伽马射线的吸收实验报告
伽马射线的吸收实验报告

实验3:伽马射线的吸收实验目的1. 了解γ射线在物质中的吸收规律。
2. 测量γ射线在不同物质中的吸收系数。
3. 学习正确安排实验条件的方法。
内容1. 选择良好的实验条件,测量60Co (或137Cs )的γ射线在一组吸收片(铅、铜、或铝)中的吸收曲线,并由半吸收厚度定出线性吸收系数。
2. 用最小二乘直线拟合的方法求线性吸收系数。
原理1. 窄束γ射线在物质中的衰减规律γ射线与物质发生相互作用时,主要有三种效应:光电效应、康普顿效应和电子对效应(当γ射线能量大于1.02MeV 时,才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,其强度就会减弱,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xNxeI eI I r μσ--==00 ( 1 )其中I I ,0分别是穿过物质前、后的γ射线强度,x 是γ射线穿过的物质的厚度(单位为cm ),r σ是三种效应截面之和,N 是吸收物质单位体积中的原子数,μ是物质的线性吸收系数(N r σμ=,单位为1=cm )。
显然μ的大小反映了物质吸收γ射线能力的大小。
由于在相同的实验条件下,某一时刻的计数率n 总是与该时刻的γ射线强度I 成正比,因此I 与x 的关系也可以用n 与x 的关系来代替。
由式我们可以得到 x e n n μ-=0 ( 2 )㏑n=㏑n 0-x μ ( 3 )可见,如果在半对数坐标纸上绘制吸收曲线,那末这条吸收曲线就是一条直线,该直线的斜率的绝对值就是线性吸收系数μ。
由于γ射线与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,因此单能γ射线的线性吸收系数μ是物质的原子序数Z 和能量γE 的函数。
p c ph μμμμ++= ( 4 )式中ph μ、c μ、p μ分别为光电、康普顿、电子对效应的线性吸收系数。
其中5Zph ∝μZ c ∝μ ( 5 )2Zp ∝μ图2给出了铅、锡、铜、铝对γ射线的线性吸收系数与γ射线能量的关系曲线。
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

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。
γ射线的能谱测量和吸收测定_实验报告

γ射线能谱的测量【摘要】某些物质的原子核能够发生衰变,放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线,γ射线产生的原因正是由于原子核的能级跃迁。
我们通过测量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。
因此本实验通过使用γ闪烁谱仪测定不同的放射源的γ射线能谱。
同时学习和掌握γ射线与物质相互作用的特性,并且测定窄束γ射线在不同物质中的吸收系数μ。
【关键词】γ射线能谱γ闪烁谱仪【引言】从1896年的法国科学家贝可勒尔发现放射性现象开始,经过居里夫人等一系列科学家对一些新放射性元素的发现及其性质进行研究的杰出工作后,人类便进入了对原子核能研究、利用的时代。
而原子核衰变能放出α、β、γ三种射线,这些射线可以通过仪器精确测量。
本次实验主要研究γ射线,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。
人体受到γ射线照射时,γ射线可以进入到人体的内部,并与体内细胞发生电离作用,电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子,如蛋白质、核酸和酶,它们都是构成活细胞组织的主要成份,一旦它们遭到破坏,就会导致人体内的正常化学过程受到干扰,严重的可以使细胞死亡。
因此本次实验研究了不同材料对于γ射线的吸收情况这是非常具有实际意义的,比如在居民区制造防空洞的时候可以使用一定厚度的抗辐射材料确保安全,而且在核电站、军事防护地以及放射源存放处等地方我们都有必要使用防辐射材料。
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、负电子对产生这三种过程,如下图所示。
本实验主要研究的是窄束γ射线在物质中的吸收规律。
所谓窄束γ射线是指不包括散射成份的射线束,仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。
窄束γ射线再穿过物质时,由于上述三种效应,其强度就会减弱,这种现象称为γ射线的吸收。
γ射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律。
本次实验仪器如下:NaI 闪烁谱仪,γ射线源137Cs 和60Co ,高压电源放大器,Pb,Al 吸收片各四片,计算机NaI(TI)闪烁探测器的结构如下图所示。
γ射线的吸收实验报告

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。
伽马射线的吸收实验分析报告

伽马射线的吸收实验分析报告伽马射线是一种高能电磁辐射,它具有较强的穿透能力和高能量。
为了研究伽马射线在物质中的吸收特性,我们进行了一系列的实验,并对实验结果进行了详细的分析。
实验目的:1.研究伽马射线在不同物质中的吸收情况;2.了解伽马射线的穿透能力和吸收特性;3.探究伽马射线吸收实验的应用价值。
实验装置:1. 伽马射线源:选用共振核素Cesium-137 (Cs-137)。
2.探测器:采用闪烁体探测器,记录伽马射线的强度变化。
3.不同材料:如铅、铝、聚乙烯等具有不同密度和原子序数的材料。
实验步骤:1.将伽马射线源定位在一定距离的位置上,探测器放置在伽马射线源的背面,预留一定的触发时间。
2.依次将铅、铝和聚乙烯等材料放置在伽马射线源和探测器之间,记录不同材料下的伽马射线强度。
3.根据伽马射线的强度变化情况,分析不同材料对伽马射线的吸收程度。
实验结果与分析:我们进行了三组实验,分别使用了铅、铝和聚乙烯作为吸收材料。
我们记录了不同材料下伽马射线的强度变化情况。
首先,当伽马射线通过铅材料时,我们观察到伽马射线的强度明显减弱。
这是因为铅具有较高的密度和原子序数,能够对伽马射线产生较强的吸收作用。
所以,铅是一种比较好的屏蔽伽马射线的材料。
其次,当伽马射线通过铝材料时,尽管铝的密度较低,但其原子序数较高,对伽马射线也有一定的吸收作用。
与铅相比,铝的吸收效果较弱。
这可能是因为伽马射线的穿透能力与其能量有关,而铝的原子序数相对较小,无法有效吸收高能伽马射线。
最后,当伽马射线通过聚乙烯材料时,我们观察到伽马射线的强度几乎没有明显的减弱。
这是因为聚乙烯的密度较低,原子序数也很小,无法有效吸收伽马射线。
因此,聚乙烯对伽马射线的屏蔽效果很差。
通过对实验结果的分析,我们可以得出以下结论:1.伽马射线的穿透能力与所穿过材料的密度和原子序数有关。
密度和原子序数较大的材料对伽马射线具有较强的吸收能力。
2.铅是一种较好的屏蔽伽马射线的材料,其吸收能力远远高于铝和聚乙烯。
γ射线的吸收 2

得分教师签名批改日期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:组号:指导教师:报告人:学号:实验地点实验时间: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及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(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.根据测到的的吸收系数计算材料的厚度。
三、实验原理:γ辐射是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由激发态到较低的激发态、而原子序数Z和质量数A均保持不变的退激发过程。
带电粒子(α或β粒子等)在一连串的多次电离和激发事件中不断地损失其能量,而γ射线与物质的相互作用却在单次事件中便能导致完全的吸收或散射。
简单地说,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)。
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。
因此从理论上讲,γ射线可能的吸收和散射有12种过程,但在从约10KeV到约10MeV范围内,大部分相互作用产生下列过程中的一种:●低能时以光电效应为主。
一个光子把它所有的能量给予一个束缚电子;核电子用其能量的一部分来克服原子对它的束缚,其余的能量则作为动能;●光子可以被原子或单个电子散射到另一方向,其能量可损失也可不损失。
当光子的能量大大超过电子的结合能时,光子与核外电子发生非弹性碰撞,光子的一部分能量转移给电子,使它反冲出来,而散射光子的能量和运动方向都发生了变化,即所谓的康普顿效应,光子能量在1MeV左右时,这是主要的相互作用方式;●若入射光子的能量超过1.02MeV,则电子对的生成成为可能。
γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定修改后

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。
γ射线的吸收实验报告

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。
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(3 )实验3:伽马射线的吸收实验目的1 • 了解 射线在物质中的吸收规律。
2。
测量 射线在不同物质中的吸收系数。
3∙学习正确安排实验条件的方法。
内容1. 选择良好的实验条件,测量 60Co (或137CS)的 射线在一组吸收片(铅、 铜、或铝)中的吸收曲线,并由半吸收厚度定出线性吸收系数。
2.用最小二乘直线拟合的方法求线性吸收系数。
原理1.窄束射线在物质中的衰减规律射线与物质发生相互作用时,主要有三种效应:光电效应、康普顿效应 和电子对效应(当 射线能量大于1.02MeV 时,才有可能产生电子对效应)。
准直成平行束的射线,通常称为窄束射线。
单能的窄束 射线在穿过物质时,其强度就会减弱,这种现象称为 射线的吸收。
射线强度的衰减服从指数规律,即=1性吸收系数(P= σr N ,单位为Cm )。
显然μ的大小反映了物质吸收 Y 射线能力的 大小。
由于在相同的实验条件下, 某一时刻的计数率 n 总是与该时刻的 射线强度I 成正 比,因此I 与X 的关系也可以用 n 与X 的关系来代替。
由式我们可以得到—Xn = n °e(2 )可见,如果在半对数坐标纸上绘制吸收曲线,那末这条吸收曲线就是一条直线,该直 线的斜率的绝对值就是线性吸收系数J.r NXI o e∣°e'x其中∣o ,∣分别是穿过物质前、后的射线强度,X 是射线穿过的物质的厚度(单位 为cm ), σr 是三种效应截面之和,N 是吸收物质单位体积中的原子数,J是物质的线In n=l n n °- JX10计⅛104専,LO3IO1厚反。
K图1 γ⅛⅛⅛S⅛⅛X由于射线与物质相互作用的三种效应的截面都是随入射射线的能量E和吸收物质的原子序数Z而变化,因此单能射线的线性吸收系数是物质的原子序数 Z和能量E L f的函数.式中^Ph、%、”p分别为光电、康普顿、电子对效应的线性吸收系数。
其中物质对射线的吸收系数也可以用质量吸收系数^m来表示。
μ OCZ5U OCGZM OCP Z2图2给出了铅、锡、铜、铝对射线的线性吸收系数与射线能量的关系曲线。
(8)(8)IU 叹 OJ 1 P S W 28 IOO^ AW⅛M∕mc i图 2 铅、锡。
铜F S ⅛ γ ⅛⅛⅛¾4⅛^⅛^¾⅛^⅛此时指数衰减规律可表示为mχmI o eμ其中Jm 表示物质的质量吸收系数 (”m =-单位是Cm 2∕g, P 是物质的密度,它的单八口2位是g/cm ).X m表示物质的质量厚度无关,因此使用质量吸收系数比线性吸收系数要更方便些。
物质对 射线的吸收系数也常用“半吸收厚度”表示。
所谓“半吸收厚度"就是 使入射的 射线强度减弱到一半时的吸收物质的厚度,记作d l。
从(1)式可以得出d I(X m =X. J 单位是g∕cm 2)。
因为式中N A 是阿佛加德罗常数,N AAA 是原子核质量数。
仟 Ph =C 二 P ) 所以质量吸收系数与物质和物理状态] 」 __ 1 亠 丄一L"T R --- ---- 「d12 In 2 _ 0.693-μ- -μ2 2 和”的关系为(8)由此可见,d 1也是物质的原子序数 Z 和 射线能量E r的函数.通常利用半吸收厚 2度可以粗略定出 射线的能量。
由上可知,要求线性吸收系数时,可以由吸收计算斜率的方法得到,也可以由吸 收曲线图解求出半吸收厚度从而推算得到。
以上两种方法都是用作图方法求得线性吸 收系数的,其特点是直观、简单,但误差比较大。
比较好的方法是用最小二乘方法直 线拟合来求得线性吸收系数。
∩ I] 1」 ______ J ________ LU处 f rff ΛJ 賞 2J 购力 m 3 半吸收厚度卒 卩 射线J ⅞L ⅛⅛⅛关茶对于一系列的吸收片厚度 X 1、X 2, X k (假定X i没有误差),经计算得到一系列的计数率i=NL,这里t i是相应于N i的测量时间,利用(2)式tin = n 0e_x则 In n= In n ^ JX令 y=ln n则y =aX b其中斜率〉 (即为-丄)与截距b 的计算中心公式为半吸收辱度,记录下来的脉冲数可能有五个来源(见图 4),图中[W][Wxln n ]- [Wx ][W ln n ]α = ------------------------------------[W ][Wx 2] —[wx]2U[W In n][Wx 2] — [Wxln n ][Wx ]b 2厂[W ][Wx 2] - [Wx ]2k式中[Wx]=二W i X i (W i 表示y ^ In 口的权重),其它类似.i 4W i 的计算如下(假定本底不大和本底误差可以忽略)a 和b 的标准误差为2 .关于Y 吸收实验条件的安排上面的讨论都是指的窄束 射线的吸收过程.从实际的实验条件来看,探测器σ Y iσIn n iσn i ni一 JN i2 Y i匚2In n i-a[W] 22 _' Y[W][Wx ]-[Wx] 2[Wx ]Cr Y.,[W][Wx 2] -[Wx]2式中二Y =2 [W i V i ] k-2,Vi =Yi-?i ,其中圈1 y吸收示竜国(1)透过吸收物质的射线;(2)由周围物质散射而进入的射线;(3)与吸收物质发生小角散射而进入的次级射线;(4)在探测器对源所张立体角以外的射线被吸收物质散射而进入;(5)本底.其中只有第一类射线是我们要的透射强度,因此选择良好的实验条件以减少后四类射线的影响,就成为获得准确结果的主要因素。
实验时要合理的选择吸收片与放射源,吸收片与探测器之间的相对位置以获得良好的实验结果。
装置实验装置的示意图见图 5图5 F吸收实验裝蛊探测器,(计数管探头,FJ—365,—台及计数管,FJ—104 ,-支或Nal( Tl)闪烁计数器,FJ—367,一个);自动定标器,FH-408,—台;放射源,60Co (或137CS)毫居级,1个;吸收片,铅、铜、铝,若干片。
步骤1 •调整装置,使放射源、准直孔、探测器的中心处在一条直线上。
2. 选择吸收片的合适位置,使小角散射的次级射线影响较小(称为良好的几何条件)和影响较大(称为不好的几何条件)的两种情况下,各做一条对铅材料的吸收曲线,各点统计误差要求〈(2—3)%3. 在良好的几何条件下,做一条对铜或铝的吸收曲线,各点的统计误差要求〈(2-3)%。
4. 测量射线在铅和铜中的吸收曲线时,所加吸收片的总厚度应不小于三个半吸收厚度,对铝要求不小于两个半吸收厚度。
实验数据处理分析1. 最差几何条件铁材料Lin ear model Poly1:f(x) = p1*x + p2CoeffiCie nts (With 95% Con fide nce boun ds):pl = —0.5269 (-0。
5453,—0.5085)p2 = 8.453 (8.407, 8.498)Good ness of fit:SSE: 0.01336R—SqUare: 0。
9976AdjUSted R—SqUare: 0.9973RMSE: 0.03656最差几何築件铁材料伽马吸收曲线15 >⅛(cιn)2. 最优几何条件铁材料LIn ear model Poly1:f(x) = p1*x + p2CoeffiCie nts (with 95% Con fide nce boun ds):pl = —0。
6371 (-0。
6633,—0。
611)p2 = 8。
418 (8。
364, 8。
472)Good ness of fit:SSE: 0.01235R-SqUare: 0.9975AdjUSted R-SqUare: 0。
9972RMSE: 0.0393最优几何乗件轶材料伽马服收曲线θ.5*实验数据点—最小二乘法拟合直绒7。
51 52 2。
53 3.5I5 J⅛(Cm)3. 最差几何条件铅材料Lin ear model Poly1:f(x) = p1*x + p2COeffiCie nts (With 95% Con fide nce boun ds):p1 = -1.018 (—1。
038,—0.9974)p2 = 8。
428 (8。
4, 8。
456)Good ness of fit:SSE: 0.002886R-SqUare: 0。
9994AdjUSted R-SqUare: 0.9993RMSE: 0.01899∩5 1⅛ 度:CrTl ) 4. 最优几何条件铅材料Lin ear model Poly1:f(x ) = p1*x + p2COeffiCie nts (With 95% Con fide nce boun ds ):pl = -1.158 (-1.187, -1。
129)p2 =8.409 (8.377, 8.441)Good ness of fit:SSE: 0.002165R-SqUare : 0.9994AdjUSted R-SqUare : 0。
9993RMSE :0.019 最差匚何聚件裙杯科伽马吸妆t⅛址T r——最小二⅛.±⅛合直线∙⅛方法一:Fe:U 1=0。
6371 d1∕2=0。
693∕u1=1。
0877cm Pb:u2=—1.158 d1∕2=0.693∕1。
158=0.5984cm方法二:从计数值达到初始值的一半:最优几何条件铁:d1∕2=1。
2cm最优几何条件铅:d1∕2=0。
633cm结果分析:从铁和铅的吸收曲线上看, 最优和最差的斜率相近, 且最优条件斜率大, 这是符合理论的。
至于从计数值上直接看出半吸收厚度与方法一对于铁相差较大,统计涨落大的原因还有一大部分原因在于平均加铁的厚度太大,导致不够精细。
思考题1 。
什么叫射线被吸收了?为什么说射线通过物质时没有确定的射程?2. 什么样的几何布置条件才是良好的几何条件?在图5所示的实验装置图中吸片的位置应当放在靠近放射源还是靠近计数管的地方?3. 试分析在不好的几何条件下,测出的半吸收厚度是偏大还是偏小?为什么?4. 试述本试验中的本底应如何测量。
又本底的误差应如何考虑?5. 如果事先并不知道射线的能量,怎样才能合理地选择每次添加的吸收片厚度,使测量结果既迅速,结果也比较准确?1. 伽马射线与物质相互作用,能量耗尽在靶物质里。
伽马射线与物质的相互作用和带电粒子与物质相互作用有着显著的不同。
伽马光子不带电,它不像带电粒子那样直接与靶物质原子电子发生库仑碰撞而使之电离或者激发,或者与靶物质核发生碰撞导致弹性碰撞能量损失或者辐射损失, 因而不能像带电粒子那样用核阻止本领和射程来描述光子在物质中的行为。