r射线能谱实验报告

实验报告γ射线能谱测定及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定γ射线能谱测定以及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定实验报告摘要原子核的能级跃迁可以产生伽马射线，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。

同时通过学习了解伽马射线与物质相互作用的特性,测定窄束γ射线在不同物质中的吸收系数μ。

本实验通过使用伽马闪烁谱仪测定不同的放射源的γ射线能谱；根据当γ光子穿过吸收物质时，通过与物质原子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应损失能量。

闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子，闪烁光子入射到光阴极上，光电效应产生光电子，电子会在阳极负载上建立起电信号等原理，对γ射线进行研究。

γ射线，又称γ粒子流，是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，波长短于0.2埃的电磁波，具有很强的穿透性。

本实验将γ射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，通过电子学仪器得到它的能谱图。

实验中使用NaI单晶γ闪烁谱仪对γ的能谱进行测定。

最后得到γ射线在160道数及320道数位置的一些相关数据。

在这些位置它的数量和能量的值都比较合适，有一定数量，又有一定的穿透能力。

实验中将了解NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪是如何测量γ射线的能谱，NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪的结构、原理与特性；掌握NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪整套装置的操作、调整和使用方法。

并通过对137Cs和60Co 放射源γ能谱的测量，加深对γ射线与物质相互作用的理解以及通过该实验了解多道脉冲幅度分析器在NaI(Tl)单晶γ谱测量中的数据采集及其基本功能。

在第一个实验的基础上，采用NaI闪烁谱仪测全能峰的方法测量137Cs的γ射线在铅、铝材料中的吸收系数。

并且通过实验对核试验安全防护的重要性有初步的认识。

关键词γ射线吸收系数μ60Co、137Cs放射源能谱NaI单晶γ闪烁谱仪多道分析器引言γ射线首先由法国科学家P.V.维拉德发现，γ射线是光子，是由原子核的衰变产生的，当原子核从激发态跃迁到较低能态或基态时，就有可能辐射出γ射线。

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。

N aI（Tl）γ闪烁谱仪器及γ射线能谱的测量γ射线的吸收与物质吸收系数 的测定学院数理与信息工程学院班级姓名学号N aI（Tl）γ闪烁谱仪器及γ射线能谱的测量摘要：闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下会发光的特性来探5g射线的仪器。

本实验要利用NaI（Tl）γ闪烁探测仪来测定γ射线能谱分布规律。

然后，通过分析结果，在得出结论,目的是了解NaI(T )闪烁谱仪原理，特性与结构。

掌握NaI(T )闪烁谱仪的使用方法；鉴定谱仪的能量分辩率与线性；并通过对r射线能谱的测量，加深对r射线与物质相互作用的理解。

关键词：γ闪烁谱仪能谱γ射线NaI（Tl）引言：某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，核辐射主要有α、β、γ三种射线。

我们通过不同的实验仪器能够探测到这些肉眼无法看见的射线。

本实验使用的是g闪烁谱仪。

g闪烁谱仪内部含有闪烁体，可以把射线的能量转变成光能。

实验中采用含TI（铊）的NaI晶体作g射线的探测器。

通过查阅相关资料，我了解了g闪烁谱仪的基本工作原理以及整个的工作过程：NaI(TI)闪烁探测器的结构如下图所示。

整个谱仪由探头（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等组成。

闪烁探测器由闪烁体、光电倍增管和相应的电子放大器件三个主要部分组成。

（1）闪烁体: 闪烁体是用来把射线的能量转变成光能的。

本实验中采用含TI（铊）的NaI 晶体作射线的探测器。

（2）光电倍增管: 光电倍增管的结构如图2。

它由光阴极K、收集电子的阳极A和在光阴极与阳极之间十个左右能发射二次电子的次阴极D（又称倍增极、打拿极或联极）构成。

在每个电极上加上正电压，相邻的两个电极之间的电位差一般在100V左右。

当闪烁体放出的光子打到光阴极上时，发生光电效应，打出的光电子被加速聚集到第一倍增极D1上，平均每个光电子在D1上打出3～6个次电子，增值后的电子又为D1和D2之间的电场加速，打到第二倍增极D2上，平均每个电子又打出3～6个次级电子，……这样经过n级倍增以后，在阳极上就收集到大量的电子，在负载上形成一个电压脉冲。

γ射线能谱的测量与吸收系数的测定吕永平 浙江师范大学数理与信息工程学院物理041班摘 要：我们做过能谱分析实验，其中我们研究了γ射线的能量和强度，知道了射线的能量很大的，既然γ射线具有很大的能量和很强的穿透能力，那么当γ射线通过一定物质时，它的能量会不会减少呢？同的物质对γ射线的吸收彼此之间有什么关系？本实验验证γ射线通过物质时其强度减弱遵循指数规律，测量γ射线在不同厚度的铅、铝中的吸收系数。

通过对γ射线的吸收特性，分析与物质的吸收系数与物质的密度，厚度等因素有关。

关键词：γ射线；吸收系数引 言：不同物质对同种射线的吸收系数是不同的，地质学上利用这个性质，实 现矿物质的快速精确勘探，医学上利用癌细胞与正常细胞的不同的吸收特性，来帮助医生诊断癌症。

通过改变吸收物的厚度，控制射线的强度，得到所需的强度。

强度弱射线的应用于杀菌，强度强的射线诱导基因突变育种等。

因此对物质吸收系数的测量的技术有着十分重要的意义现在社会γ-射线技术应用于很多领域，如医学、天文学、生物学、军事等。

γ射线的威力主要表现在以下两个方面：1．γ射线的能量大。

2．γ射线的穿透本领极强。

实验方案：实验目的：1．了解闪烁探测器的结构，原理。

2．掌握NaI 单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法。

3．了解核电子学仪器的笋据采集，记录方法和数据处理原理。

4．了解γ射线与物质相互作用的特性。

5．了解窄束γ射线在物质中的吸收规律及测量在不同物质中的吸收系数。

实验装置：γ放射源137Cs 和60Co ; 200m μAl 窗(1)NaI T 闪烁探头； 高压电源、放大器、多道脉冲幅度分析器; Pb ,Al 吸收片若干。

实验步骤：1， 连接好实验仪器线路，经老师检查同意后接通电源。

2， 取出放射源Cs 和Co 。

打开电脑预热，准备实验。

3， 了解电脑上软件的使用方法，并了解一些有关物理量的物理意义。

4， 开机预热后，选择合适的工作电压使探头的分辨率和线性都有较好。

实验报告_____ 系_______ 级姓名___________ 日期______________________ No. _______________ 评分： _________________实验题目：丫能谱及丫射线的吸收实验目的：学习闪烁丫谱仪的工作原理和实验方法，研究吸收片对丫射线的吸收规律实验原理：1. Y能谱的形状闪烁丫能谱仪可测得丫能谱的形状，下图所示是典型137CS的丫射线能谱图。

图的纵轴代表单位时间的脉冲数目即射线强度，横轴代表脉冲幅度即反映粒子的能量值。

J iA能址图2.1A6川。

的T能请图从能谱图上看，有几个较为明显的峰，光电峰E e,又称全能峰，其能量就对应丫射线的能量E。

这是由于丫射线进入闪烁体后，由于光电效应产生光电子，能量关系见式(1 )，如果闪烁体大小合适，光电子停留在其中，可使光电子的全部能量被闪烁体吸收。

光电子逸岀原子会留下空位，必然有外壳层上的电子跃入填充，同时放岀能量E z B i的X射线，一般来说，闪烁体对低能X射线有很强的吸收作用，这样闪烁体就吸收了E e E z的全部能量，所以光电峰的能量就代表丫射线的能量，对137Cs，此能量为0.661 Me VoE C即为康普顿边界，对应反冲电子的最大能量。

背散射峰E b是由射线与闪烁体屏蔽层等物质发生反向散射后进入闪烁体，形成的光电峰，一般峰很小。

2 •谱仪的能量刻度和分辨率(1 )谱仪的能量刻度闪烁谱仪测得的丫射线能谱的形状及其各峰对应的能量值由核素的蜕变纲图所决定，是各核素的特征反映。

但测得的光电峰所对应的脉冲幅度（即峰值在横轴上所处的位置）是与工作条件有关系的。

如光电倍增管高压改 变、线性放大器放大倍数不同等，都会改变各峰位在横轴上的位置，也即改变了能量轴的刻度。

因此，应用 丫谱仪测定未知射线能谱时，必须先用已知能量的核素能谱来标定谱仪的能量刻度，即给岀每道所对应的能量增值E 。

例如选择137Cs 的光电峰E = 0.661 M e V 和60Co 的光电峰E i 1.17MeV 、E 21.33MeV 等能量值，先分别测量两核素的 丫能谱，得到光电峰所对应的多道分析器上的道址（若不用多道分析器，可给岀各峰位所为应 的单道分析器上的阈值）。

第1篇一、实验目的1. 了解能谱材料的基本原理和应用。

2. 掌握能谱分析的基本方法和技术。

3. 学习如何通过能谱分析确定材料中的元素成分及其化学状态。

4. 提高对材料科学实验操作技能的掌握。

二、实验原理能谱分析是一种利用高能电子或X射线照射材料，激发出光电子或俄歇电子，通过分析这些电子的能量分布来获取材料表面或内部元素成分和化学状态的方法。

常见的能谱分析技术包括X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）。

X射线光电子能谱（XPS）原理：当X射线照射到材料表面时，会激发出光电子。

这些光电子的能量与其所对应的原子轨道中的电子结合能有关，通过测量光电子的能量，可以确定材料表面的元素成分及其化学状态。

俄歇电子能谱（AES）原理：当材料表面受到电子或X射线的激发时，会发射出俄歇电子。

俄歇电子的能量与其所对应的原子轨道中的电子结合能有关，通过测量俄歇电子的能量，可以确定材料中的元素成分及其化学状态。

三、实验仪器与材料1. 仪器：- X射线光电子能谱仪- 俄歇电子能谱仪- 样品台- 样品夹具- 计算机及数据采集系统2. 材料：- 待测样品- 标准样品四、实验步骤1. 准备样品：将待测样品固定在样品台上，确保样品表面平整、干净。

2. XPS分析：- 对样品进行X射线照射，激发出光电子。

- 测量光电子的能量分布，通过对比标准样品的能谱，确定样品中的元素成分及其化学状态。

3. AES分析：- 对样品进行电子或X射线照射，激发出俄歇电子。

- 测量俄歇电子的能量分布，通过对比标准样品的能谱，确定样品中的元素成分及其化学状态。

4. 数据处理与分析：- 对采集到的数据进行分析，包括能谱拟合、峰面积计算等。

- 将分析结果与标准样品进行对比，确定样品中的元素成分及其化学状态。

五、实验结果与分析1. XPS分析结果：- 样品表面元素成分：X、Y、Z等。

- 元素化学状态：X2p、Y3d、Z4f等。

2. AES分析结果：- 样品表面元素成分：X、Y、Z等。

数据处理：一、观察Co 60和Cs 137的γ射线能谱，在图上指出光电峰、康普顿边界、电子对峰、背散射峰等峰位。

图1.Co 60放射源的γ射线能谱图2.Cs 137放射源的γ射线能谱二、计算Cs 137的光电峰和Co 60的左侧光电峰对应的能量刻度。

已知：Co 60的左侧光电峰MeV E 17.11=γ对应B 道，Cs 137的光电峰γE ＝0.661MeV 对应A 道于是可得能量刻度公式为：MeV AB e --=661.017.1其中由实验数据可知，B 道道址为835.738，由图2知A 道道址为478.611。

代入数据得：MeV MeV MeV A B e 310425.1611.478738.835661.017.1661.017.1-⨯=--=--=三、测量Co 60的右侧光电峰能量及计算Cs 137光电峰的能量分辨率。

1、测量Co 60的右侧光电峰能量Co 60的右侧光电峰能量 =Co 60的右侧光电峰道址C ×能量刻度e即E 2 = C ×e = 949.721×310425.1-⨯MeV = 1.353MeV ≈ 1.35MeV与理论值MeV E 33.12=γ相比，相对误差为2E −2γE 2γE ×100% = 1.50%理论值比实验值少一位有效数字，所以相对误差不大准确。

但从中可看出实验误差相对较小，说明实验比较成功，实验较为精确。

由于我们选择的Co 60放射源不大活跃或是我们4号台的仪器不大灵敏，导致我们组在进行5000多秒后，右侧光电峰的计数才刚到440左右（参见图1）。

由于计数的数量不足够大也是造成误差的主要原因之一。

2、计算Cs 137光电峰的能量分辨率Cs 137光电峰的能量分辨率为：%94.8%10010425.1661.041.4796e FWHM e FWHM 3=⨯⨯⨯=⨯=⨯=-γγηE E 四、测量紫铜片对Cs 137发射的γ射线的吸收曲线，在半对数纸上作图，求出线性吸收系数和半吸收厚度。

γ射线能谱分析试验一、预习报告实验名称:γ射线能谱分析试验.实验内容:1.学会Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪整套装置的操作.调整和使用.2.了解多道脉冲分析器在Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪测量中的数据采集及其基本功能.3.测量Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪的能量和线性.4.分析137C S单能Y射线谱仪.5. 测量Na(TI)单晶Y闪烁探测器的计数率随工作电压变化的关系曲线.实验目的:1.了解闪烁探测器的结构.原理.2.掌握Ｎa(TI)单晶Y闪烁谱仪的几个性能指标和测量方法.3.了解核电子学仪器的数据采集.记录方法和数据处理原理.4.测量Na(TI)单晶Y闪烁探测器的坪曲线,确定合适的工作电压;实验仪器:Ｎa(TI)单晶Y闪烁探头;微机多道Y(X)谱仪装置;Y放射源137C S一个.实验原理：1. 射线与物质的相互作用γ射线是原子核从激发态跃迁到低能态或基态时发射的波长很短的电磁辐射，研究γ射线的能谱对原子核的能级结构和放射性核素的应用等方面具有重要的意义。

γ射线与物质相互作用，可以有许多方式。

当γ射线的能量在30MeV 以下时，在所有相互作用方式中，最主要的三种，如图 1-1所示。

图1-1 γ射线与物质相互作用示意图(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，光子本身消失而把束缚电子打出来形成光电子这个过程称为光电效应。

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

根据动量守恒的要求，散射与入射只能发生在一个平面内。

设入射γ光子能量为hv ，散射光子能量为hv′，康普顿散射后散射光子能量与散射角θ的关系为：)cos 1(1θ-+='a hv v h（2）式中2c m hva e =，即为入射γ射线能量与电子静止质量m e所对应的能量之比。

实验报告γ射线能谱测定及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定实验目的：1.学习使用谱仪测定γ射线的能谱。

2.通过实验测定不同物质对γ射线的吸收比例，确定物质的吸收系数μ。

实验原理：1.γ射线能谱测定：γ射线是电磁波谱中能量较高的一种，具有较强的穿透力。

通过使用谱仪，可以测定γ射线的能量分布，也称为能谱。

2.γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定：当γ射线穿过物质时，会与物质中的原子相互作用，包括散射、吸收等过程。

吸收系数μ表示单位长度物质对γ射线的吸收能力，是一个与物质本身性质相关的参数。

实验步骤：1.连接γ射线源和能谱仪，打开仪器，并调整合适的工作电压和放大倍数。

2.调整谱仪下方的定位器，使得探测器能够垂直于γ射线的入射方向。

3.选择一种物质样品，如铅，将其放在射线路径上，并记录下γ射线的能谱。

4.移除铅样品，选择其他物质样品进行测量，如铝、铁等，依次记录下γ射线的能谱。

5.根据能谱中的峰值位置和峰值强度，分析γ射线经过不同物质时的吸收情况。

实验结果：1.γ射线能谱测定结果：通过测量，得到γ射线的能谱图，并标出不同能量区间的峰值。

2.γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定结果：根据能谱分析，得到不同物质对γ射线的吸收比例，计算出它们的吸收系数μ。

实验讨论：1.γ射线的能谱测定是否准确和完整。

2.不同物质对γ射线的吸收程度是否与预期一致。

3.吸收系数μ的大小是否符合物质的性质和密度等参数。

实验结论：1.γ射线能谱可以通过谱仪测定，并且能够分析出不同能量区间的峰值。

2.不同物质对γ射线的吸收比例不同，吸收系数μ也因此而有所差异。

3.本实验所测得的吸收系数μ结果应该与物质的性质和密度等参数相符合。

实验中可能存在的误差：1.谱仪的仪器误差。

2.样品的放置位置和角度不准确。

3.γ射线的能量分辨能力不够精确。

改进方案：1.使用更高精度的谱仪。

2.对样品的放置进行更精确的定位和角度调整。

3.使用具有更高能量分辨能力的γ射线源。

实验一NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪一．实验目的1．了解闪烁探测器的结构、原理。

2．掌握NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法。

3．了解核电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理。

二．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。

2．测量137Cs、60Co的γ能谱，求出能量分辨率、峰康比、线性等各项指标，并分析谱形。

3．了解多道脉冲幅度分析器在NaI(Tl)单晶γ谱测量中的数据采集及其基本功能。

4．数据处理（包括对谱形进行光滑、寻峰，曲线拟合等）。

三．原理1．N aI(Tl)闪烁探测器①概述核辐射与某些物质相互作用会使其电离、激发而发射荧光，闪烁探测器就是利用这一特性来工作的。

下图是闪烁探测器组成的示意图。

首先简要介绍一下闪烁探测器的基本组成部分和工作过程。

闪烁探测器有闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器三个主要部分组成。

上图中探测器最前端是一个对射线灵敏并能产生闪烁光的闪烁体，当射线(如γ、 )进入闪烁体时，在某一地点产生次级电子，它使闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子(一般光谱范围从可见光到紫外光，并且光子向四面八方发射出去)。

在闪烁体周围包以反射物质，使光子集中向光电倍增管方向射出去。

光电倍增管是一个电真空器件，由光阴极、若干个倍增极和阳极组成；通过高压电源和分压电阻使阳极、各倍增极和阴极间建立从高到低的电位分布。

当闪烁光子入射到光阴极上，由于光电效应就会产生光电子，这些光电子受极间电场加速和聚焦，在各级倍增极上发生倍增(一个光电子最终可产生104~109个电子)，最后被阳极收集。

大量电子会在阳极负载上建立起电信号，通常为电流脉冲或电压脉冲，然后通过起阻抗匹配作用的射极跟随器，由电缆将信号传输到电子学仪器中去。

实用时常将闪烁体、光电倍增管、分压器及射极跟随器安装在一个暗盒中，统称探头；探头中有时在光电倍增管周围包以起磁屏蔽作用的屏蔽筒(如本实验装置)，以减弱环境中磁场的影响；电子仪器的组成单元则根据闪烁探测器的用途而异，常用的有高、低压电源，线性放大器，单道或多道脉冲分析器等。

γ射线能谱测量和γ射线吸收和物质吸收系数μ的测定的实验报告许琪娜物理092 08070116摘要：本文主要简述了Nal（Tl）γ闪烁谱仪的结构和基本工作原理以及利用Nal （Tl）γ闪烁谱仪来测量γ射线能谱及γ射线吸收系数μ，具体实验操作过程以及实验中遇到的问题和解决方案。

关键词：γ射线能谱γ闪烁谱仪吸收系数引言：在放射性测量工作中，对射线的测量是一个非常重要组成部分，对射线的测量通常有强度测量和能谱测量两种方式。

NaI( Tl) 闪烁谱仪是一种常用的对射线进行能谱测量的谱仪，它与高纯锗谱仪相比具有探测效率高NaI( Tl) 晶体便于加工成各种形状，价格便宜等特点，因而在环境测量、工业在线检测以及监测等方面有着广泛的应用。

γ射线是波长短于0.2A 的电磁波，它由原子核能级间的跃迁而产生, 是继γ射线后发现的第三种原子核射线。

γ射线具有比X射线还要强的穿透能力，目前广泛的应用于工业探伤、测厚、冶金、自动化、医疗等方面。

研究不同物质对γ射线的线性吸收系数的测量方法, 这对于在工业应用中对γ射线进行防护，以及用γ射线准确检测各种容器内所储存的液体、浆体或固体物料的位置, 都具有重要的意义。

正文：一．NaI( Tl) 闪烁谱仪1.如图为实验装置。

闪烁探测器有闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器三个主要部分组成。

其工作可分为五个相互联系的过程：（1）射线进入闪烁体，与之发生相互作用，闪烁体吸收带电粒子能量而使原子、分子电离和激发；（2）受激原子、分子退激时发射荧光光子；（3）利用反射物和光导将闪烁光子尽可能多得收集到光电倍增管的光阴极上，由于光电效应，光子在光阴极上击出光子；（4）光电子在光电倍增管中倍增，数量由一个增加到104~109个，电子流在阳极负载上产生电信号；（5）此信号由电子仪器记录和分析。

2.γ闪烁谱仪的调试方法：连接好实验仪器接线，高压为正极，所用的高压电缆在插头处有红色橡皮套，一头接探头后座，一头接仪器盒后面的+HV输出。

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。

γ射线能谱及物质吸收系数μ的测量预习报告物理082 陈丽霞 08180203摘要： 闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下会发光的特性来探测射线的仪器。

本实验要求我们通过实验学会NaI （Tl ）γ单晶体闪烁体整套装置的操作、调整和使用，并测量s c 137、60Co 的γ能谱。

借此实验来了解NaI(T )闪烁谱仪原理，特性与结构并掌握NaI(T )闪烁谱仪的使用方法。

通过测量物质的吸收系数我们还可以进而求出挡板的厚度等。

这些在医学、航天等领域都有着重要的贡献。

关键词： 能谱 γ射线 吸收系数引言： 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：i f E E h =_υ。

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”。

闪烁探测器是利用带电粒子或非带电粒子与某些物质的相互作用下转化成为带电 粒子对物质原子的激发，从而会产生发光效应的特性来测量射线的仪器。

它的主要优点是即能测量各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子；即能测量粒子强度，又能测量粒子能量；并且探测效率高。

核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。

它研究原子核的结构和变化规律；射线束的产生、探测和分析技术；以及同核能、核技术应用有关的物理问题。

它是一门既有深刻理论意义，又有重大实践意义的学科。

1.核物理的发展可看做以下的三个阶段：一、初期1896年，贝可勒尔发现天然放射性，这是人们第一次观察到的核变化。

现在通常就把这一重大发现看成是核物理学的开端。

此后的40多年，人们主要从事放射性衰变规律和射线性质的研究，并且利用放射性射线对原子核做了初步的探讨，这是核物理发展的初期阶段。

在这一时期，人们为了探测各种射线，鉴别其种类并测定其能量，初步创建了一系列探测方法和测量仪器。

近代物理实验报告γ射线能谱的测量学院数理与信息工程学院班级光信081班姓名陈亮学号08620114时间 2011年04月27日Υ射线能谱的测量班级：光信081 姓名：陈亮学号：08620114摘要：学会NaI(Tl)单晶Υ闪烁体整套装置的操作、调整和使用；在此基础上测量137Cs和60Co 的Υ能谱，求出能量变化率、峰康比、线性等各项指标，并分析谱形；了解多道脉冲幅度分析器在NaI(Tl)单晶Υ谱测量中的数据采集及其基本功能，在数据处理中包括对谱形进行光滑、寻峰，曲线拟合等。

通过测量137Cs和60Co的Υ射线的吸收曲线，研究Υ射线与物质（被束缚在原子中的电子、自有电子、库仑场、核子）相互作用的特性，了解窄束Υ射线在物质中的吸收规律及测量其在不同物质中的吸收系数。

关键字：Υ射线能谱物质吸收系数μ光电效应康普顿效应电子对效应引言：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”。

闪烁探测器是利用带电粒子或非带电粒子与某些物质的相互作用下转化成为带电粒子对物质原子的激发，从而会产生发光效应的特性来测量射线的仪器。

它的主要优点是即能测量各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子；即能测量粒子强度，又能测量粒子能量；并且探测效率高。

γ射线，又称γ粒子流，是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，是波长短于0.2埃的电磁波。

首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。

原子核衰变和核反应均可产生γ射线。

γ射线的波长比X射线要短，所以γ射线具有比X射线还要强的穿透能力。

当γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。

原子核释放出的γ光子与核外电子相碰时，会把全部能量交给电子，使电子电离成为光电子，此即光电效应。