实验2γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定实验报告

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。

近代物理实验报告Y射线的吸收与物质吸收系数测定学院数理与信息工程学院班级物理092 _______姓名艾合买提江_________学号09180218 _______时间2011年9月26日Y射线的吸收与物质吸收系数P的测定摘要：学会NaKTl）单晶丫闪烁体整套装置的操作、调整和使用：在此基础上测M 137Cs和60C。

的Y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^Nal（Tl）单晶Y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60C。

的Y射线的吸收曲线，研究Y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，了解窄束丫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：Y射线能谱物质吸收系数p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•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：射线打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”。

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

它的主要优点是即能测量各种类型的帯电粒子，又能探测中性粒子；即能测量粒子强度，又能测量粒子能量：并口探测效率高。

V射线，又称V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a、0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Y射纽-Y射线的波长比X射线要短，所以Y射线几有比X射线还要强的穿透能力。

当Y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。

γ射线的吸收实验报告实验报告：γ射线的吸收实验一、实验目的通过实验探究γ射线的吸收规律，分析各种不同物质对γ射线吸收的影响。

二、实验原理γ射线是一种能量很高的电磁辐射，对物质有很强的透射能力。

当γ射线通过不同物质时，会发生吸收现象，即射线的强度会发生变化。

主要影响γ射线吸收的因素包括物质的厚度、密度、原子序数等。

实验中通过改变不同材料的厚度和密度，来研究γ射线吸收规律。

三、实验器材和试剂1.γ射线源：用于发射γ射线的辐射源。

2.安全屏蔽装置：用于屏蔽γ射线的辐射。

3.各种材料：如不同厚度和密度的铅片、铝片等。

四、实验步骤1.取一块铝片作为基准样品，记录γ射线源发出的射线强度。

2.依次将铅片放在铝片上，每次增加一块铅片并记录射线强度，直到达到一定厚度。

3.记录各个厚度下的射线强度，计算吸收率。

4.将铝片和不同厚度的铅片放在γ射线源和探测器之间，记录射线强度和各种材料的厚度、密度。

5.分析各个实验结果，总结出γ射线的吸收规律。

五、实验数据和结果实验结果如下表所示：材料，厚度（cm），密度（g/cm³），射线强度（cps）:-----，:--------:，:----------:，:------------:铝片，0，2.7，600铝片+铅片，0+0.5，11.3，500铝片+铅片，0+1.0，11.3，300铝片+铅片，0+1.5，11.3，100铝片+铅片，0+2.0，11.3，50铝片+铅片，0+2.5，11.3，20根据实验数据，可以绘制γ射线强度与不同厚度材料的关系图。

根据实验数据和图表分析可得到结论：随着铅片厚度的增加，γ射线的吸收率逐渐增大，射线强度逐渐减小。

当铅片厚度超过2.5cm时，射线强度已经变得非常弱。

六、讨论和分析1.实验结果符合γ射线的吸收规律。

厚度越大，吸收率越高。

2.实验中使用了铝片作为基准样品，因为铝对γ射线的吸收相对较低，便于观察强度的变化。

铅作为一种重金属，对γ射线有较高的吸收能力，可以用于改变吸收率。

γ射线能谱的测量以及物质吸收系数的μ测定摘要本实验通过使用NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪来测量γ能谱，并求出各项指标，分析谱形。

了解单道脉冲分析器和多道脉冲分析器的基本工作原理。

了解γ射线与带电体发生相互作用以及产生的三种主要效应。

了解窄束γ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。

关键词NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪单道/多道脉冲分析器窄束γ射线的吸收系数引言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是，就有可能辐射出γ射线。

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，从而得到γ射线强度按能量的分布，即能谱。

测量能谱的装置称为能谱仪，简称谱仪。

本实验采用NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪。

γ辐射时处于激发态原子核损失能量的最显著方式，γ跃迁可定义为一个核有激发态到脚底的激发态、而原子序数Z和质数A均保持不变的退激发过程。

γ射线会与被束缚在原子中的电子，自由电子，库仑场和核子发生相互作用。

这些相互作用可以导致下列三种效应：1、光子的完全吸收；2、弹性散射；3、非弹性散射。

但从约10KeV到约10MeV范围内，主要为：低能时以光电效应为主；1MeV左右时主要为康普顿效应；超过1.02MeV是电子对的生成成为可能。

正文一、γ射线能谱的测量原子核发生裂变时，会发出α、β、γ射线，核反应会产生各种离子。

其对应的探测器大致可分为两种,信号型和径迹型两种。

其中闪烁型探测器即为信号型中的一种。

本实验采用NaI(TI) 闪烁探测。

其利用核辐射与某些物质反应相互作用会使其电离、激发而发射荧光的原理工作。

当放射源发出的C射线进入闪烁体时, C光子即与闪烁体中的原子、分子及晶体系统发生相互作用(如光电效应, 康普顿散射和电子对效应等)。

相互作用的结果产生次级电子, C光子的能量转化为次级电子的动能。

探头的闪烁体是荧光物质,它被次级电子激发而发出荧光, 这些光子射向光电倍增管的光阴极。

N al(Tl)γ闪烁谱仪及γ射线的吸收和物质吸收系数μ的测定实验报告物理072 07180217 陈焕摘要：介绍了Nal(Tl)γ闪烁谱仪，以及进行γ射线能谱的测量和物质吸收系数μ的测定实验内容以及所涉及的实验原理。

关键字：Nal(Tl)γ闪烁谱仪γ射线物质吸收系数μ引言：γ射线由法国科学家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。

γ射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生γ射线。

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。

实验内容：本实验使用的仪器为RES-02型相对论效应实验仪，也就是Nal(Tl)γ闪烁谱仪。

1、γ射线能谱的测量Nal(Tl)γ闪烁谱仪实际是记录射线强度和能量。

强度通过转变为电压信号的幅值来反映，而能量通过道数来反映，能量与道数成正比，这样就可以得到最终的曲线图。

进行γ射线能谱实验，放入放射源，要分别对放射源137Cs、60Co源进行能谱分析。

点开软件，设置参数。

137Cs源的测量时间为300s，60Co源的测量时间为500s，道数都为512。

调节电压到700V附近，再进行细调，使137Cs源的全能峰的峰值对应的道数为160，60Co 源的全能峰的峰值对应的道数为320。

然后进行测量。

因为γ射线的接受器不可能精确对准放射源的小孔，所以要选取三个位置测量，选取计数率最大的，作为最佳位置。

图像见附录。

2、物质吸收系数μ当γ光子穿过吸收物质时，通过与物质原γ子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应损失能量；γ射线一旦与吸收物质原子发生这三种相互作用，原来能量为h ν的光子就消失，或散射后能量改变、并偏离原来的入射方向；总之，一旦发生相互作用，就从原来的入射γ束中移去。

γ射线穿过物质时，射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律，公式为00r N xxI I eI eσμ--==。

材料物理08-1 XX 同组者：XXX 指导老师：XXX 实验日期：2010年04月11号实验9-3 γ射线的吸收与物质吸收系数的测定测量物质对γ射线的吸收规律，不仅有助于了解γ射线与物质的相互作用机理，而且，作为一种重要的实验方法，在许多科学领域都发挥着巨大的作用。

例如，为了有效地屏蔽γ辐射，需要根据物质对γ射线的吸收规律来选择合适的材料及厚度，反之，利用物质对γ射线的吸收规律可以进行探伤及测厚等。

【实验目的】1、进一步认识γ射线与物质相互作用的规律。

2、测量不同能量的窄束γ射线在不同物质中的吸收系数。

【实验原理】γ射线与物质发生作用时，主要有三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应。

对于低能γ射线，与物质的作用以光电效应为主，如果γ射线能量接近1MeV ，康普顿效应将占主导地位，而当γ射线能量超过1.02MeV 时，就有可能产生电子对效应。

准直成平行束的γ射线，通常称为窄束γ射线。

单能的窄束γ射线在穿过物质时，由于上述三种效应，其强度会减弱，这种现象称为γ射线的吸收。

γ射线强度的衰减服从指数规律，即x x N e I e I I r μσ--==00 （9-3-1）其中I 0和I 分别是穿过吸收物质前、后的γ射线强度，x 是γ射线穿过吸收物质的厚度（单位为㎝），σr 是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和，N 是吸收物质单位体积中原子数，μ是吸收物质的线性吸收系数（N r σμ=，单位为㎝-1）。

显然μ的大小反映了吸收物质吸收γ射线能力的大小。

需要注意的是，由于γ射线与吸收物质相互作用的三种效应的截面都是随入射γ射线的能量γE 和吸收物质的原子序数Z 而变化，所以线性吸收系数μ是吸收物质的原子序数Z 和γ射线能量γE 的函数。

考虑到σr 是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和，那么线性吸收系数μ就可以表示为p c ph μμμμ++= （9-3-2）式中ph μ、c μ、p μ分别为光电、康普顿、电了对效应的线性吸收系数，且⎪⎩⎪⎨⎧∝∝∝25ZZZpcphμμμ（9-3-3）从中可以看出线性吸收系数μ与吸收物质的原子序数Z之间的复杂关系。

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）。

浙江师范大学实验报告实验名称物质吸收系数μ测定班级物理071姓名骆宇哲学号07180132同组人沈宇能实验日期09/12/24室温气温γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定摘要：本实验中学生将了解γ射线与物质相互作用的特性；窄束γ射线在物质中的吸收规律；测量γ在不同物质中的吸收系数关键词：吸收体厚度吸收体质量密度全能峰引言：伽马射线是波长小于0.1纳米的电磁波，是比X射线能量还高的一种辐射，它的能量非常高。

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。

γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。

军事上，伽马射线也被用来做成伽马射线弹等核武器。

同时探测伽玛射线有助天文学的研究。

当人类观察太空时，看到的为“可见光”，然而电磁波谱的大部份是由不同辐射组成，当中的辐射的波长有较可见光长，亦有较短，大部份单靠肉眼并不能看到。

通过探测伽玛射线能提供肉眼所看不到的太空影像。

正文：一、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、铜或铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。

2．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。

二、实验步骤1．调整实验装置，使放射源、准直孔、闪烁探测器的中心位于一条直线上。

2．在闪烁探测器和放射源之间加上1片、2片、3片、4片已知质量厚度的吸收片如Pb、Al（所加吸收片最后的总厚度要能吸收γ射线70%以上），进行定时测量，并存下实验谱图。

3．根据软件测得相关数据并记录下来。

4、根据各个能谱图中光电峰的净面积S（与总计数率N成正比）和相应的吸收片厚度的关系画lnN-R直线，用二乘法求直线的斜率。

即为用作图法算吸收片材料的质量吸收系数。

三、实验数据1、测量Al对137Cs的吸收系数Al的密度为ρ=2.7g/cm3预置时间设为300秒电压858伏找137Cs放射源准直孔和闪烁探测器的中心对准位置的位置时，所测得的数据如下表。

百度文库•让每个人平等地捉升口我近代物理实验报告Y射线的吸收与物质吸收系数测定学班姓学时院级名号间数理与信息工程学院光信081班086201142011年04月27日Y射线的吸收与物质吸收系数u的测定班级：光信081 姓名：陈亮学号：08620114摘要：学会Nal （T1）单晶T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T能谱，求出能量变化率、唸康比、线性等各项指标，并分析谱形；了解多道脉冲幅度分析器在Nal（Tl）单晶T谱测量中的数据采集及英基本功能，在数拯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T射线的吸收曲线，研究T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，了解窄束丁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：T射线能谱物质吸收系数U光电效应康普顿效应电子对效应引言：原子核由髙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。

Y，又称Y粒子流，是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。

首先由科学家P.V.维拉徳发现，是继（I、后发现的第三种射线。

原子和核反应均可产生丫射线。

Y射线的波长比X射线要短，所以丫射线具有比还要强的穿透能力。

当Y射线通过物质并与相互作用时会产生光电效应、和正负电子对三种效应。

原子核释放出的Y与核外电子相碰时，会把全部能量交给电子，使电子成为光电子，此即光电效应。

γ射线的吸收实验报告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.掌握测量γ吸收系数的基本方法。

二、实验原理：1.窄束射线在物质中的吸收规律。

射线在穿过物质时，会与物质发生多种作用，主要有光电效应，康普顿效应和电子对效应，作用的结果使射线的强度减弱。

准直成平行束的射线称为窄束射线，单能窄束射线在穿过物质时，其强度的减弱服从指数衰减规律，即：(1)其中为入射射线强度，为透射射线强度，x为射线穿透的样品厚度，为线性吸收系数。

用实验的方法测得透射率与厚度的关系曲线，便可根据（1）式求得线性吸收系数值。

为了减小测量误差，提高测量结果精度。

实验上常先测得多组与的值，再用曲线拟合来求解。

则：（2）由于射线与物质主要发生三种相互作用，三种相互作用对线性吸收系数都有贡献，可得：（3）式中为光电效应的贡献，为康普顿效应的贡献，为电子对效应的贡献。

它们的值不但与光子的能量Er有关，而且还与材料的原子序数、原子密度或分子密度有关。

对于能量相同的射线不同的材料、也有不同的值。

医疗上正是根据这一原理，来实现对人体内部组织病变的诊断和治疗，如光透视，光CT技术，对肿瘤的放射性治疗等。

图1表示铅、锡、铜、铝材料对射线的线性吸收系数μ随能量E变化关系。

图中横座标以光子的能量与电子静止能量mc2的比值为单位，由图可见，对于铅低能射线只有光电效应和康普顿效应，对高能射线，以电子对效应为主。

为了使用上的方便，定义μm=μ/ρ为质量吸收系数，ρ为材料的质量密度。

则（1）式可改写成如下的形式：（4）式中xm=x·ρ，称为质量厚度，单位是g/cm2。

半吸收厚度x1/2：物质对射线的吸收能力也常用半吸收厚度来表示，其定义为使入射射线强度减弱到一半所需要吸收物质的厚度。

由（1）式可得：（5）显然也与材料的性质和射线的能量有关。

图2表示铝、铅的半吸收厚度与E的关系。

若用实验方法测得半吸收厚度，则可根据（4）求得材料的线性吸收系数μ值。