

但在实验中还存在一些问题，如测量的准确性和数据处理的复杂性等，需要进一步学习和探讨。

深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验实验名称：γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定学院：物理科学与技术学院专业：物理学班级：08指导教师：陈羽报告人：学号：实验地点S223实验时间：实验报告提交时间：一、实验目的：1、了解γ射线与物质相互作用的特性。

2、了解窄束γ射线在物质中的吸收规律，测量其在不同物质中的吸收系数。

二．实验内容：1、测量137Cs的γ射线（取0.661MeV光电峰）在一组吸收片（铅、铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。

2、测量60Co的γ射线（取1.17、1.33MeV光电峰或1.25MeV综合峰）在一组吸收片（铅、铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。

3、根据已知一定放射源对一定材料的吸收系数来测量该材料的厚度。

三、实验原理：1、γ吸收装置原理做γ射线吸收实验的一般做法是如上图（a）所示，在源和探测器之间用中间有小圆孔的铅砖作准直器。

吸收片放在准直器中间,前部分铅砖对源进行准直；后部分铅砖则滤去γ射线穿过吸收片时因发生康普顿散射而偏转一定角度的那一部分射线。

这样的装置体积比较大，且由于吸收片前后两个长准直器使放射源与探测器的距离较远，因此放射源的源强需在毫居里量级。

但它的窄束性、单能性较好，因此只需闪烁计数器记录。

本实验中，在γ源的源强约2微居里的情况下，由于专门设计了源准直孔（φ3 12mm），基本达到使γ射线垂直出射；而由于探测器前有留有一狭缝的挡板，更主要由于用多道脉冲分析器测γ能谱，就可起到去除γ射线与吸收片产生康普顿散射影响的作用。

因此，实验装置就可如上图（b）所示，这样的实验装置在轻巧性、直观性及放射防护方面有前者无法比拟的优点。

2、γ射线的三种基本作用（1）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)。

（2）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。

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。

2． 学习分析实验测得的137Cs γ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。

2． 测量137Cs 、65Zn 、60Co 等标准源之γ能谱，确定谱仪的能量分辨率、刻度能量线性并对137Cs γ谱进行谱形分析。

3． 测量未知γ源的能谱，并确定各条γ射线的能量。

原理)1(T NaI 闪烁谱仪由)1(T NaI 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)1(T NaI 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γ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γ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。

γ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γ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。

表1 γ射线在NaI （Tl ）闪烁体中相互作用的基本过程根据γ射线在)1(T NaI 闪烁体中总吸收系数随γ射线能量变化规律，γ射线能量MeV E 3.0<γ时，光电效应占优势，随着γ射线能量升高康普顿散射几率增加；在MeV E 02.1>γ以后，则有出现电子对效应的可能性，并随着γ射线能量继续增加而变得更加显著。

实验一 NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪和γ能谱的测量引言γ射线是原子核衰变或裂变时放出的辐射，本质上它是一种能量比可见光X 射线高得多的电磁辐射。

利用γ射线和物质相互作用的规律，人们设计和制造了多种类型的探测器。

闪射探测器就是其中之一。

它是利用某些物质在射线作用下发光的特性来探测射线的仪器，既能测量射线的强度，也能测量射线的能量，在核物理研究和放射性同位素测量中得到广泛的应用，“嫦娥一号”卫星有多项探测功能，其中 γ射线谱仪通过采集月球表面发射出的γ射线光子，得用反符合技术抑制本底，根据能谱中的特征峰线来辨别月球表面元素的种类和丰度。

本实验介绍一种常用的γ射线测量仪器：NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪。

实验目的(1)了解γ闪烁谱仪的原理和结构，掌握用谱仪测γ能谱的方法；(2)鉴定谱仪的基本性能，如能量分辨率、线性等。

(3)解核电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理。

注意事项1、实验使用到放射源，需认真做好防护工作；2、放射源和探头由起屏蔽射线作用的铅玻璃罩住，实验室不能拿开铅玻璃；3、放射源置于起屏蔽射线的铅罐中，使用时，先把铅玻璃右边的盖子打开，然后再打开放射源的盖子，使用结束后必须盖上放射源的盖子。

绝对不能把放射源拿出铅玻璃罩外，更不能把放射源拿出来打开盖对着人。

4、进入该实验室后必须先打开γ个人剂量仪，用以测量实验过程中的累积剂量，选择剂量仪中以sv μ为单位的模式，剂量仪检测到剂量每增加0.1sv μ就会响一短声报警，一般整个实验过程测到的剂量约为1sv μ，是符合安 全标准的（安全限值为msv 5≤）。

5、连接好实验仪器，把高压调节开关逆时针调到零后接通电源，开机预热30分钟左右；实验原理一、γ射线与物质相互作用的一般特性γ射线与物质的作用过程可以看作γ光子与物质中原子或分子碰撞而损失能量的过程。

γ光子是不带电的中性粒子，因此它与物质的相互作用与带电粒子有显著的差别。

带电粒子与物质相互作用时，与物质原子的核外电子的非弹性碰撞是主要的能量交换过程，每一次碰撞所转移的能量是很小的，经过许多次碰撞后逐渐损失能量。

关于闪烁探测器的研习报告在研究放射性检测方法的过程中，根据阅读资料与分析得知建材中包含的Ra、Th、K等元素发出的γ射线能量分别为352.8、328.6、1460keV。

不同能量的γ射线照射到NaI闪烁体上产生的光子数不同，γ射线能量越大产生的光子数也越多，经过光电倍增管和前置放大电路后输出的电压脉冲峰值也越大。

当某一元素在建材中含量较高时，它产生的对应某一峰值的脉冲数越多。

再经过后期信号调理、峰值检测、A/D采集、信号计算处理便可完成检测。

故选用NaI 闪烁探测器作为传感器部分。

闪烁探测器由于其对γ射线的探测分辨时间短、探测效率高、能测量射线的能量的优点，所以它是目前应用的最广的γ射线探测器。

所选用的闪烁探测器为北京滨松光子公司生产的CH149-01型探测器，它包括闪烁体、光电倍增管、高压电源和前置放大器。

闪烁体的种类很多，按其化学性质不同可分为无机晶体闪烁体和有机闪烁体。

有机闪烁体包括有机晶体闪烁体、有机液体闪烁体和有机塑料闪烁体等。

最常用的无机晶体是铊激活的碘化钠单晶闪烁体，常记为NaI（Tl），属离子型晶体。

纯粹的碘化钠晶体，其能带结构是在价带和导带之间有比较宽的禁带，如有带电粒子进入到闪烁体中，将引起后者产生电离或激发过程，即可能有电子从价带激发到导带或激发到激带，然后这些电子再退激到价带。

退激的可能过程之一是发射光子，这种光子的能量还会使晶体中其它原子产生激发或电离，也就是光子可能被晶体吸收而不能被探测到，为此要在晶体中掺入少量的杂质原子（激活原子），如在碘化钠晶体中掺入铊原子，其关键作用是可以在低于导带和激带的禁带中形成一些杂质能级。

这些杂质原子会捕获一些自由电子或激子到达杂质能级上，然后以发光的形式退激到价带，这就形成了闪烁过程的发光，而这种光因能量小于禁带宽度而不再被晶体吸收，不再会产生激发或电离。

这说明只有加入少量激活杂质的晶体，才能成为实用的闪烁体。

对于NaI（Tl）单晶闪烁体而言，其发射光谱最强的波长是415 nm的蓝紫光，其强度反映了进入闪烁体内的带电粒子能量的大小，选择适当大小的闪烁体，可使这些光子一射出闪烁体就被探测到。

NaI（Tl）闪烁谱仪系列实验实验原理1. γ射线与物质的相互作用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。

（１）光电效应。

入射γ粒子把能量全部转移给原子中的束缚电子，而把束缚电子打出来形成光电子。

由于束缚电子的电离能Ｅ1一般远小于入射γ射线能量Ｅγ，所以光电子的动能近似等于入射γ射线的能量Ｅ光电＝Ｅγ－Ｅ1≈Ｅγ（２）康普顿散射。

核外电子与入射γ射线发生康普顿散射的示意图见图1.2-1。

设入射γ光子能量为ｈ，散射光子能量为ｈ，则反冲康普顿电子的动能ＥeＥe＝ｈ－ｈ康普顿散射后散射光子能量与散射角θ的关系为（1.2-1）式中，即为入射γ射线能量与电子静止质量所对应的能量之比。

由式（1.2-1），当θ＝０时ｈ＝ｈ，这时E e＝０，即不发生散射；当θ＝１８０°时，散射光子能量最小，它等于ｈ／（１＋２α），这时康普顿电子的能量最大，为（1.2-2）所以康普顿电子能量在０至之间变化。

（３）正、负电子对产生。

当γ射线能量超过２ｍ0ｃ2（1.022ＭｅＶ）时，γ光子受原子核或电子的库仓场的作用可能转化成正、负电子对。

入射γ射线的能量越大，产生正、负电子对的几率也越大。

在物质中正电子的寿命是很短的，当它在物质中消耗尽自己的动能，便同物质原子中的轨道电子发生湮没反应而变成一对能量各为0.511ＭｅＶ的γ光子。

2. 闪烁谱仪结构与工作原理ＮａＩ（Ｔｌ）闪烁谱仪结构如图1.2-2。

整个仪器由探头（包括闪烁体、光电倍增管、射极跟随器），高压电源，线性放大器、多道脉冲幅度分析器几部分组成。

射线通过闪烁体时，闪烁体的发光强度与射线在闪烁体内损失的能量成正比。

带电粒子（如α、β粒子）通过闪烁体时，将引起大量的分子或原子的激发和电离，这些受激的分子或原子由激发态回到基态时就放出光子；不带电的γ射线先在闪烁体内产生光电子、康普顿电子及正、负电子对（当Ｅγ＞1.02ＭｅＶ时），然后这些电子使闪烁体内的分子或原子激发和电离而发光。

实验报告——亮点闪烁仪实验实验目的：通过亮点闪烁仪的测试，熟悉闪烁临界频率的测试方法，并确定不同颜色的闪烁临界点。

实验地点：第9教学科研楼405室实验时间：2011.10.20实验仪器：亮点闪烁仪指导老师：实验人员：1. 实验设计一个频率较低的闪光剌激会产生忽明忽暗的感觉，这叫光的闪烁。

随着闪光的频率不断增加，闪烁感觉就逐渐消失，最后呈现出稳定的光感，这叫光的融合。

感到光融合时闪光最低频率和感到光闪烁时闪光最高频率的平均数叫做融合临界频率，本实验测量的就是红、黄、绿三种颜色的临界频率，实验过程中记录三种颜色各四次的测量数据，并通过计算方法（感到光融合时闪光最低频率和感到光闪烁时闪光最高频率的平均数）算出个颜色的临界点。

（一）1.1 变量控制(1) 实验仪器都是正常工作的，不存在差异性。

(2)实验进行的外部条件（包括温度、亮度等）都是适宜的，假定其保持不变。

(3) 在实验进行前，已详细地向其解释实验操作过程，并事先熟悉、练习一遍，以排除熟悉度对于动作稳定实验的影响。

2. 实验过程（1）接通220v电源。

（2）合上仪器的电源开关，仪器后部显示频率，选择用于实验的色调，在后面板的左下角有三位拨动开关，可选择红、绿、黄三种色调。

（3）闪烁频率选择：仪器的正右下方有一频率调节旋钮，顺时针调闪烁频率升高、反之逆时针调闪烁频率降低，为确保个体的正确分辨，测量时频率须缓慢上升或下降。

（4）将闪烁频率选择设置在最低端，即频率调节旋钮，逆时针调到最低位。

（5）将眼睛贴着观察眼罩，注视面前的红色亮点。

将闪动频率由低到高、由高到低、再由低到高、由高到低的顺序，当频率由低到高即按顺时针调节闪烁频率旋钮时，亮点的闪动频率变快，一直调到刚刚看到它不闪时，停止调节，记录频率值。

当频率由高到低即按逆时针调节闪烁频率旋钮时，闪动频率变慢，一直调到刚刚看到闪动，停止调节，记录频率值。

（6）再按序选择绿色及黄色剌激，继续5的步序操作。

云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：普通物理实验实验项目：实验四闪烁探测器及r能谱的多道测量学生姓名：马晓娇学号：20131050137 物理科学技术学院物理系 2013 级天文菁英班专业指导老师：张远宪试验时间：2015 年 10月 30 日 13 时 00 分至 15 时 00 分实验地点：物理科学技术学院实验类型：教学 (演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一、实验目的1、了解γ 射线与物质相互作用的基本原理;2、掌握闪烁探测器的工作原理及使用方法；3、掌握能谱仪基本性能的确定;4、掌握简单γ放射源的γ能谱测量。

二、实验原理原子核由高能级向低能级跃迁时会辐射 射线，它是一种波长极短的电磁波，其能量由原子核跃迁前后的能级差来表示即：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 射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到 辐射强度按能量的分布，即为“能谱”。

测量能谱的装置称为“能谱仪”。

（一）γ射线与物质相互作用γ射线与物质相互作用是γ射线能量测量的基础。

γ射线与物质相互作用主要有三种效应，即光电效应、康普顿散射和电子对效应。

1、γ射线与物质相互作用。

当γ射线的能量在30MeV 以下时，最主要的相互作用方式有三种：（1） 光电效应。

γ射线的全部能量转移给原子中的束缚电子，使这些电子从原于中发射出来，γ光子本身消失。

（2）康普顿散射。

入射γ光子与原子的核外电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方向都发生了变化。

（3） 电子对效应。

γ光子与靶物质原子的原子核库仑场作用，光子转化为正-负电子对。

在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能，另一部分就作为光电子的动能。

所以，释放出来的光电子的能量就是入射光子能量和该束缚电子所处的电子壳层的结合能B γ之差。

虽然有一部分能量被原子的反冲核所吸收，但这部分反冲能量与γ射线能量、光电子的能量相比可以忽略。

用NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪辨识未知源实验报告班级： 姓名： 学号：一. 实验目的1、了解闪烁谱仪的工作原理，学习调整闪烁谱仪的实验技术。

2、掌握测谱技术及分析简单γ能谱的方法。

3、掌握谱仪能量分辨率及能量线性的测量方法。

4、学习谱仪应用的实例——辨别未知源的方法。

二. 实验内容1、熟悉线性放大器与单道脉冲幅度分析器，以及计算机多道脉冲幅度分析器的使用，调整谱仪至正常工作状态。

2、选择合适实验条件，用单道测量137Cs 的γ能谱，确定单道系统的能量分辨率。

3、利用多道脉冲幅度分析器测量137Cs 源及60Co 源的全谱；刻度谱仪能量线性，确定能量分辨率、峰康比；对137Cs 的γ能谱进行谱形分析并与理论比较。

4、测量未知源的γ能谱，确定峰位的能量，进而辨别未知源。

5、 比较NaI 和BGO 两种不同闪烁体的性能。

三. 实验原理1、NaI(T1)单晶γ谱仪简介NaI(T1)单晶闪烁谱仪由一块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，示意图见图3-1。

γ射线入射闪烁体内，产生次级电子，使闪烁体内原子电离、激发后产生荧光。

这些光图3-1 Nal(T1)闪烁谱仪装置示意源信号被传输到光电倍增管的光阴极，经光阴极的光电转换和倍增极的电子倍增作用而转换成电脉冲信号，它的幅度正比于该次级电子能量，再由所连接的电子学设备接受放大、分析和记录。

NaI(T1)单晶γ谱仪测量γ射线的过程由图3-2示说明。

图3-2 γ射线和闪烁体交互作用至光电倍增管阳极形成电流脉冲的示意图这种谱仪对γ射线的探测效率高、分辨时间短、价格相对便宜。

可用来测量射线的通量密度，也可用来对辐射进行能量分析，在核物理研究及核技术应用的各领域中广泛使用。

2、单能γ谱的谱形分析方法谱仪测得的是脉冲数按幅度的分布，即脉冲幅度谱，简称脉冲谱，一般提到谱仪测得γ谱均系指此脉冲谱。

云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：普通物理实验实验项目：实验四闪烁探测器及r能谱的单道测量学生姓名：马晓娇学号：20131050137物理科学技术学院物理系 2013 级天文菁英班专业成绩指导老师：张远宪试验时间：2015 年 11月 6 日 13 时 00 分至 15 时 00 分实验地点：物理科学技术学院实验类型：教学 (演示□ 验证□ 综合□ 设计□)学生科研□课外开放□测试□其它□一、实验目的1、了解射线与物质相互作用的基本原理;2、掌握闪烁探测器的工作原理及使用方法；3、掌握能谱仪基本性能的确定;4、掌握简单放射源的能谱测量。

二、实验原理原子核由高能级向低能级跃迁时会辐射射线，它是一种波长极短的电磁波，其能量由原子核跃迁前后的能级差来表示即：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，将射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到辐射强度按能量的分布，即为“能谱”。

测量能谱的装置称为“能谱仪”。

（一）γ射线与物质相互作用γ射线与物质相互作用是γ射线能量测量的基础。

γ射线与物质相互作用主要有三种效应，即光电效应、康普顿散射和电子对效应。

1、射线与物质相互作用。

当射线的能量在30MeV以下时，最主要的相互作用方式有三种：（1）光电效应。

射线的全部能量转移给原子中的束缚电子，使这些电子从原于中发射出来，光子本身消失。

（2）康普顿散射。

入射光子与原子的核外电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方向都发生了变化。

（3）电子对效应。

光子与靶物质原子的原子核库仑场作用，光子转化为正-负电子对。

在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能，另一部分就作为光电子的动能。

所以，释放出来的光电子的能量就是入射光子能量和该束缚电子所处的电子壳层的结合能Bγ之差。

虽然有一部分能量被原子的反冲核所吸收，但这部分反冲能量与射线能量、光电子的能量相比可以忽略。

实验一NaI(TI)单晶闪烁谱仪实验者:王旭升(学号:06325094) 合作者:杨宇成(学号:06325108)物理科学与技术学院2008-10-11【实验目的】1.加深对γ射线和物质相互作用的理解:2.掌握NaI(TI)γ谱仪的原理与使用方法;3.学会测量分析γ能谱;4.学会测定γ谱仪的能量分辨率,线性,探测效率曲线;5.测定位置放射源的能量和活度.【实验仪器】1.NaI(TI)闪烁探头2.高压电源3.多道脉冲幅度分析器4.计算机5.示波器6.放射源5个,铅砖若干【实验原理】(一)闪烁探测器的结构框图及工作原理NaI(TI)闪烁谱仪由NaI(TI)闪烁体,光电倍增管,射级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 NaI(TI)闪烁探测器示意图闪烁探测器的基本组成部分和工作过程 1.基本组成部分闪烁探测器有NaI(TI)闪烁晶体,光电倍增管和电子仪器三部分组成. (1)闪烁体:闪烁体是用来把射线的能量转变成光能的.(2)光电倍增管:光电倍增管的结构如图 2.它利用光电效应把光转换为光电子,产生电流脉冲的方法来记录微弱的光.它包括光阴极,电子倍增极和阳极三个主要部分. 2.工作过程当γ射线入射至闪烁体是发生三种基本相互作用过程:光电效应,康普顿散射和电子对效应.如图所示,光电效应 康普顿效应 电子对效应图2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)并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.表1 γ射线在NaI(Tl)闪烁体中相互作用的基本过程 基本过程次级电子获得的能量T1） 光电效应γ+原子→原子激发或→离子激发+电子 BE E T -=γ（该层电子结合能）2） 康普顿效应γ+电子→γ'(散射)+反冲电子按)cos 1(1)cos 1(θθγ-+-=r r E T ，20c m E r γ=；θ为散射角，从0至最大能量r E 212+γ连续分布，峰值在最大能量处。