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1、NaI(Tl)闪烁谱仪及g能谱测量核核物理实验物理实验物理科学与技术学院 核工程与技术系实验目的实验目的 1 1、了解闪烁探测器的结构、工作原理。、了解闪烁探测器的结构、工作原理。2 2、熟悉、熟悉 射线与物质相互作用的三种效应（光电效应、康射线与物质相互作用的三种效应（光电效应、康普顿效应和电子对效应）。普顿效应和电子对效应）。 3 3、掌握闪烁谱仪、掌握闪烁谱仪的几个性能指标和测试的几个性能指标和测试方法方法，观测观测、分分析析 全能谱。全能谱。实验仪器实验仪器 放射源放射源6060CoCo和和137137CsCs；NaINaI（TlTl）单晶）单晶 闪烁谱仪；计闪烁谱仪；计算机等算机等。
2、NaI(Tl)闪烁谱仪及g能谱测量实验原理实验原理 一、射线与物质的作用康普顿效应1、闪烁探测器的组成：闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器 NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量二、NaI（Tl）单晶闪烁能谱仪的结构与性能1、闪烁探测器的组成：闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器 2、单道与多道脉冲幅度分析器3、NaI（Tl）单晶闪烁能谱仪的主要指标（1）能量分辨率（2）线性与能量刻度NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量二、NaI（Tl）单晶闪烁能谱仪的结构与性能图2 137Cs的射线的能谱NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量三、137Cs的射线的能谱137Cs半衰期30.17年。95%通过贝塔衰
3、变为137m1Ba(半衰期153秒、光子能量 是662 keV)，5%直接衰变为稳定的137Ba 。 环境中存在着微量的137Cs，它们 几乎都是在1940年代至1960年代的核试爆及某些核事故中释放出来的。历史上 曾造成137Cs释放进入环境中的著名案例包括如切尔诺贝利核事故等。2011年3 月11日，日本的福岛第一核电站事故事件发生时，也曾发现它的存在。NaI(Tl)闪烁谱仪及伽马能谱测量60Co的射线的能谱实验内容1. 测量 137Cs或60Co伽马射线谱，观察调节高压（500- 650 V）对能谱的影响，调节高压使 137Cs或 60Co能谱 的最大脉冲幅度尽量大而又不超过多道脉冲分析
4、器的分 析范围。 2. 求出能量分辨率137Cs（0.6617 MeV）或 60Co （ 1.1732 MeV，1.3325 MeV） 。 3. 进行能量刻度，绘制能量刻度曲线:用已知源137Cs（ 0.6617 MeV，0.184 MeV）或 60Co （1.1732 MeV ，1.3325 MeV）对谱仪进行能量刻度。 4. 根据测出的137Cs 、 60Co 的 谱，观察形状，识别其光 电峰、反散射峰、X射线峰及康普顿边界等；记录光电峰 、反散射峰的峰位。从测量到的137Cs或60Co的 能谱图 ，计算康普顿边和反散射峰的能量值，并与理论值作比 较，对所得的结果进行讨论。NaI(Tl)闪
5、烁谱仪及伽马能谱测量注意事项NaI（Tl）探测器要轻拿轻放，切忌磕碰。仪器 开机后，必须预热30分钟左右。当工作指示灯为红色时，勿关闭仪器。光电倍增 管加高压、降高压都要慢，高压不得超过650 V。 在测绘能量刻度曲线中，为了减小计数统计涨落 对测量的影响，应保证计数足够多（1000）。实验室禁止吃东西，实验后要洗手。1. 1.如何从示波器上观察到的137 Cs或60Co脉冲波形图 ，判断谱仪能量分辨率的好坏？2.反散射峰是如何形成的？反散射峰是如何形成的？ 3.若有一单能伽马源，能量为2 MeV，试预言其谱 形。思考题常用数据：l60Co两条伽马射线能量1173.2 keV和1332.5 k
6、eV，137Cs伽马射线能量661.7 keV, 反散射峰 能量184 keV。l铝的密度2.7 g/cm3,铅的密度 11.34 g/cm3。l对661.7 keV能量伽马射线，铝的质量吸收系 数理论值0.194 cm-1,铅的质量吸收系数理论值 1.213 cm-1。241Am的g射线的能谱Americium is a man made radioactive isotope, and is commonly found in smoke detectors. The source is an alpha emitter, and in the decay process it also
7、kicks out a gamma at 59.6 keV. This is a typical gamma spectrum from Americium, as you can see, the tall peak at 59.6 keV is very obvious and over powers everything else, it also has a gamma at 26.3 keV which is sometimes visible to the left of the tall peak. There are a whole bunch of other gamma rays from 241Am, but these are not easy to see with NaI detectors.133Ba的g射线的能谱152Eu的g射线的能谱
