伽马射线的吸收实验报告

伽马射线穿过物质时能谱的变化γ射线穿过物质时，会通过光电、康普顿、电子对效应与物质相互作用。

本实验通过测量γ射线穿过不同厚度、不同材料时能谱的变化，加深理解γ射线束穿过物质时强度的变化，通过分析γ光子与物质相互作用方式，解释γ射线通过不同厚度、不同材料时能谱的变化。

同时也验证了铅砖作为γ射线的屏蔽材料，是安全可行的。

标签：137Cs；γ射线；不同物质；能谱变化1 概述原子核能级间的跃迁产生γ射线，γ射线按强度的分布即γ射线能谱，简称γ能谱。

测量γ能谱一般使用闪烁γ能谱仪，其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（成为闪烁）的现象测量能谱。

γ射线通过光电效应，康普顿散射，（电子对效应）三种方式与物质进行相互作用。

探测γ射线通过物质时能量谱的变化，可以深入了解γ射线与物质相互作用。

2 实验2.1 实验原理光电效应：光电效应是物质在高于某一特定频率的电磁照射下放出光电子的现象，当能量为hv的入射γ光子与物质的原子中束缚电子相互作用时，光子可以把全部能量转移给某个束缚电子，使电子脱离原子束缚而发射出去，光子本身消失，发射光电子的动能为：E=hv-Ei≈hv这是闪烁体探测器探测到的全能峰（光电峰）的来源。

2.2 实验仪器滨松闪烁体探测器；四川大学一体化能谱仪，137Cs放射源；若干铝片，铜片，铅片。

3 实验步骤3.1 仪器组装检查实验仪器的线路连接。

3.2 准直与调节将各个部分中心置于一条直线上，打开放射源屏蔽体开关，微调光电探测器的角度，直至计数率最高，即已准直。

固定设备开始测量。

3.3 测试与记录3.3.1 相同材料，不同厚度取同种材料薄片，多片叠加为不同厚度的等效屏蔽物质并进行测试。

3.3.2 相同厚度，不同材料考虑到实验室材料的实际情况，难以保证严格相同的厚度，因此使用上述测试结果中9mm左右和18mm左右两组数据直接进行对照。

3.3.3 无屏蔽测试取下所有屏蔽材料，令放射源直射探头，进行60s测试后记录数据。

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。

一、实验目的本次实验旨在探究不同辐射源对生物细胞的影响，了解辐射的基本性质及其生物学效应。

通过观察辐射对不同细胞系生长、形态和DNA损伤的影响，分析辐射的生物学效应，为辐射防护和辐射生物学研究提供理论依据。

二、实验材料与仪器1. 实验材料细胞系：人胚胎肾细胞系（HEK293）、人胃癌细胞系（SGC7901）辐射源：60Co伽马射线细胞培养基：DMEM高糖培养基细胞试剂：胰蛋白酶、青霉素、链霉素DNA损伤检测试剂盒2. 实验仪器射线源：60Co伽马射线发生器射线剂量计：剂量率计倒置显微镜流式细胞仪PCR仪电泳仪紫外分光光度计三、实验方法1. 细胞培养将HEK293和SGC7901细胞系接种于6孔板，置于37℃、5%CO2的细胞培养箱中培养，待细胞贴壁生长至80%左右时进行实验。

2. 辐射处理将细胞分为对照组和实验组，实验组细胞分别接受0、2、4、6、8 Gy的60Co伽马射线照射，对照组细胞不进行照射。

3. 细胞形态观察使用倒置显微镜观察细胞形态变化，包括细胞皱缩、死亡、核固缩等。

4. 细胞增殖抑制实验采用MTT法检测细胞增殖抑制率，计算半数抑制浓度（IC50）。

5. 流式细胞术检测细胞凋亡采用Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡。

6. DNA损伤检测采用TUNEL法检测细胞DNA损伤。

四、实验结果与分析1. 细胞形态观察随着辐射剂量的增加，细胞皱缩、死亡、核固缩等现象逐渐明显，表明辐射对细胞形态有显著影响。

2. 细胞增殖抑制实验随着辐射剂量的增加，细胞增殖抑制率逐渐升高，IC50值随辐射剂量增加而降低，表明辐射对细胞增殖有明显的抑制作用。

3. 流式细胞术检测细胞凋亡随着辐射剂量的增加，细胞凋亡率逐渐升高，表明辐射可诱导细胞凋亡。

4. DNA损伤检测随着辐射剂量的增加，DNA损伤程度逐渐加重，表明辐射可导致细胞DNA损伤。

五、结论本实验结果表明，辐射对细胞具有明显的生物学效应，包括细胞形态变化、细胞增殖抑制、细胞凋亡和DNA损伤。

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。

深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验实验名称：γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定学院：物理科学与技术学院专业：物理学班级：08指导教师：陈羽报告人：学号：实验地点S223实验时间：实验报告提交时间：一、实验目的：1、了解γ射线与物质相互作用的特性。

2、了解窄束γ射线在物质中的吸收规律，测量其在不同物质中的吸收系数。

二．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、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、测量60Co的γ射线（取1.17、1.33MeV光电峰或1.25MeV综合峰）在一组吸收片（铅、铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。

3、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。

三、实验原理：1、γ吸收装置原理做γ射线吸收实验的一般做法是如上图（a）所示，在源和探测器之间用中间有小圆孔的铅砖作准直器。

吸收片放在准直器中间,前部分铅砖对源进行准直；后部分铅砖则滤去γ射线穿过吸收片时因发生康普顿散射而偏转一定角度的那一部分射线。

这样的装置体积比较大，且由于吸收片前后两个长准直器使放射源与探测器的距离较远，因此放射源的源强需在毫居里量级。

但它的窄束性、单能性较好，因此只需闪烁计数器记录。

本实验中，在γ源的源强约2微居里的情况下，由于专门设计了源准直孔（φ3 12mm），基本达到使γ射线垂直出射；而由于探测器前有留有一狭缝的挡板，更主要由于用多道脉冲分析器测γ能谱，就可起到去除γ射线与吸收片产生康普顿散射影响的作用。

因此，实验装置就可如上图（b）所示，这样的实验装置在轻巧性、直观性及放射防护方面有前者无法比拟的优点。

2、γ射线的三种基本作用（1）光子(γ射线)会与下列带电体发生相互作用：①被束缚在原子中的电子；②自由电子(单个电子)；③库仑场(核或电子的)；④核子(单个核子或整个核)。

（2）这些类型的相互作用可以导致下列三种效应中的一种：①光子的完全吸收；②弹性散射；③非弹性散射。

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放大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。

利用γ射线测量厚度实验一、实验目的1．通过实验了解巩固γ射线透射物质的规律。

2．掌握利用射线测量厚度的方法，学习使用辐射探测器测量伽马射线。

二、实验原理窄束γ射线透射物质时，其射线强度衰减服从指数衰减规律：I=I0e−μρdd为物质厚度，μ为物质的衰减系数。

由上面的公式容易推导出厚度测量公式：d=−lnIμρ+lnI0μρ此次实验采用了已知厚度的标准片对厚度测量公式进行了参数标定，即厚度测量公式可以变为：d=A∙lnI+B标定参数A，B即可。

三、实验数据处理1.PMT高压选取测量得到PMT的坪特性曲线。

数据如下：根绝数据得到坪特性曲线图根据曲线图选定PMT的工作电压为800V2.拟合公式标定用7块PVC标准片对厚度测量公式进行标定。

得到数据如下表由上表得到拟合曲线图得到拟合公式d=−11.924lnI+114.873.测量未知厚度的PVC片测量未知厚度的薄、厚PVC片，采用单独测量和与3片标准片一起测量两种方法。

得到测量数据如下：根据拟合公式容易得到被测样品的厚度。

见上表。

两种测量方法得到的结果误差在2%左右。

四、 思考题1. 测量过程中，是否要考虑放射性本地？如果测量环境没有发生剧烈变化，不需要考虑本底的影响。

从拟合公式的推导过程可以看出，本底的影响可以归结到参数B 中，如果本底变化不大，可以看作一个常数项。

2. 分析探测到的γ射线计数的统计误差，会对厚度测量带来多大的影响？γ射线计数的统计误差遵循：σI 1√N根据误差传递公式:σd =√(ðf ðI )2∙σI 2I ∙√N。

实验报告 系 级 姓名 日期 No. 评分：实验题目：γ能谱及γ射线的吸收实验目的： 学习闪烁γ谱仪的工作原理和实验方法，研究吸收片对γ射线的吸收规律 实验原理：1.γ能谱的形状闪烁γ能谱仪可测得γ能谱的形状，下图所示是典型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，光电峰e E ，又称全能峰，其能量就对应γ射线的能量γE 。

这是由于γ射线进入闪烁体后，由于光电效应产生光电子，能量关系见式（1），如果闪烁体大小合适，光电子停留在其中，可使光电子的全部能量被闪烁体吸收。

光电子逸出原子会留下空位，必然有外壳层上的电子跃入填充，同时放出能量i z B E =的X 射线，一般来说，闪烁体对低能Ｘ射线有很强的吸收作用，这样闪烁体就吸收了z e E E +的全部能量，所以光电峰的能量就代表γ射线的能量，对Cs 137，此能量为0.661Ｍe Ｖ。

C E 即为康普顿边界，对应反冲电子的最大能量。

背散射峰b E 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。

2．谱仪的能量刻度和分辨率 （1）谱仪的能量刻度闪烁谱仪测得的γ射线能谱的形状及其各峰对应的能量值由核素的蜕变纲图所决定，是各核素的特征反映。

但测得的光电峰所对应的脉冲幅度（即峰值在横轴上所处的位置）是与工作条件有关系的。

如光电倍增管高压改变、线性放大器放大倍数不同等，都会改变各峰位在横轴上的位置，也即改变了能量轴的刻度。

因此，应用γ谱仪测定未知射线能谱时，必须先用已知能量的核素能谱来标定谱仪的能量刻度，即给出每道所对应的能量增值Ｅ。

例如选择Cs 137的光电峰γE ＝0.661Ｍe Ｖ和Co 60的光电峰MeV E 17.11=γ、MeV E 33.12=γ等能量值，先分别测量两核素的γ能谱，得到光电峰所对应的多道分析器上的道址（若不用多道分析器，可给出各峰位所为应的单道分析器上的阈值）。

伽马射线在铅与钨-镍合金材料中吸收规律的研究作者姓名：专业班级：指导教师：摘要本文介绍了利用NaI(TI)闪烁谱仪研究137Cs和60Co等放射源辐射的伽马射线在钨镍合金与铅材料中吸收规律的变化情况。

通过对这二种材料测量结果的比对，得出钨镍合金对伽马射线的吸收远高于传统的屏蔽材料——铅，从而对辐射防护的材料选择上提出了新的见解。

关键词：钨镍合金铅吸收系数半吸收厚度The study on absorption law of γ-ray to tungsten-nickel and lead alloy materialsAbstract：This paper describes the use of NaI (Tl) scintillation spectrometer on 137Cs and 60Co, and other sources of γ-ray radiation on absorption law change in circumstances to the tungsten-nickel alloy materials and lead material. Through this two kinds material of comparison, tungsten-nickel alloy that theγ-ray absorption far higher than traditional shielding materials ---lead, So has put forward new ideason mterial selection to Radiation ProtectionKey words：tungsten-nickel alloy ;Lead material;absorption coefficient；half-absorption thickness目录摘要 (1)The study on absorption law of γ-ray to tungsten-nickel and lead alloy materials.. 1目录 (2)第1章前言 (3)1.1此文选题依据和研究意义 (3)1.2 全球研究发展现状 (3)1.3 研究任务和内容 (5)第2章伽马射线测量的理论知识 (6)2.1 伽马射线的基础知识与认识 (6)2.1.1 伽马射线的概念和性质 (6)2.1.2伽马射线与物质的相互作用 (7)2.2伽马射线的来源 (9)2.2.1 天然放射性 (9)2.2.2 人工放射性 (9)2.3 伽马射线的危害 (10)2.4 伽马射线的利用 (11)第3章仪器选择及测量原理 (13)3.1常用探测器介绍 (13)3.2阈压道宽的确定 (14)第4章实验设备 (18)4.1 实验装置原理图 (18)4.2 仪器原理介绍 (18)4.2.1HW-3204自动定标器 (18)4.2.2 NaI闪烁探测器探测原理 (19)4.3 实验材料介绍 (20)第5章实验及数据处理 (24)5.1实验相关内容 (24)5.2实验步骤 (24)5.3实验数据处理 (25)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章前言1.1此文选题依据和研究意义核技术应用已成为现代生活整体的一部分。

γ射线的吸收衰减规律一、实验目的1．加深对γ射线在物质中的吸收规律的理解；2．掌握测量γ射线在几种物质中的有效吸收系数的方法；3．学会如何正确安置实验条件的方法。

二、实验内容1．在好几何条件下，测量137Cs的γ射线在石板、瓷砖中的吸收曲线，并由曲线斜率、半吸收厚度确定上述物质的有效（线）吸收系数和有效质量吸收系数；2．计算有效质量吸收系数，并与有效（线）吸收系数行比较；3．使用最小二乘法拟合实测曲线，求出有效（线）吸收系数。

三、实验原理四、设备与装置图1．放射源137Cs 1 个；2．ZDD3901石材放射性检测仪；3．瓷砖若干；4．石板若干。

五、步骤1．检查设备装置。

检查仪器是否有松动、脱落和损坏，备件是否齐全，记录仪器型号和实验时温度、湿度；2．ZDD3901石材放射性检测仪电源安装。

本仪器可用市电或电池供电，电池需4节1号电池；3．仪器连接，用配带的电缆线将探头和主机连接好。

注意：连接电缆的过程中电源需关闭，分开电缆的时候必须先关闭电源；4．按示意图放置实验装置；5．调整装置，使放射源、探测器的中心位于同一轴线上；6．开机预热10分钟以上，按“设置”键设置测量时间为2分钟，按“选择”键选择选择“Total count”测量项，分别测量并记录无源和有源时仪器计数。

测量次数5次；7．调整吸收屏的合适位置，先逐步放入瓷砖，测量并记录每次放入瓷砖的厚度，同样选择测量时间为2分钟、“Total count”测量项，测量并记录放入吸收屏后有源时仪器计数，每次测量两次，如两次数据相对误差较大，重新进行测量；8．取出瓷砖，逐步放入石板，测量并记录每次放入石板的厚度，同样选择测量时间为2分钟、“Total count”测量项，测量并记录放入吸收屏后有源时仪器计数，每次测量两次，如两次数据相对误差较大，重新进行测量；9．关闭探测器电源，断开连接电缆，如果用电池，拆除电池；10．归还放射性源。

11．对每种吸收屏测出γ吸收曲线后，并分别求出本底平均计数和有源无屏时的平均计数。

中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩：班级：应用物理学09-2班 姓名：王国强 同组者：庄显丽 教师：γ射线的吸收【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⎪⎩⎪⎨⎧∝∝∝25Z Z Z p c ph μμμ （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。

对于线性吸收系数μ与γ射线能量γE 之间的关系也比较复杂，并且随吸收物质的不同而存在显著差别。

图9-3-1给出了铅、锡、铜、铝对γ射线的线性吸收 系数μ与γ射线能量γE 之间的关系曲线。

【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。

伽马射线吸收
伽马射线吸收是指伽马射线通过物质时，被物质吸收的过程。

这个过程遵循指数规律，即随着吸收物质的厚度增加，伽马射线的强度逐渐减弱，其程度与吸收物质的吸收系数成正比。

伽马射线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。

在低能量时，光电效应是主要的吸收机制；在中等能量时，康普顿效应占主导地位；而在高能量时，电子对效应成为主要的吸收机制。

在吸收过程中，伽马射线能量大于1.022MeV时与物质原子核作用，伽马射线转化为一个对正负电子，射线本身被吸收。

伽马射线与物质作用时三种情况都可能发生，但是，伽马射线能量低时以光电效应为主，能量较高时以康普顿效应为主，能量很高时以电子对效应为主。

以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关文献或咨询专业人士。

γ射线能谱的测量与物质吸收系数μ的测定物理082班李春宇08180240摘要：本实验用Nal(Tl) 闪烁谱仪来测量Co和Cs 元素所发出来射线能谱图，并比较这两幅图可知Cs元素所发出射线的强度比Co强，换句话说不同物质所发出来的能谱是不一样的。

再利用Nal(Tl) 闪烁谱仪来测定射线的吸收与物质吸收系数，本实验主要是研究了同一放射源Cs不同物质不同厚度的吸收系数。

关键词：射线能谱图吸收系数引言：原子核由高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。

一、实验背景核物理：A、发展初期1896年，贝可勒尔发现天然放射性，这是人们第一次观察到的核变化。

现在通常就把这一重大发现看成是核物理学的开端。

此后的40多年，人们主要从事放射性衰变规律和射线性质的研究，并且利用放射性射线对原子核做了初步的探讨，这是核物理发展的初期阶段。

在这一时期，人们为了探测各种射线，鉴别其种类并测定其能量，初步创建了一系列探测方法和测量仪器。

大多数的探测原理和方法在以后得到了发展和应用，有些基本设备，如计数器、电离室等，沿用至今。

探测、记录射线并测定其性质，一直是核物理研究和核技术应用的一个中心环节。

放射性衰变研究证明了一种元素可以通过衰变而变成另一种元素，推翻了元素不可改变的观点，确立了衰变规律的统计性。

统计性是微观世界物质运动的一个重要特点，同经典力学和电磁学规律有原则上的区别。

实验题目：γ射线能谱及γ射线的吸收实验目的：1.学习用闪烁谱仪测量γ射线能谱的方法。

2.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。

4.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。

2) γ射线与物质的相互作用a) 光电效应i e B E E -=γb) 康普顿效应)cos 1(1)cos 1()cos 1(20202θθθγγγγ-+=-+-=E cm E E c m E E e2tan 1cot 20θϕγ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c m E c) 电子对效应202c m E E E e e ++=-+γ2. 闪烁谱仪的结构框图及各部分的功能1) 闪烁探头闪烁探头包括闪烁体、光电倍增管、前置放大器以及屏蔽暗盒等。

2) 数据采集系统闪烁谱仪框图中除去闪烁探头部分和谱仪的供电电源部分外，可称为数据采集系统，包括线性放大器、单道脉冲幅度分析器和定标器或多道脉冲幅度分析器等。

3. γ能谱的形状4. 谱仪的能量刻度和分辨率1) 谱仪的能量刻度2) 谱仪分辨率100%E V E Vη∆∆==⨯半高度光电峰脉冲幅度 数据处理：1.用多道分析器测量Co 60和Cs 137的γ能谱的形状，得到以下两截取图。