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1、胖带一/,赢带（成晶体的能帝靖构也消失另一种情形：在闪耀晶体中产生的电子一一空穴对仍约束着，称为“激子”，它们在晶格中一路活动，在外电场中无净电流产生，具能带在导带之 下，称为“激带”.自由的导带电子和价带空穴可以复合成激子，激子也可以接收热活动能量变成自由电子一一空穴对.当核辐射进入闪耀体时,既可产生自由电子一一空穴对，也可以产生激子.尔后电子从导带或激带跃迁到价带，退激进程中放出光子；也消失着竞争进程 收一非辐射跃迁，即经由过程放热（晶格振动）退激.有一点须要指出，纯的NaI晶体不是有用的闪耀体.一是因为响应禁带宽度 的光子能量在紫外光规模，不是可见光； 二是退激发出的光子尚未逸出晶体就会
2、 被晶体自身接收.为懂得决这一问题，在 纯晶体中掺入少量杂质原子（如Tl）,称为“激活剂”，它们成为发光中间，形成 一套激发能级，能量比导带低，而基态却 比价带高，如许跃迁产生的光子能量就 比禁带宽度 Eg小，那么它就不成能再使 价带上的电子激发到导带上去，从而防止自接收.电子激活剂. 一由-JU闪燥光子1r基杰空穴0晶体能税禁带中出现由曲活剂产生的险税器常激带禁带附录一NaI（Tl）闪耀晶体闪耀体按其化学性质可分为两类：一类是无机晶体闪耀体，平日是含有少量杂质（称为激活剂）的无机盐晶体，如碘化钠（在激活）单晶体.即NaI（Tl）,碘化艳（在激活）单晶体.即CsI（Tl）,硫化锌（银激活）.即
3、ZnS（Ag）等；另一类是有机闪耀体，它们都是苯环碳氢化合物.闪耀体的发光机制比较庞杂，在此对无机晶体闪耀体的发光机制造一些扼要的定性介绍.无机晶体闪耀体属离子型晶体，原子（离子）之间联合得比较慎密互相之间影响比较大，晶格华夏子电子能级加宽成为一系列持续的能带.个中最低能量状况已为电子所填满，故称为满带；价电子都处于稍高的能量状况，这种能带称为“价带”.若价带未填满，则在外电场感化下将有净电流产生；若价带已填满，则必须有电子被激发到更高的能带一一导带上去，才干产生电流，此市价带上有一空穴，导带上有一电子，即产生了一个自由电子一一空穴对.价带与导带之间的闲暇中不消失电子能级，称为禁带；禁带有一宽
4、度Eg,它和晶体的导电性质亲密相干，导体在阁下，半导体在之间，无机闪耀体为绝缘透明物资，Eg3eV,NaI为.碘化钠闪耀晶体能接收外来射线能量使原子.分子电离和激发，退激时发射出荧光光子.NaI（Tl）晶体的密度较大（p3）,并且高原子序数的碘占重量的85%,所以对丫射线的探测效力特殊高，同时相对发光效力大；它的发射光谱最强波长为415nm阁下，能与光电倍增管的光谱响应较好匹配.此外，晶体的透明性也很好，测量丫射线时能量分辩率也是闪耀体中较好的一种.一个须要指出的问题是：在闪耀体的拔取上要留意闪耀体对所测的粒子要有较大的阻拦本领，以使入射粒子（特殊是能量较大的粒子）在闪耀体中能损耗较多的能量而
5、退激产生光子.本来运用的国产NaI（Tl）晶体尺寸为20X5mm这一厚度对定标时测高能丫（E1MeV）时的效力不敷高，并且对高能（3粒子的计数率也比较低；本装配的闪耀探测器采取的尺寸为20x20mm!勺NaI（Tl）晶体可以说是一大改良，一方面可以进步探测高能丫部分的效力，另一方面也进步了试验中高能（3粒子的计数率.NaI（Tl）晶体的缺陷是轻易潮解，接收空气中的水分就会演变掉效；是以我们采取了200m的铝来密封；这就须要对（3穿过Al膜时的能量损掉进行修改在试验中我们发明，对于不合的（3粒子能量的损掉不尽雷同；所以在现实的试验和数据处理中进行了能量损掉的合理修改.附录二光电倍增管光电倍增管是
6、一种经常运用的敏锐度很高的光探测器，它由时光极.电子光学输入体系.倍增体系及阳极构成，并且经由过程高压电源及一组串联的电阻分压器在阴极打拿极（又称“倍增极”）阳极之间树立一个电位散布.光辐射照耀到阴极时，因为光电效应，阴极发射电子，把微弱的光输入转换成光电子；这些光电子受到各电极间电场的加快和聚焦，光电子在电子光学输入体系的电场感化下到达第一倍增极，产生二次电子，因为二次发射系数大于1,电子数得到倍增.今后，电子再经倍增体系逐级倍增，阳极收集倍增后的电子流并输出光电流旌旗灯号，在负载电阻上以电压旌旗灯号的情势输出.K时光极；F聚焦极；DiD。一一打拿极;A阳极.依据打拿极的几何外形和分列方法，
7、光电倍增管分为聚焦型（环状.直线）和非聚焦型（百叶窗式.盒栅式）.本装配采取GDB44F型百叶窗式光电倍增管，其长处为脉冲幅度分辩率较好，实用闪耀能谱测量.它的重要指标应当包含以下几方面：光电百叶管式光中，倍增拧不竞图转换特点.电子倍增特点.噪声或暗电流.时光特点等；在此重要介绍光电转换特点和电子倍增特点1）光电转换特点一一时光极的光谱响应和敏锐度时光极是接收光子并放出光电子的电极，一般是在真空中把阴极材料蒸发在光学窗的内概况上，形成半透明的端窗阴极；时光极材料的品种稀有十种，但最经常运用的只是五.六种，如镶艳化合物等.一般光电倍增管时光极前的光学窗有两种：硼玻璃窗或石英窗，前者实用于可见光，
8、后者可透过紫外光.时光极受到光照耀后发射光电子的几率是波长的函数，称为光谱响应.在长波端的响应极限重要由时光极材料的性质决议，而短波端的响应重要受入射窗材料对光的接收所限制.懂得光电倍增管的光谱响应特点有利于准确选择不合管子使之与闪耀体的发射光谱相匹配.ikF在现实运用中，光电转换特点平日运用另一个宏不雅界说，即必定通量F的白光照耀阴极所能获得的光电子流（ik）称为时光极光照敏锐度：(1)个中ik单位为微安;F为光通量，单位为“流明”（lm）.2）电子倍增特点一一光电倍增管的放大倍数及阳极敏锐度光电倍增管的放大倍数（增益）M因为打拿极的倍增感化，从时光极发射出来的电子不竭被倍增，最后可在阳极上
9、得到大量电子.从时光极射出，到达第一打拿极的一个电子，经由多次倍增后在阳极得到的电子数，称为光电倍增管电流放大倍数（增益）在幻想情形下一般可写成：Mn式中是平均二次发射系数，n为打拿极的级数.二次发射系数是极间电压的函数，可用经验公式暗示：a（VD）b（3）个中Vd为打拿极之间的电压，a.b为经验常数.假如打拿极电子传递效力为g,那么增益M比较现实的表达式可写成：M（g）n对设计优越的聚焦型管子g约等于1,对非聚焦型管子g1.阳极光照敏锐度S放大倍数是光电倍增管的重要参数之一，但往往有些技巧解释书不直接给出它的数值，而是在给出时光极光照敏锐度&的同时，给出光电倍增管的“阳极光照敏锐度”Sa,它
10、们之间的关系是：SagcMSk阳极电流ia入射到阴极的光通量F(5)个中Sa的单位为A/lm,gc为第一打拿极对光电子的收集效力.阳极光照敏锐度的物理意义是：当一个流明的光通量照在时光极上时，在光电倍增管阳极上输出的电流(阳极电流)ia的数值.当入射光通量F增大时，阳极电流ia在相当宽的规模内是线性增大的；但F太大时,就消失偏离线性.原因之一是打拿极发射二次电子疲惫，使放大倍数减小；其二是最后几级打拿极和阳极上有空间电荷聚积；也有可能是分压电阻选择不当，使最后几级打拿极以及阳极之间的电压下降，放大系数减小，这一问题可以经由过程调剂分压电阻来解决.阳极光照敏锐度Sa和总电压的关系由式.(4).(
11、5)可知：SaVbn,故logslogV,两个量的对数成线性关系；因而跟着电流增长到某一数值会消失非线性,lOgSa增长变得迟缓；一般说来，加在光电倍增管上的高压在1000V之内线性照样比较幻想的.须要指出的是：闪耀探测器的线性问题是由多个身分配合感化的成果，不但光电倍增管是个重要身分，闪耀晶体本身也消失能量线性问题.是以在现实，比方各部件的匹配等，而经常运用的解决方轨运用中，必须斟酌多方面的身分则是调剂光电倍增管的工作参数.底座是由分压器与射极追随器构成b)光电倍增管的管脚拔出底座1)分压器光电倍塔首分反播珪路图卜)正高层电源玷)负高压电源(放大倍数一般为几十一百以上)，但其电1,且输出电压
12、和输入电压同相，是以具有电压光电倍增管中各电极的电位由外加电阻分压器抽头供应.本试验运用正高压电路，阴极接地，阳极处于高电位，输出端运用耐高压电容离隔.所加电压应依据解释书或不合用处以及管子的机能进行斟酌；建议用户在运用本试验装配时采取我们的推举值.2)射极追随器射极追随器具有电流放大感化压放大倍数恒小于1而接近于追随的特色，频率响应较好.附录三多项式拟合及能谱的滑腻处理和寻峰一.多项式拟合1 .概述在现实的物理试验中，我们经常测出某一未知情势函数f(x)在若干点Xi处的值yi(i=1,2n),所要做的是依据这些数值点推导f(x)的近似表达式，这就是所谓的曲线拟合问题.在介绍曲线拟合之前起首要
13、谈一下函数插值.所谓函数插值是依据插值道理树立一个次数不高于n的插值多项式Pn(x、为函数f(x)的近似表达式，根本请求是拟合曲线经由过程所稀有据点.而曲线拟合不请求经由过程所稀有据点，只请求得出的近似函数能反应数据的根本关系，是以曲线拟合比函数插值得到的成果更能反应客不雅现实.在某种意义上来说曲线拟合还更有实用价值，因为现实问题中所供给的数据点往往许多，用函数插值势必得出次数很高的插值多项式，导致盘算上的许多麻烦，并且高次多项式的振荡问题也是一大弊病.是以现实工作中更多采取了曲线拟合的处理办法那么对给出的数据点(xi,yi)作拟合曲线时，如何才算“拟合得最好”？或者说采纳的原则是什么？一般愿
14、望使各不雅测数据与拟合曲线的方差和最小，就能使拟合曲线更接近真实函数，即最小二乘道理.2 .算法y(x) ao aix a?x2用一个m次多项式mmjamxaxj0来拟合n个不雅测数据点,个中m远小于n.nF (ao, ai,a2 误差平方和：2am)y(xk)ykk1，请求F的微小值则必须分离对ao.ai.am求偏导数并使之为零，是以得到:Fajn2 y(xk) ykxk 0k 1;5(j 0,1,2 m)(31)n2ao aixk a2xk即：k 1nmjjj 1amxk ykxkaoxk ax；k 1j mj iamxk ykxk o，即系数ao.a1.am应知足如下方程组:ao xkk
15、 1j 1axkk 1nnj mjam xkykxkk 1k 1(32)此方程组中有m+1个方程，平日称为法方程；其系数矩阵为一个对称矩阵并且是正定的，可以求出独一解ao.a1.am尔子女入m次多项式即可得拟合成果.3 .多项式拟合阶数的拔取在对试验数据点进行多项式拟合的进程中，拟合阶数的拔取是一个至关重要的问题；假如拟合阶数拔取过低则无法找准y与x的关系，若拔取过高则高次多项式的振荡问题在所不免.在评论辩论这一问题之前先介绍几个概念.若用y（x） ao 的办法算出系数 单个yi的残差为:2ax a?xaoai kakx来拟合数据点（刈yi）,可以依据上面介绍ak代入拟合多项式，则拟合值y a0a1 xkak x残差平方和为:2Vi1Viyiyi(33
