闪烁谱仪伽马能谱

用闪烁谱仪测γ射线能谱4+PB04210252 刘贤焯 第26组10号和原子的能级间跃迁产生原子光谱类似，原子核的能级间跃产生γ射线谱。

测量γ射线强度按能量的分布即γ射线能谱，简称γ能谱。

研究γ能谱可确定原子核激发态的能级，研究核蜕变纲图等，对放射性分析、同位素应用及鉴定核素等方面都有重要的意义。

测量γ射线能谱最常用的仪器是闪烁γ能谱仪，该谱仪在核物理、高能粒子物理和空间辐射物理的探测中都占有重要地位，而且用量很大。

本实验的目的是学习用闪烁谱仪测量γ射线能谱的方法，要求掌握闪烁谱仪的工作原理和实验方法，学会谱仪的能量标定方法，并测量γ射线的能谱。

实验原理根据原子核结构理论，原子核的能量状态是不连续的，存在着分立能级。

处在能量较高的激发态能级2E 上的核，当它跃迁到低能级1E 上时，就发射γ射线（即波长约在1nm ~ 0.1nm 间的电磁波）。

放出的γ射线的光量子能量12E E hv -=，此处h 为普朗克常数，ν为γ光子的频率。

由此看出原子核放出的γ射线的能量反映了核激发态间的能级差。

因此测量γ射线的能量就可以了解原子核的能级结构。

测量γ射线能谱就是测量核素发射的γ射线强度按能量的分布。

1． 闪烁谱仪测量γ射线能谱的原理闪烁能谱仪是利用某些荧光物质，在带电粒子作用下被激发或电离后，能发射荧光（称为闪烁）的现象来测量能谱的。

这种荧光物质常称为闪烁体。

（1） 闪烁体的发光机制闪烁体的种类很多，按其化学性质不同可分为无机晶体闪烁体和有机晶体闪烁体。

有机闪烁体包括有机晶体闪烁体、有机液体闪烁体和有机塑料闪烁体等。

此处仅对常用的无机晶体闪烁体的发光机制作简单介绍。

最常用的无机晶体是铊激活的碘化钠单晶闪烁体，常写为NaI (T1)，属离子型晶体，是绝缘体，按固体物理的概念，其能带结构是在价带和导带之间有比较宽的禁带。

如有带电粒子进入到闪烁体中，引起后者产生电离或激发过程，即可能有电子从价带激发到导带或激发到激带，然后这些电子再退激到价带的可能过程之一是发射光子。

实验名称：闪烁谱仪测γ射线能谱实验目的：1. 把握闪烁频谱仪的工作原理和利用方式；2. 学会谱仪的能量标定方式；3. 测量137Cs 和60Co 的γ射线能谱。

实验原理：（以下原理部份摘自教学资源实验讲义，详见手写预习报告）依照原子核结构理论，原子核的能量状态是不持续的，存在着分立能级。

处在能量较高的激发态能级2E 上的核，当它跃迁到低能级1E 上时，就发射γ射线（即波长约在1nm ~ 间的电磁波）。

放出的γ射线的光量子能量12E E hv -=，此处h 为普朗克常数，ν为γ光子的频率。

由此看出原子核放出的γ射线的能量反映了核激发态间的能级差。

因此测量γ射线的能量就能够够了解原子核的能级结构。

测量γ射线能谱确实是测量核素发射的γ射线强度按能量的散布。

1． 闪烁谱仪测量γ射线能谱的原理闪烁能谱仪是利用某些荧光物质，在带电粒子作用下被激发或电离后，能发射荧光（称为闪烁）的现象来测量能谱的。

这种荧光物质常称为闪烁体。

i. 闪烁体的发光机制闪烁体的种类很多，按其化学性质不同可分为无机晶体闪烁体和有机晶体闪烁体。

有机闪烁体包括有机晶体闪烁体、有机液体闪烁体和有机塑料闪烁体等。

此处仅对经常使用的无机晶体闪烁体的发光机制作简单介绍。

最经常使用的无机晶体是铊激活的碘化钠单晶闪烁体，常写为NaI (T1)，属离子型晶体，是绝缘体，按固体物理的概念，其能带结构是在价带和导带之间有比较宽的禁带。

如有带电粒子进入到闪烁体中，引发后者产生电离或激发进程，即可能有电子从价带激发到导带或激发到激带，然后这些电子再退激到价带的可能进程之一是发射光子。

这种光子的能量还会使晶体中其他原子产生激发或电离进程，也确实是光子可能被晶体吸收而不能被探测到。

为此在晶体中掺入少量的杂质原子称为激活原子，如在碘化钠晶体中掺入铊原子，其关键作用是能够在低于导带和激带的禁带中形成一些杂质能级，见图-1示用意。

这些杂质原子会捕捉一些自由电子或激子抵达杂质能级上，然后以发光的形式退激发到价带，这就形成了闪烁进程的发光，而这种光因能量小于禁带宽度而再也不被晶体吸收，再也可不能产生激发或电离。

闪烁伽马能谱测量实验报告一、实验目的1.熟悉闪烁探测器的工作原理和使用方法。

2.了解伽马射线的特性和能谱分析的原理。

3.掌握使用闪烁探测器进行伽马能谱测量的技巧。

二、实验原理1.闪烁探测器的工作原理闪烁探测器是利用物质受到射线激发后产生荧光闪烁而测量射线的一种仪器。

当射线入射到闪烁体中时，闪烁体中的原子或分子被激发，由于能级的跃迁导致能量的差异，从而发出可见光。

通过光电倍增管将光电转换为电信号，进而进行电子学测量和处理。

2.伽马能谱的特性伽马射线是一种高能射线，具有穿透性和能量范围广的特性。

根据射线的能量，不同的射线在闪烁体内产生的闪烁光强度也不同，从而形成能谱。

3.测量方法通过将待测样品放置在闪烁探测器前，待测伽马射线与闪烁体发生相互作用并产生闪烁光。

光信号经过光电倍增管转换为电信号，再经过放大和测量电路进行测量和分析。

三、实验步骤1.打开仪器电源，预热一段时间，使仪器稳定后，将准直孔对准探测器，并调整探测器与准直孔之间的距离。

2.将样品放置于准直孔后，在样品的右侧放置标样。

3.调整电压和增益，使仪器工作在最佳状态。

4.打开计算机并启动相应的数据采集软件，进行数据采集。

5.启动伽马射线源，待稳定后开始测量。

四、实验结果与数据处理将测得的数据导入计算机，通过数据处理软件进行能谱分析。

根据能谱图可以得到伽马射线的能量分布情况，进一步分析样品中是否存在特定的伽马射线。

五、实验讨论与分析根据能谱图可以看出不同的伽马射线对应的峰位和峰面积，分析样品中存在的放射性核素和相应的伽马能量。

六、实验结论本次实验熟悉了闪烁探测器的工作原理和使用方法，了解了伽马射线的特性和能谱分析的原理。

通过实验测量并分析了闪烁伽马能谱，初步掌握了使用闪烁探测器进行伽马能谱测量的技巧。

七、实验总结本次实验中，通过操作仪器和进行数据处理，深入了解了闪烁伽马能谱的测量原理和方法。

但在实验中还存在一些问题，如测量的准确性和数据处理的复杂性等，需要进一步学习和探讨。

用闪烁谱仪测γ射线能量——PB04210251 敖欢欢一、 实验目的：1、学习用闪烁谱仪测量γ射线能谱的方法；2、要求掌握闪烁谱仪的工作原理和实验方法；3、学会谱仪的能量标定方法并测量γ射线的能谱。

二、实验原理：根据原子核结构理论，原子核阶跃放出的γ射线的光量子能量12E E hv -=。

1、γ射线与物质的相互作用 １） 光电效应 光电子的动能i e B E E -=γ （1）i B 为束缚电子所在壳层的结合能，γE 是入射γ光子的能量。

２） 康普顿效应γ光子与自由静止的电子发生碰撞，而将一部分能量转移给电子，使电子成为反冲电子。

反冲电子的动能e E 有最大值，此时γγE c m E E 2120max +=（4）这说明康普顿效应产生的反冲电子的能量有一上限最大值，称为康普顿边界E C 。

闪烁γ能谱仪是利用γ光子与闪烁体相互作用时产生次级带电粒子，进而由次级带电粒子引起闪烁体发射荧光光子，通过这些荧光光子的数目来推出次级带电粒子的能量，再推出γ光子的能量，以达到测量γ射线能谱的目的。

2、γ能谱的形状闪烁γ能谱仪可测得γ能谱的形状，图2.2.1-6所示是典型Cs 137的γ射线能谱图。

图的纵轴代表单位时间内的脉冲数目即射线强度，横轴代表脉冲幅度即反映粒子的能量值。

从能谱图上看，有几个较为明显的峰，1)光电峰e E ，又称全能峰，其能量就对应γ射线的能量γE 。

对Cs 137，此能量为0.661Ｍe Ｖ。

2)C E 即为康普顿边界，对应反冲电子的最大能量。

3、谱仪的能量刻度和分辨率 （1）谱仪的能量刻度如果对应MeV E 661.01=的光电峰位于Ａ道，对应MeV E 17.12=的光电峰位于Ｂ道，则有能量刻度MeV AB e --=661.017.1 （6）测得未知光电峰对应的道址再乘以e 值即为其能量值。

三、数据处理：1、 测量Cs 137的γ能谱光电峰位置与线性放大器放大倍数间的关系：400450500550600650700峰道址放大倍数[2006-4-2 20:06 "/Graph1" (2453827)] Linear Regression for Data1_B: Y = A + B * XParameterValueError------------------------------------------------------------ A 252.689093.7388B86.07273 1.05141------------------------------------------------------------ RSD NP------------------------------------------------------------ 0.9994 2.86498 10 <0.0001由以上分析很容易看出放大倍数与峰道址是成线性关系 R=0。

闪烁计数器及γ能谱测量赵志强物理四班0810290——————实验报告一、实验目的了解闪烁计数器的工作原理，熟悉其结构，并把握用闪烁谱仪测量γ谱的原理和大体方式，并测量Co 60和Cs 137的γ射线的脉冲谱。

二、实验原理（一）工作原理闪烁计数器探测射线的大体进程：在射线的激发下闪烁体发光。

所发之光被光电倍增管接收，经光点转换及电子倍增进程，最后从光电倍增管的阳极输出电脉冲。

分析、记录这些脉冲就能够测定射线的强度和能量。

（二）闪烁记数器的结构闪烁计数器探头中有闪烁体、光电倍增管和前置放大器，一起装在不透光的外壳内。

闪烁体吸收一个能量为E 入射粒子，在其激发下发射的光子数为N 。

这些光子打在光阴极上能打出PN 个光电子，P 称为光阴极的光电转换效率。

通过电子倍增在阳极可搜集到MPN 个电子。

那个地址为了简单，没有考虑光和电子在传输进程中的损失。

设阳极系统对地的等效电容为C ，那么在负载电阻足够大时（RC ＞＞闪烁体的 发光衰减时刻）,电压脉冲幅度为 此脉冲通过放大倍数为A 的线性放大器放大，最后取得脉冲 幅度为 （三）闪烁体的吸收 闪烁体吸收γ射线有光电效应，康普顿效应，电子对效应三种。

这三种吸收会阻碍到最后能谱的结构。

（四）能量分辨率 因为闪烁体的发光，光阴极的光电子发射，倍增极的次电子发射等都服从统计规律，存在必然的统计涨落；闪烁体各部份的发光效率和光的搜集效率可不能完全一样，光阴极各部份的灵敏度也有不同。

如此即便闪烁体吸收一束能量为E 的带电粒子，取得的脉冲幅度不是都等于V E ，而是以V E 为中心有必然的散布 三、实验装置 四、实验内容C e MPN V 光子=KE C h Ee AMP V ==νη（一）测Co60的γ射线的脉冲谱（二）测Cs137的γ射线的脉冲谱五、注意事项（1）放射源假设利用不妥，会有必然的危害。

实验前必需阅读《实验室规那么》并严格遵循执行（2）光电倍增管与碘化钠晶体系珍贵器材，并易损坏，利历时必需警惕，严防碰、摔及潮湿。

40闪烁谱仪测定γ射线的能谱γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态时发射的波长很短的电磁辐射。

研究γ射线的能谱对于放射性核素的应用和研究原子核的能级结构有很重要的意义。

闪烁探测器在科学技术的许多部门有着十分重要的应用，它的主要优点是：既能探测各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子，既能对辐射强度进行测量，又能对辐射的能量进行分析，而且探测效率高（比G-M 计数器高几十倍），分辨时间短（约108-秒）。

通过本实验，你将学习掌握一种测量射线能量的方法：用NaI(Tl)闪烁探测器测量γ能谱。

实验原理一、γ射线与物质的相互作用放射性核素放射出来的带电粒子（α、β粒子以及内转换电子）与物质相互作用主要为电离、散射和吸收三个方面。

γ射线是不带电的电磁辐射，它与物质的相互作用主要有光电效应，康普顿效应和电子对效应三个过程。

1. 光电效应 入射的γ光子把能量全部转移给原子中的束缚电子，使之发射出来，而光子本身消失，这种过程称为光电效应。

光电效应中发射出来的电子叫光电子。

这过程如图2-2-1所示。

在光电效应中，若忽略被原子的反冲核所吸收的能量，则由能量守恒定律得到 E E E E r e i e =+@ (2-2-1)式中E r 为入射γ光子的能量，E e 为光电子获得的动能,E i 为i 层电子的结合能，一般E i 远小于E r 。

显然，如果入射γ光子是单能的，则产生的光电子也是单能的。

光电子可以从原子各个壳层中发射出来，但在K 壳层上打出电子的几率最大，L 层次之，M 、N 层更次之。

因此，在发射光电子的同时，还伴随着原子发射的特征X 射线或俄歇电子。

实验和理论都表明，γ射线与物质相互作用时，产生光电效应的几率随着物质原子序数的增大而迅速增大，又随着γ射线的能量增大而减小。

光图2-2-1 光电效应的示意图412. 康普顿效应入射的γ光子与物质原子的核外电子发生非弹性碰撞，一部分能量转移给电子，使它脱离原子成为反冲电子，而散射光子的能量和运动方向发生变化，这一过程称为康普顿效应．图2-2-2为康普顿效应的示意图。

NaI （T1）闪烁谱仪测定γ射线的能谱09904047 周宁 [实验装置]NaI （T1）闪烁谱仪（FH1901型）一套，脉冲示波器（SBT-5型）一台，Cs 137γ源和Co 60γ源各一个。

[实验原理]一、γ射线与物质的相互作用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，而把束缚电子打出来形成光电子。

由于束缚电子的电离能i E 一般小于γ射线的能量γE 。

所以： γγE E E E i ≈-=光电光电效应的截面光电σ随入射γ射线能量的增加而减小。

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，散射和入射只能发生在一个平面内。

反冲康普顿电子的动能e E 为：'hv hv E e -=康普顿散射后散射光子能量与散射角θ的关系为： )cos 1(1'θα-+=hvhv 其中20c m hv =α康普顿电子的能量在0至αα212+hv之间变化。

3．正、负电子对的产生 当γ射线能量超过202c m （1.022MeV ）以后，γ光子受原子核或电子的库仑场的作用可能转化成正、负电子对。

入射γ射线的能量越大，产生正、负电子对的截面也越大。

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时，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。

二、仪器结构与工作原理1 反射层2 闪烁体3 硅油4光电倍增管 5 射极跟随器6 高压电源7 线性放大器8 单道分析器9 定标器10 示波器带电粒子通过闪烁体时，将引起大量的分子或原子的激发和电离，这些受激的分子或原子由激发台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。

中子的探测，则是利用中子引起的核反应所产生的带电粒子，或中子与核碰撞时产生的反冲核，这些带电粒子和反冲核在闪烁体内引起发光。

【关键字】报告伽马能谱实验报告篇一：闪烁伽马能谱测量实验报告实验题目：《闪烁γ能谱测量》一、实验目的1加深对γ射线和物质相互作用的理解。

2.掌握NaI(Tl)γ谱仪的原理及使用方法。

3.学会测量分析γ能谱。

4.学会测定γ谱仪的刻度曲线.。

二、实验仪器Cs放射源Co放射源FH1901型NaI闪烁谱仪SR-28双踪示波器三、实验原理1. γ射线与物质相互作用γ射线与物质相互作用主要有光电效应、康普顿散射及电子对效应。

1）光电效应：在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能，另一部分就作为光电子的动能。

所以，释放出来的光电子能量和该束缚电子所处的电子壳层的结合能B?之差。

因此，E光电子=E??Bi?E?（需要原子核参加）2）康普顿散射：康普顿散射是γ光子与原子外层电子相互作用的结果。

反冲电子的动能为：Ee?E?2(1?cos?)m0c2?E?(1?cos?)即使入射γ光子的能量是单一的，反冲电子的能量却是随散射角连续变化的。

3）电子对效应：电子对效应是γ光子从原子核旁经过时，在原子核的库伦场作用下，γ光子转化为一个正电子和一个负电子的过程。

根据能量守恒定律，只有当入射光子的能量hν大于2m0c2，即hν〉1.02MeV时，才能发生电子对效应。

（与光电效应相似，需要原子核参加）2．NaI（Tl）γ能谱仪介绍1）闪烁谱仪装置示意图2）闪烁谱仪的工作原理Γ射线次级电子荧光Γ放射源与闪烁体发闪烁体受光阴极吸收生三种作用激辐射光电子电脉冲定标器记录分析器分析各打拿极逐级缩小3)能谱分析（以137Cs为例）全能峰是γ光子与闪烁体发生光电效应产生的，直接反映了γ射线的能量；康普顿坪是由康普顿效应贡献的；逸出的γ射线与闪烁体周围的物质发生康普顿散射，反散射光子进入闪烁体发生光电效应形成反散射峰。

4）谱仪的能量分(原文来自：小草范文网:伽马能谱实验报告)辨率和能量刻度曲线闪烁单晶γ谱仪最主要的指标是能量分辨率和线性。

用闪烁谱仪测γ射线能谱禚伟 PB05210019一．实验步骤：1.测量前先将光电倍增管预热20分钟左右，以使测量时光电倍增管可以稳定工作。

2.改变线性放大器的放大倍数，观察光电峰位置变化的规律。

测量Cs 137的γ能谱光电峰位置与线性放大器放大倍数间的关系。

粒子计数应至少为3000.3. 用多道分析器观察Cs 137的能γ谱的形状，识别其光电峰及康普顿边界等，并绘制Cs 137的γ能谱图。

4.测量Cs 137和Co 60放射源的γ射线能谱，用已知的光电峰能量值来标定谱仪的能量刻度，然后计算未知光电峰的能量值。

提示：Co 60的γ射线能量约为Cs 137的γ射线能量的两倍，要求在多道分析器的横轴道址范围内使二者均能显示出来，需选择合适的放大倍数，如果放大倍数太大会使Co 60的光电峰逸出道址范围；如果放大倍数太小又不能充分利用多道址分析器的道址而降低了能量分辨率，因此需考虑怎样才是合适的放大倍数？二．实验数据处理：1. 测量Cs 137的γ能谱光电峰位置与线性放大器放大倍数间的关系实验测得光电峰位置与放大倍数数据如下：合）如下图所示 ：300400500600700800900峰道址放大倍数由上面的图形和数据可知光电峰位置和放大倍数呈线性关系。

2. 绘制Cs 137的γ能谱图实验原始数据如下：放大倍数1.10 得Cs 137的γ能谱图图像如下：500010000150002000025000峰值峰道址从能谱图上看，有几个较为明显的峰：光电峰Ee （道址404.3，峰值23869，分辨率8.9%），又称全能峰，其能量就对应γ射线的能量Ey 。

Ec （道址254）即为康普顿边界，对应反冲电子的最大能量。

背散射峰Eb （道址110.4,峰值8897，分辨率250.5%）是由射线与闪烁体屏蔽层等物质发生反向散射后进入闪烁体内，形成的光电峰，一般峰很小。

3. 计算谱仪的能量刻度当放大倍数为1.1时，光电峰道址B=404.3，背散射峰道址A=110，4，所以能量刻度的计算结果如下：MeV E MeV MeV A B Eb Ee e 3632.14.1103.404184.0661.0-=--=--=4. 绘制Co 60的γ能谱图并计算其两个光电峰的能量标度 实验原始数据如下：作得Co 60的γ能谱图图像如下：-50005001000150020002500300035004000峰值峰道址由e= MeV E 3632.1-和1γE （721）、2γE （828）的道址可得两峰的能量为：1γE =MeV E 3632.1-*721=1.176MeV2γE =MeV E 3632.1-*828=1.351MeV又两峰能量的理论值为：'1γE =1.17MeV '2γE =1.33MeV相对误差分别为：%51.0%100*17.117.1176.11=-=η%57.1%100*33.133.1351.12=-=η5. 能量刻度曲线如图：光峰能量道址6. 实验注意事项及误差分析：1. 测量前应该先将光电倍增管预热20分钟左右，以使测量时光电倍增管可以稳定工作； 2. 闪烁谱仪测量的是各能量段的粒子数，其结果服从统计规律。

闪烁伽马能谱测量实验报告实验报告名称：闪烁伽马能谱测量实验报告一、实验目的1.学习和掌握闪烁伽马能谱测量的基本原理和方法；2.了解和熟悉闪烁伽马能谱测量设备的操作和使用；3.通过实验数据获取，研究样品中放射性核素的含量及分布；4.提高实验操作技能，培养实验数据分析和处理能力。

二、实验原理闪烁伽马能谱测量是利用闪烁计数器对放射性核素发出的伽马射线进行测量，以确定样品中放射性核素的种类和含量。

伽马射线为高能电磁辐射，可通过多种材料和器件进行探测。

闪烁计数器是利用闪烁材料（如NaI(Tl)晶体）将伽马射线能量转化为光子，然后通过光电倍增管将光子转化为电信号，最后由电子学读出。

根据薛定谔方程，闪烁伽马能谱测量可得到放射性核素发出的伽马射线的能量分布。

通过对不同能量的伽马射线的计数，可推断出相应能量的核素是否存在。

每种放射性核素都有其特征能量谱，因此通过对伽马射线的能量分布进行分析，可以确定样品中各种放射性核素的含量。

三、实验步骤1.样品制备：选取待测样品，将其研磨成粉末，并压制成直径约1cm，高度约1cm的圆柱体；2.仪器准备：开启闪烁计数器、多道脉冲分析器和计算机，设置仪器参数，确保仪器处于最佳工作状态；3.测量步骤：将制备好的样品置于闪烁计数器探头前，开始测量。

每隔30秒记录一次计数，持续60分钟；4.数据处理：将测量数据导入计算机，利用相关软件进行谱图分析和数据处理。

根据测量结果，计算各能量段的计数，并绘制能谱图；5.结果分析：根据计算结果和能谱图，确定样品中放射性核素的种类和含量。

四、实验结果与数据分析本次实验选取了土壤样品作为研究对象。

以下是实验数据记录：根据实验数据，我们绘制了以下能谱图（图1）：【请在此处插入图1】图1：闪烁伽马能谱图通过对能谱图的分析，我们发现土壤样品中含有多种放射性核素。

其中主要的核素为铀（U）和钍（Th），这是因为它们是地壳中含量最丰富的天然放射性核素。

我们还观察到一些较低丰度的其他核素，如钾（K）和其他稀土元素。

实验报告 （系别：0406 姓名：陈锋 学号：PB04210223 日期：实验题目：用闪烁谱仪测γ射线能谱实验目的：学习用闪烁谱仪测量γ射线能谱的方法，要求掌握闪烁谱仪的工作原理和实验方法，学会谱仪的能量标定方法，并测量γ射线的能谱。

实验原理：根据原子核结构理论，原子核的能量状态是不连续的，存在着分立能级。

处在能量较高的激发态能级2E 上的核，当它跃迁到低能级1E 上时，就发射γ射线（即波长约在1nm ~ 0.1nm 间的电磁波）。

放出的γ射线的光量子能量12E E hv -=。

1．闪烁谱仪测量γ射线能谱的原理闪烁能谱仪是利用闪烁体，在带电粒子作用下被激发或电离后，能发射荧光的现象来测量能谱的。

其发光机制是：在价带和导带之间有比较宽的禁带，若带电粒子引起它产生电离或激发，就可能产生光子。

光子的能量还会使其他原子产生激发或电离，则光子可能被晶体吸收而不能被探测到。

所以只有加入少量激活杂质的晶体才能成为实用的闪烁体。

2．γ射线与物质的相互作用（1）光电效应 该效应中发射出的光电子的动能为：i e B E E -=γ （2）康普顿效应γ光子与自由静止的电子发生碰撞，使其成为反冲电子。

其动能为：)cos 1(1)cos 1()cos 1(20202θθθγγγγ-+=-+-=E c m E E c m E E e 当ο180=θ时，γγE c m E E E c 2120max +==，称其为康普顿边界。

（3）电子对效应当202c m E r ≥时，γ经过原子核旁时，可能转化为一个正电子和一个负电子。

光子能量可表示为两个电子的动能与静止能量之和，即202c m E E E e e ++=-+γ。

闪烁γ能谱仪正是利用γ光子与闪烁体相互作用时产生次级带电粒子，进而由次级带电粒子引起闪烁体发射荧光光子，通过这些荧光光子的数目来推出次级带电粒子的能量，再推出γ光子的能量，以达到测量γ射线能谱的目的。

3．闪烁谱仪主要由闪烁探头，数据采集系统及供电电源等部分构成。

闪烁谱仪γ射线能谱的测量摘要：核技术在现代物理学中占有重要地位，本文通过对闪烁谱仪的介绍和γ射线能谱的测量，了解核技术的相关探测仪器的使用原理和方法以及能谱测量和分析方法，并对核实验中的安全防护措施有初步的认识。

关键字：核技术；γ射线；能谱；闪烁探测器；多道分析器引言：γ射线首先由法国科学家P.V .维拉德发现的，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。

γ射线强度按能量分布即为γ射线能谱。

通过分析γ能谱可以确定原子核激发态的能级，对放射性分析、同位素应用及鉴定核素等方面都有重要的意义。

测量γ能谱最常用的仪器是闪烁γ能谱仪，下面我们就来介绍能谱测量的相关知识。

正文：原子核的衰变产生γ射线，不同能级间的衰变跃迁可以产生不同能量的γ射线，我们可以通过射线探测器对这些γ射线的能谱分析就可以推断出原子核的一些性质。

射线探测器的是根据射线与物质的相互作用规律研制的，可分为“信号型”和“径迹型”，本实验用的NaI （T1）单晶γ闪烁谱仪就是属于信号型。

下面来简单的介绍一下闪烁谱仪的工作原理。

γ射线在与物质相互作用的时候可能产生三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应，这三种效应会产生次级电子，NaI （T1）单晶γ闪烁谱仪就是利用这些次级电子激发电离闪烁体分子，当闪烁分子退激发时会放出大量的光子，并照射在光阴极上产生光电子，这些光电子经过倍增管放大而产生可探测的电信号并通过电子仪器的记录得到γ射线能谱，具体结构图如下：经过闪烁探测器后得到的电信号为电压脉冲信号，其幅值与入射的γ射线的能量成正比，线号脉冲的个数正比于γ射线的强度。

接收电信号的仪器可以分为单道和多道脉冲分析器，其功能是通过测量不同幅值电压脉冲信号的脉冲个数来画出入射γ射线能量与强度的关系。

单道分析器有一个下甄别电压1V 和一个上甄别电压2V ，只有当脉冲幅值在12V V 之间的信号才能通过，这样就可以测量出信号幅值在12V V 之间的个数，通过改变1V 并保持12V V 不变，就可以测量出不同幅值所对应的个数，即为γ射线的能量与强度的关系。

竭诚为您提供优质文档/双击可除伽马能谱实验报告篇一：r射线能谱图实验报告naI（Tl）γ闪烁谱仪器及γ射线能谱的测量γ射线的吸收与物质吸收系数?的测定学院数理与信息工程学院班级姓名学号naI（Tl）γ闪烁谱仪器及γ射线能谱的测量摘要：闪烁探测器是利用某些物质在射线作用下会发光的特性来探5g射线的仪器。

本实验要利用naI（Tl）γ闪烁探测仪来测定γ射线能谱分布规律。

然后，通过分析结果，在得出结论,目的是了解naI(T)闪烁谱仪原理，特性与结构。

掌握naI(T)闪烁谱仪的使用方法；鉴定谱仪的能量分辩率与线性；并通过对r射线能谱的测量，加深对r射线与物质相互作用的理解。

关键词：γ闪烁谱仪能谱γ射线naI（Tl）引言：某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，核辐射主要有α、β、γ三种射线。

我们通过不同的实验仪器能够探测到这些肉眼无法看见的射线。

本实验使用的是g闪烁谱仪。

g闪烁谱仪内部含有闪烁体，可以把射线的能量转变成光能。

实验中采用含TI（铊）的naI晶体作g射线的探测器。

通过查阅相关资料，我了解了g闪烁谱仪的基本工作原理以及整个的工作过程：naI(TI)闪烁探测器的结构如下图所示。

整个谱仪由探头（包括闪烁体，光电倍增管，射极跟随器），高压电源，线性放大器，多道脉冲幅度分析器等组成。

闪烁探测器由闪烁体、光电倍增管和相应的电子放大器件三个主要部分组成。

（1）闪烁体:闪烁体是用来把射线的能量转变成光能的。

本实验中采用含TI（铊）的naI晶体作射线的探测器。

（2）光电倍增管:光电倍增管的结构如图2。

它由光阴极K、收集电子的阳极A和在光阴极与阳极之间十个左右能发射二次电子的次阴极D（又称倍增极、打拿极或联极）构成。

在每个电极上加上正电压，相邻的两个电极之间的电位差一般在100V左右。

当闪烁体放出的光子打到光阴极上时，发生光电效应，打出的光电子被加速聚集到第一倍增极D1上，平均每个光电子在D1上打出3～6个次电子，增值后的电子又为D1和D2之间的电场加速，打到第二倍增极D2上，平均每个电子又打出3～6个次级电子，??这样经过n级倍增以后，在阳极上就收集到大量的电子，在负载上形成一个电压脉冲。