γ射线测量数据处理

γ照相机和SPECT技术操作γ照相机和SPECT是核医学显像设备，由准直器、NaI(Tl)晶体、光电倍增管矩阵、位置和能量电路、机架和计算机等部分构成。

准直器使放射性核素发出的γ射线按一定规律入射到晶体，晶体将γ光子转换为闪烁光，光电倍增管将闪烁光转换为电脉冲，由位置和能量电路处理。

位置电路计算γ光子的入射位置，能量电路获取并分析γ光子的能量。

对一个能量在预定范围内的入射γ光子，计算机使其图像矩阵中与入射位置对应的像素的计数增加1。

记录足够的入射γ光子，图像矩阵中的计数分布就能代表受检者体内的放射性核素分布。

通过色表将计数分布变为亮度或颜色的分布显示在计算机屏幕上，形成视觉图像。

探头围绕病人旋转，采集放射性核素空间分布的投影；采用滤波反投影等方法，可获得放射性核素空间分布的断层图象。

一、准直器选用（一）准直器类型：准直器按适用能量范围分为低能、中能、高能、超高能；按几何类型分为针孔型、平行孔型、汇聚型、发散型；按性能参数分为通用、高分辨率、高灵敏度等类型。

（二）准直器的选用：根据所使用的放射性核素γ射线的能量和显像项目选用适当的准直器。

一般情况下可使用通用型，静态图像，断层和全身扫描可用高分辨率型，动态图像可用高灵敏度型。

在特殊情况下，采集较低能量的γ射线也可用较高能量的准直器。

二、能量窗设置（一）原理：每种放射核素发射特定能量的γ光子，γ照相机根据γ光子的能量鉴别不同的核素，能量窗应对准显像核素产生的光电峰。

（二）能量窗位和窗宽：按显像核素设置能量窗位和窗宽，通常采用对称于光电峰的15%或20%的窗宽，以使能量窗包括大部分光电峰。

对发射多种能量γ射线的显像核素可设置多个对应的能量窗。

三、图像采集（一）静态采集1．目的：静态图像用于观察被检器官的位置、形态、大小和放射性分布情况，如增高、降低、正常或缺损。

2．参数：静态图像应有适当的分辨率和计数，通常采用较大的数字矩阵（如256×256或128×128）和字模式。

χ、γ射线骨密度仪的检定方法模体QC-1型四肢体模和QC-2 型腰椎体模。

1 QC-1四肢体模1.1体模放置：将体模放在SPA 单光子骨密度仪扫描台上的有效扫描范围内，有长方框标志的一面向上。

对于一维扫描仪器，让标识中线对准扫描路线；对于二维扫描仪器，让标识中线处于扫描范围的中部区域，以保证骨筒样品被完全扫描。

将大骨筒放在首先扫描的位置。

1.2调节仪器扫描参数扫描速度：0.5mm /秒或1mm /秒，计数时间：1秒，扫描距离（范围）：>每个骨样品BW 或投影面积。

1.3扫描：从大骨筒一端开始扫描，可一次同时扫描2个骨筒，也可一个一个扫描。

扫描完QC-1A ，再扫描QC-1B 。

也可只扫描QC-1A 或QC-1B ，既要满足规程要求，也要结合仪器情况。

1.4记录数据（用骨密度仪本身的打印报告）记录仪器“骨密度报告”上的10次扫描的测量值，取平均值作为仪器的测量值。

1.5数据处理SPA 单光子骨密度仪直接测出来的是BW 和BMC 。

国家检定规程要求直接检定/校准这两个测量值（临床上用的BMD 是由它们计算出来的）。

1）仪器误差骨横径BW 误差：在正常使用条件下，将四肢体模放在测量位置上，对每一个骨筒样品测量三次，BW 测量值的误差用相对误差E 表示，按式（1）计算。

%10000⨯-=BW BW BW E （1）式中：BW —骨横径的测得三次平均值；BW 0—模体骨筒样品骨横径的实际值。

骨矿含量BMC 误差：在正常使用条件下，将四肢体模放在测量位置上，对每一个骨筒样品测量三次，取平均值，BMC 测量值的误差用相对误差也用E 表示，按式（2）计算。

%10000⨯-=BMC BMC BMC E （2） 式中： BMC —骨矿含量测得的三次平均值；BMC 0—模体中骨筒样品骨矿含量的实际值。

2）仪器重复性（精度）在正常使用条件下，对四肢体模骨筒样品BMC 在 (0.3～0.7) g/cm 和(1.4～2.0)g/cm 范围内，各选一个骨筒样品连续测量n 次（n =10），骨横径和骨矿含量重复性用相对标准偏差V 表示，V 按式（3）计算。

γ能谱的测量中山大学 2013级材料物理供参（吓）考（你），此报告真心累数据处理注：本实验所有数据来自文件“蝙蝠侠”一、改变高压，保持其他条件不变（通道数1024）观察137Cs能谱变化图1 改变高压，137Cs能谱变化曲线图分析：1.137Cs的γ能谱应该呈现三个峰和一个平台的连续分布，从通道低到高依次为X射线峰、反散射峰、康普顿效应贡献的平台以及反映γ能量的全能峰。

高压越大，统计越明显。

2.随着高压增大，全能峰向右移动，并且高度下降、宽度增大。

因为闪烁谱仪能量分辨率不变，高压增大，道址增大，∆V V又不变，则∆V大，故宽度变大，高道址的粒子数减少，高度下降。

二、改变通道数，保持其他条件不变（高压500V）观察137Cs能谱变化分析：（见图2）1.由于通道数1500后粒子数很少，能谱曲线趋于横轴，故横坐标只取到1500，方便观察。

2.道数越小，全能峰对应的道址越小，全能峰也越高、越瘦。

因为道数越小，则每个道址包含的能量间隔越大，统计的粒子个数就越多，从而使全能峰越高。

三、60Co的γ能谱曲线图（500V，通道数2014）图3 60Co的γ能谱曲线图分析：1.因为全能峰可以表示γ射线的能量，60Co两个峰对应的射线能量在图中标出，分别为1173keV、1333keV。

2.为探究能谱仪的效率曲线，需要知道每个核素测量所得能谱图的全能峰面积。

计算方法如下：全能峰面积即图中峰与底部线段所围成的面积，可用能谱曲线下的面积减去线段两端与横轴所围成的梯形面积，而能谱曲线下的面积可用线段之间所有道址对应的粒子数的加和来表示。

加和结果通过matlab进行求和而得。

虽然计算方式较为粗糙，但基本符合。

对于左侧全能峰：S(E)1=7287-(27+60)*(626-551)/2=3981对于右侧全能峰：S(E)2=5824-(27+13)*(726-626)/2=3824四、137Cs的γ能谱曲线图（500V，通道数2014）图4 137Cs的γ能谱曲线图分析：1.全能峰面积为：S(E)=9916-(13+2)*90/2=92412.137Cs的γ能谱呈现三个峰和一个平台的连续分布，A为全能峰，这一幅度的脉冲是0.662MeV的γ光子与闪烁体发生光电效应产生的。

X、γ射线剂量标准及数据处理张玉明(南京军区医学计量测试研究站,南京210003) 摘　要　简要介绍了X、γ射线剂量标准装置的组成,并详细叙述了校准方法及检测数据的处理方法。

关键词　射线剂量　校准　电离　辐射 为确保放射治疗单位在电离辐射剂量中各量值的准确可靠和统一,实现医源照射和个人剂量监测的最优化和质量保证,军队各医学计量机构在近期均相继建立了X或γ射线照射量(治疗水平)标准装置,用以校准(检定)剂量计,X、γ射线巡测仪和个人剂量计等,测量医用辐射源(钴治疗机、医用加速器)的照射量,空气吸收剂量或空气比释动能。

T6580型计量计是该标准装置的主要仪器,配套仪器有:水模、标准温度计、标准气压计、检验源等。

因该标准装置的构造原理特殊,校准测试过程较繁琐,并受多种环境条件制约,稍有疏忽则难以取得正确的测量结果。

现结合工作实践对该标准的具体测量操作方法及数据处理作一介绍。

一、测量原理与装置组成该标准装置采用电离法来测量X、γ辐射场,电离室和测量系统是剂量计的主要组成单元。

当X、γ射线照射电离室时,在电离室壁产生次级电子,次级电子在电离室空腔内使空气电离。

正负电离离子在电场的作用下分别向电离室收集极及室壁运动。

到达收集极的电离电荷通过信号电缆送到测量系统。

测量系统对电离电荷进行定量测量,并把它转换成以辐射剂量单位刻度的读数显示出来。

由于剂量计的特点和对长期稳定性的技术要求,该系统还包括其配用的检验源及使用说明书和校准证书。

二、校准测量方法1.测量前的准备工作首先对标准装置作外观检查。

其主要内容有:①仪器主机及配件是否完好无损,如电离室及平衡帽、校准源、使用说明书、校准证书、信号电缆等;②高绝缘插座是否松动、洁净;③仪器有无磕、碰、摔坏等硬伤。

其次是正确地连接和安装,特别是接电离室时不可用力过猛,并在断电状态下戴着保护套安装,对于其供电电源、接地线等都必须符合要求。

2.检查漏电安装完毕检查无误后,开启主机电源开关,使仪器预热15分钟以上。

γ能谱法标准γ能谱法是一种通过测量γ射线的能量分布来分析物质成分和结构的方法。

它具有高灵敏度、高分辨率和高准确性的特点，被广泛应用于环境监测、材料科学、核物理等领域。

为了确保γ能谱法测量的准确性和可靠性，需要制定相应的标准来规范实验操作和数据处理。

一、实验设备标准探测器：选择具有高探测效率、低本底噪声和稳定性能的探测器，如高纯锗探测器、闪烁计数器等。

屏蔽材料：采用适当的屏蔽材料，如铅、铜等，以减少外部γ射线和宇宙射线的干扰。

校准源：使用已知活度和能量的校准源，对探测器进行能量和效率校准，确保测量结果的准确性。

二、实验操作标准样品制备：根据实验需求，选择合适的样品制备方法，如研磨、压片等，以获得均匀的样品。

测量时间：根据样品的活度和探测器的性能，确定合适的测量时间，以确保足够的计数统计量。

背景测量：在没有样品的情况下进行背景测量，以扣除探测器本底和环境干扰对测量结果的影响。

数据记录：详细记录实验过程中的各种参数，如测量时间、源到探测器的距离、探测器的温度和电压等，以便后续的数据处理和分析。

三、数据处理标准能谱分析：利用专业的能谱分析软件，对测量得到的γ能谱进行平滑、去噪和寻峰处理，以获得准确的峰位和峰面积信息。

效率校正：根据探测器的能量响应和效率曲线，对测量结果进行效率校正，以消除探测器对不同能量γ射线的探测效率差异。

放射性核素识别：通过比对已知核素的γ射线能量和强度信息，识别样品中的放射性核素种类。

活度计算：根据识别出的核素种类和其对应的γ射线强度，结合相应的半衰期信息，计算样品中各核素的活度。

四、质量控制标准定期校准：定期对探测器和能谱分析系统进行校准，以确保其性能和测量结果的稳定性。

重复测量：对同一样品进行多次重复测量，以评估测量结果的稳定性和可靠性。

结果比对：将不同实验室或不同方法获得的测量结果进行比较和分析，以验证γ能谱法的准确性和适用性。

通过以上标准的制定和执行，可以确保γ能谱法测量的准确性和可靠性，为相关领域的研究和应用提供有力的技术支持。

γ射线能谱测量实验报告篇一：γ射线能谱的测量及γ射线的吸收γ射线能谱的测量及γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定【摘要】原子核从激发态跃迁到较低能级或基态跃迁能产生γ射线，实验，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。

并通过测量γ射线在不同物质中的吸收系数，了解γ射线在不同物质中的吸收规律。

【关键字】γ闪烁谱仪γ射线能谱物质吸收系数当今的世界，以对核技术进行了相当广泛的运用。

从1896年法国科学家A.H.Becquerel发现放射性现象开始，经过M.Curie一些新放射性元素的发现及其性质进行研究后，人类便进入了原子核科学时代。

在原子核发生衰变时，会发出α、β、γ射线，核反应时会产生各种粒子。

人们根据射线粒子与物质相互作用的规律，研制了各种各样的探测器。

这些探测器大致可以分为“信号型”和“径迹型”两大类。

径迹型探测器能给出粒子运动的径迹，有的还能测出粒子的速度、性质等，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、多丝正比室等。

而信号型探测器根据工作物质和原理的不同，又可分为气体探测器、半导体探测器、闪烁探测器。

其中闪烁探测器的工作物质是有机或无机的晶体闪烁体，射线与闪烁体相互作用，会使其电离激发而发射荧光。

从闪烁体出来的光子与光电倍增管的光阴极发生光电效应而击出光电子，光电子在管中倍增，形成电子流，并在阳极负载上产生电信号。

如NaI(TI)单晶γ探测器。

γ射线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，就有可能辐射出不同能量的γ射线。

人们已经对γ射线进行了很多研究，并在很多方面加以运用。

像利用γ射线杀菌，γ探伤仪等。

然而不恰当的使用γ射线也会对人类产生一定的危害。

γ射线的穿透力非常强，如果在使用过程中没有有效的防护，长时间被放射性元素照射的话可能发生细胞癌变。

在对γ射线进行了大量的研究后发现，按能量的不同，可以对其进行强度测量，从而得到γ辐射强度按能量的分布（能谱）。

γ能谱仪是一种用于测量放射性物质辐射能量的仪器。

其主要参数包括：
1. 能量分辨率：能量分辨率是指γ能谱仪能够分辨两个相邻能量峰值的能力。

高能量分辨率有助于识别不同放射性核素的能量特征。

2. 探测效率：探测效率是指γ能谱仪对入射γ射线的吸收和转换能力。

探测效率越高，测量结果越准确。

3. 谱仪的本底：本底是指γ能谱仪在无辐射源存在时，仍会观测到的辐射信号。

本底会影响测量结果的准确性，因此需要降低本底辐射。

4. 能量范围：γ能谱仪可测量的能量范围。

不同型号的γ能谱仪能量范围有所不同，可根据应用场景选择合适的设备。

5. 测量范围：测量范围是指γ能谱仪能够测量的放射性物质浓度范围。

不同型号的γ能谱仪测量范围有所不同，可根据实际需求选择合适的设备。

6. 探测器：γ能谱仪的核心部件，用于吸收和转换γ射线。

常见的探测器有NaI(Tl)探测器、Ge探测器等。

7. 数据处理系统：数据处理系统用于采集、处理和分析γ能谱数据。

现代化的γ能谱仪通常具有高效的数据处理能力，可方便地进行数据分析和管理。

8. 显示与输出：γ能谱仪的显示与输出功能用于呈现测量结果。

常见的显示方式有谱图显示、数值显示等。

outputs
9. 校准：γ能谱仪的校准是为了确保测量结果的准确性。

校准方法包括标准源校准、仪器自带校准等。

10. 操作界面：γ能谱仪的操作界面便于用户进行参数设置、数据采集和分析。

现代化的γ能谱仪通常具有友好的操作界面，使操作更加便捷。

核辐射传感器工作原理
核辐射传感器采用敏感探测器以及先进的电子技术，具有实时监测并测量α粒子、β粒子和γ射线辐射水平的作用。

其工作原理主要包括辐射探测、信号转换和数据处理三个步骤。

1.辐射探测：RAD-S101核辐射传感器内置敏感的放射性探测器，通常是半导体
材料或闪烁体。

当周围环境存在辐射源时，放射性粒子与探测器产生相互作用，
形成能量沉积。

α粒子、β粒子和γ射线在探测器中引起的能量沉积不同，探测器
会对其进行敏感响应。

2.信号转换：核辐射传感器通过专门设计的电子电路将从探测器接收到的能量沉
积转化为电信号。

电信号经过放大与滤波等处理操作后，被转换为可以测量的模
拟信号。

3.数据处理：测量到的模拟信号经过采样和数字化处理后，转换为数字信号。

传
感器内部的芯片对这些数字信号进行处理和分析，从而计算出辐射源的强度或剂量。

数据通过传感器接口输出，供用户查看和分析。

γ辐射仪标定方法的研究摘要：文章在研究了γ辐射仪的标定相关理论基础上，利用空中标定法与地面标定法对FD-3013γ辐射仪进行了标定实验，经实验数据的处理得到仪器在不同标定方法下的标定函数。

通过计算各点的相对误差，从而对比了空中标定法与地面标定法对实验的影响，进一步确定空中标定法优于地面标定法。

关键词：地面标定；空中标定；FD-3013γ辐射仪在放射性测量过程中，通常是通过测量放射性核素放射出？琢、？茁、？酌等射线的计数率来确定放射性核素的含量。

由于影响测量射线计数率的因素很多，致使放射性核素的含量与核测量仪器的计数率的正比关系得不到正确反应。

文章运用空中标定与地面标定法使用放射性标准源对仪器进行刻度标点，使仪器的计数率与标准源含量（或照射量率）之间保持确定的正比关系，以便使用统一的物理单位衡量放射性核素的数量或辐射量[4]。

1 实验设备与方法1.1 实验设备与原理数字FD-3013γ辐射仪采用NaI（Tl）晶体作为探测元件，其大小为30×25mm，仪器操作方便、中文液晶显示、每秒显示一次测量结果、报警阈值可选择、测量显示单位：uSv/h，具有电池电压欠压和未接探头提示报警功能。

标准铯（Cs）源是一种呈银色的软金属，其元素半衰期相对较长，为30年，且极易溶于水。

设空间内无对辐射的吸收和散射，距点源不同距离r处的γ射线照射量率X可按如下：X=P/r2 （1）式中，P-标准源常数（0.17uSv/h），它表示距离标准源1m处的γ射线照射量率。

r-距离，以m为单位。

在实际工作中，将探测器固定，移动标准源改变距离r，按上式计算照射量率，并测出r对应的读数。

一般每一测程的标定曲线上按照射量率均匀分布5～7个点，作出标定曲线图，根据标定曲线，找出仪器读数与γ射线照射量率之间的关系[1]。

1.2 实验方法空中标定法就是利用标定支架将辐射仪和点状铯源挂在离地面1.5m的空中进行仪器标定的方法。

优先选定一个空旷的场地，周围4m到5m范围内没有建筑物，立上两根标定支架，两个支架的距离为5m左右，在两个支架间1.5m 高处挂一根直径2～3mm的铁丝，将辐射仪的探头安上铅套与点状源用吊环分别悬挂在铁丝两边。

混凝土中的放射性检测方法一、前言混凝土是一种常见的建筑材料，具有较强的耐久性和承重性能，在建筑、道路、桥梁等工程中广泛使用。

然而，混凝土中可能存在放射性物质，如天然放射性元素、核废料等，对人体健康和环境造成潜在风险。

因此，对混凝土中的放射性进行检测具有重要意义。

二、混凝土中的放射性物质1. 天然放射性元素混凝土中天然放射性元素主要包括铀、钍、钾等。

这些元素在混凝土中存在于不同的化学形态，对混凝土的放射性水平和特性产生影响。

2. 核废料核废料是指核能产生和使用过程中产生的放射性物质残留物，包括高放射性废料和低放射性废料。

核废料对混凝土的放射性水平和特性产生显著影响。

三、混凝土中的放射性检测方法1. γ射线测量法γ射线测量法是一种常用的混凝土中放射性检测方法。

该方法通过测量混凝土中γ射线的强度，来确定混凝土中的放射性水平和特性。

具体步骤如下：（1）制备样品：按照一定的规格和数量，采集混凝土样品，并进行样品制备处理。

（2）测量γ射线强度：将样品放置在γ射线探测器上，测量γ射线的强度。

（3）数据处理：根据测得的γ射线强度，计算样品中的放射性水平和特性。

2. α、β计数法α、β计数法是一种常用的混凝土中放射性检测方法。

该方法通过测量混凝土中α、β粒子的计数率，来确定混凝土中的放射性水平和特性。

具体步骤如下：（1）制备样品：按照一定的规格和数量，采集混凝土样品，并进行样品制备处理。

（2）测量α、β计数率：将样品放置在α、β计数器上，测量α、β粒子的计数率。

（3）数据处理：根据测得的α、β计数率，计算样品中的放射性水平和特性。

3. 中子活化分析法中子活化分析法是一种高灵敏度、高分辨率的混凝土中放射性检测方法。

该方法通过将混凝土样品暴露在中子源中，使样品中的核素发生核反应，产生新的核素，再通过核素的辐射特性来确定样品中的放射性水平和特性。

具体步骤如下：（1）制备样品：按照一定的规格和数量，采集混凝土样品，并进行样品制备处理。

实验二 γ射线的吸收一、实验目的：1、了解γ射线在物质中的吸收规律；2、测量γ射线在不同介质中的吸收系数。

二、实验器材：1、KZG03C 辐射检测仪一台；2、Cs137点放射源一个；3、铅准直器一个；4、40×40×dcm3的水泥、铝、铁、铜、铅吸收屏若干块（附屏支架）；5、手套、长钳夹子、尺子、绳子各一套。

三、实验原理：天然γ射线与物质相互作用的三种主要形式：光电效应、康普顿散射和形成电子对效应。

由于三种效应的结果，γ射线通过物质时发生衰减（吸收），其总衰减系数应为三者之和：实验证明，γ射线在介质中的衰减服从指数规律：de I I μ-=0，mm d e I I μ-=0μ=(- Ln(I/I O ))/d ， μm =(- Ln(I/I O ))/d m式中：I 为射线经过某一介质厚度的仪器净读数（减去本底）；I 0为起始射线未经过介质的仪器净读数（减去本底）； d 为介质厚度，单位为cm; d m 为介质面密度，单位为g/cm 2 ；μ 为γ射线经过介质的线吸收系数，单位为cm -1；κστμ++=μm 为γ射线经过介质的质量吸收系数，单位为g/cm 2 ； 半吸收厚度：为使射线强度减少一半时物质的厚度，即021I I =时，μ2ln 21=d 或 212ln d =μ四、实验内容：1. 选择良好的测量条件（窄束），测量 Cs 137源的γ射线在同一组吸收屏（水泥、铝、铁、铜、铅）中的吸收曲线，并由半厚度定出吸收系数；2. 用最小二乘拟合的方法计算出吸收系数与1中的结果进行比较；3. 测量不同散射介质时（同一角度，同一厚度）γ射线的强度。

五、实验步骤： 1. 吸收实验1) 调整装置，使放射源、准直孔、探测器的中心在一条直线上； 2) 测量本底I 0’；3) 将源放入准直器中，测量无吸收屏时γ射线强度I 0”；4) 逐渐增加吸收屏，并按相对误差在N ±δ的要求测出对应厚度计数I d ’，每个点测三次取平均植；5) 更换一种吸收屏，重复步骤4，测量时注意测量条件不变。

目次前言 (ii)1 适用范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 测量目的和要求 (2)5 测量实施 (3)6 测量记录和报告 (5)7 质量保证 (5)附录A（资料性附录）环境 辐射剂量率测量原始记录表 (7)环境γ辐射剂量率测量技术规范1 适用范围本标准规定了环境γ辐射剂量率测量的原则和技术要求，包括测量目的和要求、测量实施、测量记录和报告、质量保证等方面的内容。

本标准适用于环境质量监测、辐射源外围环境监测以及应急监测中环境γ辐射空气吸收剂量率的测量，其他环境γ辐射剂量率测量可参照执行。

2 规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。

凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

HJ 61 辐射环境监测技术规范HJ 1009 辐射环境空气自动监测站运行技术规范HJ 1128 核动力厂核事故环境应急监测技术规范JJG 393 便携式X、γ辐射周围剂量当量（率）仪和监测仪3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

3.1辐射源radiation source可以通过诸如发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质和实体。

例如，释放氡的物质是存在于环境中的辐射源，γ辐照消毒装置是食品辐照保鲜实践中的辐射源，X射线机是放射诊断与治疗中的辐射源，核电厂是核动力发电实践中的辐射源等。

3.2环境γ辐射剂量率environmental gamma radiation dose rate测量点位周围物质中的天然放射性核素、人工放射性核素或射线装置发出的X/ γ射线在测量点位空气中产生的吸收剂量率。

环境γ辐射剂量率可通过连续和即时等方式开展测量，无特殊说明时，本标准指的是即时测量。

3.3关键人群组critical group对于某一给定的辐射源和给定的照射途径，受照相当均匀、并能代表因该给定辐射源和该给定照射途径所受有效剂量或当量剂量最高的个人的一组公众成员。

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。

数据处理：1. 作坪曲线原始数据：2. 用最小二乘法处理铝吸收片的数据，计算铝的质量吸收系数和半吸收厚度由公式x e I I μ-=0得：x I Iμ=-0ln，以0ln I I -为纵坐标，x 为横坐标作图并拟合： （1） 以总面积为光强，所得结果：y = 0.0219x - 0.0098-0.0500.050.10.150.20.250.30.3505101520铝片厚度与透过率铝片厚度与透过率 线性 (铝片厚度与透过率)斜率为 0.0219；（2） 以净面积为光强，所得结果：斜率为0.0317；平均斜率为0.0268铝片平均面密度为2.44g/cm^2,密度为2.6989g/cm^3,则平均厚度为2.44/2.6989cm=0.904cm.μ=0.0268/0.904cm=0.0296cm-1半吸收厚度：2ln x μ, x=23.417cm3. 用作图法处理铝吸收片的数据，计算铝的质量吸收系数和半吸收厚度（1） 以总面积为光强，所得结果：斜率为0.0406；（2） 以净面积为光强，所得结果：斜率为0.0321； 平均斜率为0.0364铝片平均面密度为1.87g/cm^2,密度为11.350g/cm^3,则平均厚度为1.87/11.350cm=0.165cm.μ=0.0364/0.165cm=0.2206cm-1半吸收厚度：2ln x μ, x=3.1421cm思考题：1 什么是坪曲线？坪曲线的测量在研究核衰变统计规律中的意义。

坪曲线：入射粒子的强度不变时，计数器的计数率随着工作电压变化的曲线；意义：在研究核衰变统计规律中，需要工作环境恒定不变，但在实际中电压会有少量飘移，需要选用计数率随电压变化较小的工作点。

2：什么是γ吸收？为什么说γ射线通过物质是无射程概念？γ射线与物质作用机制理解。

γ吸收:γ与电子发生作用，能量被完全吸收；γ射线通过物质时若不与其发生作用，则能量不会衰减，因而无射程概念。

实验1.1.2 γ辐射的能量和强度测量一．实验目的1.了解NaI(T1)闪烁谱仪的组成，基本特性及使用方法。

2. 掌握测量γ射线的能量和强度的基本方法。

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光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：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Ee?h??h?'康普顿散射后散射光子能量与散射角?的关系为'h?'?h? 1??(1?cos?)??h? 2mec2? 1?2?2?为入射γ射线能量与电子静止质量之比。

易知Ee(max)?h?*（3）正、负电子对产生：当γ射线能量超过2mec（1.022MeV）时，γ光子受原子核或电子的库仑场的作用可能转化为正、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)闪烁谱仪由探头，高压电源，线性放大器，多道脉冲幅度分析器及部分组成。

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。

带电粒子通过闪烁体时，将引起大量的分子或原子的激发或电离，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，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。

闪烁体发出的光子被闪烁体外的光反射层反射，汇聚到光电倍增管的光电阴极上，打出光电子。

光阴极上打出的光电子在光电倍增管中倍增出大量电子，最后为阳极吸收形成电压脉冲。

β-γ符合法测量放射源的活度实验目的1. 掌握符合法分辨时间的测量方法。

2. 利用β-γ符合法测量60Co 源的活度。

3. 利用偶然符合法测量分辨时间。

实验原理1. 符合分辨时间任何符合电路都有一定的分辨时间，即当两个脉冲信号的起始时间相差甚微，在符合电路的分辨时间之内被当成两个完全同时发生的信号而使符合电路有输出，符合电路所能分辨的最小时间间隔τ即为符合分辨时间。

2．偶然符合法测符合分辨时间的原理偶然符合计数率与符合分辨时间τ有一定的关系，可以利用这一关系来测定符合分辨时间。

假设有两个放射源S1和S2，同时又有两个探测器I,II ，他们分别进行独立测量。

两个源之间，两个探测器之间有充分的屏蔽，使得两个探测器基本上无法同时接收另一源发出的粒子。

如果符合道有输出，即为偶然符合。

若二道输出均为宽τ的矩形脉冲，I 道、II 道的平均计数率分别为1n ，2n ，偶然符合计数率为122rc n n n τ=。

加上本底后偶然计数率为1212122rcrc b b n n n n n n τ'=+=+ 。

若本底符合计数率基本为一个常数，那么rc n '和12n n 为线性关系，且斜率为2τ。

图1.符合分辨原理示意图 图2. 60Co 源的衰变纲图 3利用瞬时符合曲线法测符合分辨时间在符合测量装置中人为地改变符合道的相对延迟时间d t ，则符合计数率rc n 将随d t 变化有一个分布，若输入是一个理想的矩形脉冲则分布曲线是一个矩形，它的半高宽即是电子学分辨时间。

由于用探测器输出的信号作为输出脉冲信号，由于粒子进入探测器的时间与输出脉冲前沿之前间隔不固定，脉冲前沿存在统计性离散涨落，所以分布曲线将成一个钟罩形状，这个分布曲线即是瞬时符合曲线，它的半高半宽即为符合分辨时间。

4. β-γ符合法测量放射源的活度60Co 源的衰变纲图如图2所示。

若放射源的强度为A ，对于β，γ的探测效率分别为p β和p γ，则 n A p ββ=， ,n A p γγ= 总的符合计数率为 /n A p p n n A βγβγβγ== ，故/A n n n βγβγ= 。