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辐射探测实验2-实验报告

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符合法测量放射源活度实验报告班级： 姓名： 学号：一. 实验目的1、 学习符合测量的基本方法。

2、 学习用符合方法测定60Co 放射源的活度。

二. 实验内容1、调整符合系统的参量，选定工作条件，观察各级输出信号波形及其时间关系。

2、测量符合装置的分辨时间。

3、用γβ-符合方法测量60Co 级联衰变的放射性活度。

三. 实验原理符合技术是利用电子学方法在不同探测器的输出脉冲中把有时间关联的事件选择出来。

选择同一时刻脉冲的符合称为瞬时符合。

选择不同时的，但有一定时间联系的脉冲符合称为延迟符合。

相反，排斥同一时刻或有时间关联脉冲的技术就是反符合或延迟反符合。

符合法是研究相关事件的一种方法，在核物理与核技术应用的各领域中获得了广泛应用，如测量放射源的活度、研究核反应产物的角分布、激发态的寿命及角关联的测量、测量飞行粒子的能谱，研究宇宙射线和实现多参数测量等。

γβ-符合实验装置图如图2－1。

图2-1 γβ-实验装置脉冲线性定时延迟线性定时延迟符合光电光电塑料跟随器跟随器高压电源发生器高压电源放大器单道成形定标器放大器单道成形定标器定标器电路示波器NIM 机箱低压电源γ 探头倍增管倍增管β 探头闪烁体NaI 晶体1、 符合分辨时间τ探测器的输出脉冲总有一定的宽度，在选择同时事件的脉冲符合时，当从两个探测器输出的脉冲起始时间差别很小，以至于符合装置不能区分它们的时间差别时，就会被当作同时事件而记录下来，即符合装置有一定的时间分辨能力，符合装置所能够区分的最小时间间隔称为符合分辨时间，它的大小与输入脉冲的形状、持续时间、符合电路的性能都有关系。

分辨时间是符合装置的基本参量，它决定了符合装置研究不同事件间的时间关系时所能达到的精确度，对于大量的在时间上互不相关的独立事件来说，只要两个探测器的输出信号偶然地同时发生在τ时间间隔内，这时符合电路也将把它们作为同时事件而输出符合脉冲，但这个事件不是真符合事件，这种不具有相关性的事件之间的符合称为偶然符合。

例如某个核在某时刻发生衰变，其β粒子被β探测器记录，但级联的γ没有被γ探测器记录到，然而此时恰好γ探测器记录了另外一个衰变核的γ射线，那么这两个来自于不同原子核衰变的β和γ射线在符合电路中产生的符合就是无时间关联事件的符合，即属于偶然符合。

假定不具有时间关联的两道脉冲均为理想的矩形脉冲，其宽度为τ，偶然符合的计数率和两个输入道的计数率分别为n rc 、n 1和n 2 ，则有212n n n rc ⋅⋅=τ212n n n rc=τ （2-1） 显然，减少τ，能够减少偶然符合几率，但由于辐射进入探测器的时间与输出脉冲之间存在统计性的时间离散，当τ太小时，使得某些同时事件的脉冲因前沿离散而时距大于符合电路分辨时间的可能性增加，从而使得真符合丢失的几率增大。

2、 测量符合分辨时间的方法1) 偶然符合方法测量分辨时间通过测定偶然符合计数率rc n 和两道各自的计数率1n 和2n ，根据（2-1）式就可以得到符合分辨时间τ。

其中两道的计数率应是时间上无关联的粒子在两个探测器中分别引起的计数率；符合道计数率rc n 应纯粹是偶然符合。

但实际测量到的符合计数率中还包含有本底符合计数率b n 。

本底符合计数率是由宇宙射线和周围物体中天然放射性核素的级联衰变，以及散射等产生的符合计数所构成。

所以实际测量到的符合计数率rcn '为：b b rc rcn n n n n n +*=+='212τ 212n n n n b rc-'=τ（2-2）在固定实验条件下可认为本底符合计数率b n 是不变的，则rcn '和21n n ⋅是直线关系。

通过改变放射源到探测器的距离或其它方法使rcn '、1n 和2n 改变，作出几组rc n '和21n n ⋅的数据。

用最小二乘直线拟合，可以求出直线的斜率τ2和截距b n 。

2) 利用测量瞬时符合曲线的方法测定符合装置的分辨时间对于瞬发事件，即两事件发生的时间间隔远小于符合分辨时间τ的事件，人为地改变它们的相对延迟时间d t ，符合计数率随d t 的分布曲线称为瞬时符合曲线。

如图2-1所示，用脉冲发生器作为脉冲信号源，同时输入到两道。

先把其中一道的脉冲延迟某一时间，这时两道脉冲相互分开，不同时进入符合电路，没有符合计数。

然后调节另一道的延迟时间，改变它们的相对延迟时间，当两道脉冲在时间上符合时，将有符合计数，结果可以测到如图2-2a 所示的瞬时电子学符合曲线，成矩形分布，其宽度为2τ，τ称为电子学分辨时间。

图2-2瞬时符合曲线如果用放射源60Co 的γβ-瞬时符合信号作瞬时符合曲线测量，由于探测器的输出脉冲前沿时间上存在离散，其结果将如图2-2b 所示。

以它的半宽度FWHM 来定义符合分辨时间τ'=2FWHM ，τ'又称为物理分辨时间，在慢符合（s 710-≥τ）情况下ττ≅'。

3、 γβ-符合法测量放射源的活度60Co 衰变时，同时发射β和γ射线，称为级联幅射，其衰变图如图2-3 所示。

利用图2-1 所示的实验装置作γβ-符合，两个探测器都采用闪烁计数器，测量β粒子的β探测器是塑料闪符延迟时间t d 延迟时间t d合计数率（a ）（b ）烁体，它对γ射线虽然也灵敏，但探测效率低。

γ探测器用 NaI (Tl ) 闪烁体，遮光的铝屏蔽套能把60Co 发出的β射线完全挡住，只能测量到γ射线。

秒），β探设60Co 放射源的活度为A 0（衰变数/γ射线的测器对β的探测效率是βε，γ探测器对探测效率是γε，则有：ββε⋅=00A nγγε⋅=00A n γβεε⋅⋅=00A n c其中0βn 是β粒子在β探测器中引起的计数率，0γn 是γ射线在γ探测器中引起的计数率，0c n 是γβ-真符合计数率。

所以，60Co 放射性活度可以表示为：00c n n n A γβ⋅=（2-3）可以看到活度的计算结果只与β计数道，γ计数道和符合计数道的计数率有关，与探测器的探测效率无关，这给放射源的活度测量带来很大方便。

但是，为得到准确的活度，还必须进行一系列的修正。

因为实际测到的符合计数中还包含有偶然符合的计数，本底符合计数，γγ-符合计数等；β道和γ道的计数还必须扣除本底；此外，还应考虑所测量核素的衰变特性，如角关联，内转换等。

1）β道、γ道和符合道计数率的实验测定β道：测到的β道的总计数率βn 并不全由β粒子所贡献，还有本底计数率b n β和60Co的γ射线在β探测器中引起的计数率βγn ，所以β道中由β粒子引起的计数率为：)(0 )(b b n n n n n n +-=+-=γββββγββ（2-4）根据60Co 发射的β射线能量，在放射源的对着β探测器的一侧加上厚度足以挡去β射60Co （5.27年）2.50MeV1.33 MeV60Ni图2-3 60Co 的衰变纲图线的铝吸收片，这时β道计数率由本底和γ射线所造成，即（2-4）式中的)(b n +γβ。

γ道：γ道测量到的总计数率γn 中包含本底计数率b n γ，所以由γ射线引起的计数率应是：b n n n γγγ-=0（2-5）测量有放射源时的计数率γn 和没有放射源时的本底计数率b n γ，两者之差即为0γn 。

符合道：因为β探测器对γ射线也有一定灵敏度，因而符合道计数率c n 由四个来源组成，即：cb rc c c n n n n n +++=γγ0（2-6）其中n c 是符合道的总计数率，n c0是γβ-真符合计数率，n cb 是本底真符合计数率，γγn 是β探测器和γ探测器测到的γ射线计数引起的γγ-真符合计数率，n rc 是偶然符合计数率。

所以真符合计数率为：)(0cb rc c c n n n n n ++-=γγ（2-7）当真符合计数率远小于两道计数率时，即βn n c <<0和γn n c <<0时 , 偶然符合计数率可以由实验测定的分辨时间τ以及βn 、γn ，根据（2－1）式计算得到：γβτn n n rc *=2（2-8）为得到真符合计数率n c0，必须确定（2-7）式括号内除偶然符合计数率外的其它两项。

为此在60Co 放射源的对着β探测器一侧放上足以挡住全部β粒子的铝吸收片，这时符合计数率n cb0应该是：γγβγγτn n n n n b cb cb ⋅⋅++=+)(02γγβγγτn n n n n b cb cb ⋅⋅-=++)(02（2-9）其中，γγn 和n cb 的含义与（2-6）式中一样，γγβτn n b ⋅⋅+)(2是这种情况下的偶然符合计数率，其中γn 是γ道的计数率，)(b n +γβ是β道的计数率：βγβγβn n n b b +=+)(（2-10）其中b n β是β探测器的本底计数率，βγn 是γ射线在β探测器中引起的计数率。

把（2-9）式和（2-8）式代入（2-7）式得到γβ-真符合计数率为：0)(0)(2cb b c c n n n n n n -⋅--=+γγββτ（2-11）所以60Co 放射源的活度为：)()(000)(2)()(cb b c b b c n n n n n n n n n n n n A -⋅---⋅-=⋅=++γγββγγγββγβτ （2-12）2） 符合法测量放射源活度的误差和限制由（2-12）式，在)(b n +γβ和b n γ本底较小条件下，用误差传播公式导出放射源活度A 0的相对标准误差为 ：202022222210cb ccb c c rc c c rc A v n n v n n v v v n n v )()()()(+++++=γβ（2-13）可见0A v 除了与βn 、γn 、n c 、τ、n cb0的相对误差βv 、γv 、c v 、0cb v 有关外，还与crc n n 和c cb n n 0的比值有关。

安排实验条件，使得1<<c rc n n 和10<<c cb n n ，且βn 、γn 的相对误差比起符合计数相对误差来一般都很小，上式可化简为：c c A v v v v v ≈++=2220γβ（2-14）真符合计数率与偶然符合计数率之比称为真偶符合比，是符合实验的一个重要指标。

为保证真符合计数率大于偶然符合计数率，要求真偶符合比大于1（10>rc c n n ），而从（2-1）式和（2-3）式，真偶符合比应等于τ021A ，所以要求符合测量时τ210≤A 。

这说明用符合方法所能测量的放射源活度受符合分辨时间限制。

采用小的符合分辨时间，允许测量活度高的放射源。

此外，γβ-符合法只适合于测量那些具有β、γ级联衰变的放射性核素的活度。

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环境监测站辐射科实践报告总结

环境监测站辐射科实践报告总结

环境监测站辐射科实践报告总结The practice report on radiation at the environmental monitoring station was a valuable experience that provided a deep understanding of the importance of monitoring and managing radiation levels in the environment. 通过参与环境监测站辐射科的实践报告，我对监测和管理环境辐射水平的重要性有了深刻的理解。

One of the key takeaways from the practice report was the significance of accurate data collection and analysis in assessing radiation levels. This process is crucial in identifying potential risks to human health and the environment. 从实践报告中获得的关键经验之一是准确数据的采集和分析在评估辐射水平方面的重要性。

这一过程对于识别对人类健康和环境潜在的风险至关重要。

Moreover, the hands-on experience of using radiation detection instruments and monitoring equipment was invaluable in understanding the practical aspects of radiation monitoring. It highlighted the importance of proper calibration and maintenance of equipment to ensure accurate readings. 此外，亲身经历操作辐射检测仪器和监测设备的经验对于理解辐射监测的实际方面是非常宝贵的。

手机辐射测量实验报告

手机辐射测量实验报告

手机辐射测量实验课程名称：电磁兼容设计任课教师：实验教师：班级：姓名：同组同学：一、实验目的现代社会手机越来越普及，人们在享受方便快捷的同时，也在遭受手机信号产生的电磁辐射的危害。

打电话时手机离人脑很近，手机信号很容易被脑部组织吸收，产生一些难以预料的后果，因此用实验的方法了解手机辐射的大小分布；了解不同制式、不同通话状态、不同使用条件下手机辐射大小的变化，对于我们正确防护至关重要。

不同品牌的手机通信质量、信号强度总有差异，不同型号手机辐射强度大小、不同网络之间的辐射差异以及不同距离的辐射强度大小究竟如何都是值得关心的问题。

二、实验设备测量系统组成：（如右图）Agilent EMI接收机 E7405A喇叭天线 3115复合天线 3142指针式电场测量仪 VUFM1670电磁辐射分析仪NBM-550各向同性电场探头EF0391该系统可进行30M～18GHz频段的辐射发射测试。

手机信号的频段也在此范围内。

三、实验内容1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系。

测量距离分别取1.5 米、2 米和2.5 米，测量时注意手机的位置保持不变，记录测量数据，比较其大小，分析原因。

2、测量手机不同方位的辐射强度，测量取手机距复合天线1.5 米。

取前面、背面和侧面，手机放垂直方向。

3、测量手机不同状态的辐射强度变化，如待机、开机、关机、拨通瞬间和正常通话几种状态，使用指针式电场测量仪，为减小测量误差可测三次取平均，测量时尽量保持手机位置不变。

尽量减少周围人员走动。

4、测量手机发短信、收短信时、浏览网页时的电场强度，记录测量数据。

5、测量使用手机耳机时辐射强度的变化，并解释“辐射强度变小”的原因，用指针式电场测量仪测。

6、测量使用蓝牙时手机辐射的强度、信号弱与强时手机辐射强度的变化、不同制式手机的辐射强度差异。

7、网络上流传在密闭空间打手机，如电梯间、小汽车内，信号强度会大几千倍，是真的吗？请设计实验验证。

四、实验数据及分析1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系我们使用一台电信3G 网络的华为手机进行实验，手机尾部对着天线。

辐射探测与测量试验

辐射探测与测量试验

辐射探测与测量实验
实验题目：土壤中的γ放射性测量
实验目的：了解土壤中的放射性水平，熟悉使用γ射线的探测装置 实验器材：土壤样品、〈U-Ra 标准源、K40标准源、Th232标准源、空盒子、黄土样本、高纯锗半导体探测器、线性放大器、多道分析系统、能量刻度源Eu152。

实验原理：
● 天然放射性活度测量原理
自然界土壤中含有一定的放射性元素，其中分为天然放射性和人工放射性。

其中天然放射性，我们可以测量长寿命的U-238、Ra-226、Th-232和长半周期的K-40的特征γ射线来计算土壤中的反射性活度。

对于连续性放射性衰变，满足
n n n n N N dt
dN λλ-=--11n ……（1） 而对U238、Ra226、Th232而言。

衰变常数1λ《《，且i 0λ≈n λ，n λ为子体的衰变常数，当衰变达到长期平衡时，微分方程（1）满足
=11N λ22N λ=.....Nn n λ. (2)
此时，各个子体的数量不随时间变化，它们的放射性活度彼此相等，因此，我们可以通过对U238、Ra226、Th232子体活度求得其母体活度。

● 高纯Ge 探测原理
HPGe 由于土壤中
实验步骤：先用标准发射源对多道进行能量刻度，并对探测器进行效率刻度；然后进行本底测量；加入土壤样品，测量γ的能谱。

利用U-238、Ra-226、Th-232、K-40的衰变纲图，测量特征γ射线能谱，计算它们的活度。

数据处理：探测效率 ，活度A，Cs-137能量E1和其对应的道数n1，利用数学处理计算其四种核素活度。

2 实验二 黑体辐射实验

2 实验二 黑体辐射实验

实验二黑体辐射实验概述WGH-10型黑体实验装置专门用于进行黑体辐射能量的测量和任意发射光源的辐射能量的测量。

可以记录出发光源的辐射能量曲线。

在实验时，通过改变光源的温度，分别进行扫描，可以从记录的光谱辐射曲线直接看到维恩位移定律的现象，并能够对普朗克定律、斯忒藩-波尔兹曼定律进行较精确的验证。

WGH-10型黑体实验装置的控制系统采用WINDOWS界面，在WINDOWS 95/98系统下均能适用，功能强大、操作简便。

控制软件中，根据普朗克公式可以计算出任意温度下的绝对黑体的理论曲线，用户可以根据需要提取。

WGH-10型黑体实验装置所配的光源是溴钨灯，溴钨灯的谱线大致类似于黑体，但是由于钨的发射系数不是1，所以需要进行修正。

软件可以对不同温度下溴钨灯的曲线进行发射系数 （仅限于溴钨灯）的修正。

此外WGH-10型黑体实验装置还可作为光谱区间在800-2500nm范围的光栅光谱仪使用，进行其它实验。

1．规格与主要技术指标1.1 规格、参数：相对孔径 D/F=1/7焦距 302.5 mm色散元件 300L光栅狭缝 0-2 mm连续可调，示值精度0.01mm/格，最大高度20mm主机尺寸 360×300×160mm1.2 主要技术指标：波长范围 800—2500nm波长精度±6 nm波长重复性 3 nm杂散光≤0.3%T2．黑体的基本理论2.1 黑体辐射任何物体，只要其温度在绝对零度以上，就向周围发射辐射，这称为温度辐射。

黑体是一种完全的温度辐射体，即，任何非黑体所发射的辐射通量都小于同温度下的黑体发射的辐射通量；并且，非黑体的辐射能力不仅与温度有关，而且与表面的材料的性质有关。

而黑体的辐射能力则仅与温度有关。

黑体的辐射亮度在各个方向都相同，即黑体是一个完全的余弦辐射体。

辐射能力小于黑体，但辐射的光谱分布与黑体相同的温度辐射体称为灰体。

2.2黑体辐射定律2.2.1 黑体辐射的光谱分布——普朗克辐射定律此定律用光谱辐射度表示，其形式为：)1(251-=TC e C E T λλλ（瓦特/米3）式中：第一辐射常数C 1 = 3.74×10-16 （瓦×米2）第二辐射常数C 2 = 1.4398⨯10-2（米×开尔文）黑体光谱辐射亮度由下式给出：πλλT T E L =（瓦特/米3.球面角）图2-1 给出了T L λ随波长变化的图形。