α射线能谱测量

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γ射线的能谱测量和吸收测定_实验报告

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。

本科实验室实验指导书-阿尔法能谱测量

本科实验室实验指导书-阿尔法能谱测量

国防学院本科实验室2015-2016年度实验指导书课程:核辐射探测学专业:辐射、核工、核燃指导教师:王小胡席发元实验一: α射线能谱测量一、实验安排次数/实验:2次/实验 学时/次:2学时/次人数/次:10~20人/次二、实验目的及要求1.目的了解PN结半导体α谱仪的工作原理、特性。

掌握使用α谱仪测量α粒子能谱的方法。

掌握能量分辨率的概念,测量真空度对α粒子能量分辨率的影响。

在相同真空度条件下,测定α粒子能量分辨率、计数率随源-探距的变化。

2.要求预习PN结半导体α谱仪的工作原理;预习能量分辨率的基本概念,PN结半导体α谱仪能量分辨率的影响因素。

查询Am-241,Pu-239两种核素的α粒子能量。

三、实验仪器和试剂1.主要仪器:实验采用美国ORTEC公司生产的8路α谱仪。

仪器特点:每一路都有自己的探测器,真空室,真空计、探头偏压调节、前放、主放、脉冲产生器及漏电流检测器。

样品直径最大可达51mm。

探测器与被测样品之间有10档距离可选,相邻两档之间的距离差为4mm,最大距离可达44mm。

真空计:范围10mTorr到30Torr,具有真空/偏压锁定控制功能。

每路谱仪的探测器偏压、漏电流及真空度均可在软件相关界面上以数字和图形显示出来。

探测器偏压:范围0±100V,大小和正负极性可调节。

真空泵:每路谱仪的真空室采用高性能O圈密封,通过一个三位阀可以单独手动控制抽真空/保持/放气三个状态,互不影响;整个谱仪则合用一台真空泵,采用国际标准的NW25ISO-KF卡箍与真空泵相连。

2.放射源:采用Am-Pu混合源。

2π发射率分别为每秒282.2和每秒390.7。

四、实验内容1、调整α谱仪,测定谱仪能量分辨率。

利用Am-Pu混合源,对谱仪进行能量刻度。

2、测量真空度对α谱仪能量分辨率的影响。

3、测量源-探距对α粒子能量分辨率、探测器计数率的影响。

五、实验步骤1、调整α谱仪①打开PC机、8路α谱仪和真空泵;②点击PC桌面上“MAESTRO for Windows”;③选择探测器通道;④放置样品(Am-Pu源)⑤抽真空⑥设置探测器高压⑦点击Acquire-》Start 开始测量2、测量真空度对α谱仪能量分辨率的影响。

伽马能谱测定法

伽马能谱测定法

伽马能谱测定法
伽马能谱测定法是一种用于测量材料或样品中伽马射线的能量和强度分布的方法。

它基于伽马射线的特性,通过测量伽马能量和强度的变化,可以获取关于材料组成、放射性衰变过程或伽马辐射源的信息。

伽马能谱测定通常包括以下步骤:
1. 辐射源:产生伽马射线的放射性材料或伽马辐射源。

2. 探测器:使用载能探测器(如闪烁体探测器或半导体探测器)来测量伽马射线的能量和强度。

当伽马射线进入探测器时,会与探测器中的物质相互作用,产生能量沉积,生成电荷或光信号。

3. 数据采集系统:通过数据采集系统捕获和记录探测器产生的信号。

这些信号通常被转换为能谱图,能谱图展示了不同能量的伽马射线的相对强度。

4. 分析和解释:通过对能谱图的分析,可以确定伽马射线的能量和强度分布。

通过比对已知的能量和强度特征,可以确定材料的成分或伽马射线源的特征,如放射性同位素的种类和浓度。

伽马能谱测定法在核物理、射线防护、材料分析和辐射监测等领域具有广泛的应用,可以用于识别和测量各种放射性物质,以及对射线辐射的评估和监测。

chapter4α射线测量方法

chapter4α射线测量方法
-核技术与自动化工程学院-
4.5 半导体带电粒子谱仪
峰位:768.54chn 半宽度:9.28chn
-核技术与自动化工程学院-
4.5 半导体带电粒子谱仪
由于外加偏压,灵敏区的电场强度很大,产生的电子空穴 对全部被收集,最后在两极形成电荷脉冲。通常在半导体 探测器设备中使用电荷灵敏前置放大器。它的输出信号与 输入到放大器的电荷量成正比。 C1=Cd+C’-----放大器的总输入电容 若KCf>>Cl,则前放输出为
平行板形 电离室 圆柱形电 离室
-核技术与自动化工程学院-
4.2 气体电离探测器 4.2.2 电离室
• 三、对电离室的要求
• 电离室的大小和形状,壁厚和电极的材料、充 气成分、电压强度等,根据辐射的性质、实验 的要求而确定。 • 用于α粒子测量时,要求电离室的容积要大, 充较高气压的气体。 • 测量γ射线时,则要求电离室具有较厚的室壁, 以阻隔住β射线、X射线等。
-核技术与自动化工程学院-
4.2 气体电离探测器 4.2.3 正比计数管
• 一、正比计数管的结构
一般采用:圆筒形、 鼓形结构 。
-核技术与自动化工程学院-
二、正比计数器工作原理
高压
使气体原 子电离
+ +


- + - + - - + - -
初级射线

+ -
4.2 气体电离探测器 4.2.4 盖革计数管
讨论: a) 因灵敏区的厚度和结电容的大小决定于外加偏压,所 以偏压的选择首先要使入射粒子的能量全部损耗在灵敏区 中和由它所产生的电荷完全被收集,电子空穴复合和陷落 的影响可以忽略。 b) 其次还需考虑到探测器的结电容对前置放大器来说还 起着噪声源的作用。电荷灵敏放大器的噪声水平随外接电 容的增加而增加,探测器的结电容就相当它的外接电容。 因此提高偏压降低结电容可以相当地减少噪声,增加信号 幅度,提高信噪比,从而改善探测器的能量分辨率。 综上所述: 改善探测器的能量分辨率要求偏压加得高一点, 但是偏压过高,探测器的漏电流也增大而使分辨率变坏。

241Am火警源α能谱测量分析系统

241Am火警源α能谱测量分析系统

241Am火警源α能谱测量分析系统
冯跟胜;王颖;冯新占
【期刊名称】《同位素》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】按照^241Am火警源发射的α能谱特点和使用者对α能谱的要求,研究了对这类放射源α能谱的测量分析方法,建立了适合于这种放射源的α能谱的半自动测量分析装置。

经过近一年的试运行,证明该方法和新建装置完全能满足生产过程中对^241Am火警源的α能谱测量和分析、发货前的α能谱质量检验、使用者对源的α能谱验收检验要求,是目前测量分析^241Am火警源α能谱的一种较好装置。

【总页数】1页(P85)
【作者】冯跟胜;王颖;冯新占
【作者单位】中国原子能科学研究院同位素研究所;中国科学院软件研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TL817.2
【相关文献】
1.γ能谱测量分析软件 Spectrum 研发 [J], 龚玉巍;贾铭椿;郭智荣;裴煜;许彩
2.241Am—Ag源原油含水分析仪 [J], 孙奉先
3.替代241Am低能光子源的准单色X射线机的研制 [J], 林辉;肖雪夫;赵靖;简利民
4.α能谱法测定241Am(n,γ)242Amg,m的反应分支比 [J], 倪建忠;代义华;张海涛;
鲁檑;施艳梅;常永福
5.α能谱法测定Pu材料中241Am/Puα活度比 [J], 杨吉纯
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能谱仪面扫描定量分析

能谱仪面扫描定量分析

能谱仪面扫描定量分析什么是能谱仪?能谱仪是一种可以根据物质的放射性衰变和能量分布特性,通过测量样品射出的电子或光子能谱来对样品进行分析和表征的仪器。

它可以测量样品中放射性核素的种类、含量以及其能量分布情况。

能谱仪的结构和原理能谱仪由探测器、放大器、多道分析器等组成。

其原理是将样品置于放射性源中,放射性核素经过衰变放出α、β 射线和γ 射线。

这些射线经过样品后,与探测器相互作用,通过探测器转换成电信号,并经过放大器进行电信号放大,然后由多道分析器进行多道计数,最后形成一个完整的能谱图。

面扫描定量分析面扫描定量分析技术是通过能谱仪对样品表面进行一定深度范围内的扫描测量,然后计算出样品中放射性核素的数量浓度。

其原理是将样品表面与探测器保持一定距离,通过扫描的方式测量样品表面上的放射线计数率,然后根据放射性核素的半衰期和相对照射强度进行定量测量分析。

面扫描定量分析有以下三种方法:1. 面积扫描面积扫描是通过能谱仪对样品表面上一定面积区域内的放射线进行测量,然后计算出该区域内放射性核素的数量浓度。

这种方法适用于比较均匀的样品。

2. 垂直式线扫描垂直式线扫描是在样品表面上横向扫描一定长度的线,并测量线上的放射线计数率。

然后根据扫描线的长度和扫描速度来计算出单位长度内的放射性核素数量浓度。

这种方法适用于比较分散的样品。

3. 水平式线扫描水平式线扫描是在样品表面上纵向扫描一定长度的线,并测量线上的放射线计数率。

然后根据扫描线的长度和扫描速度来计算出单位长度内的放射性核素数量浓度。

这种方法同样适用于比较分散的样品。

面扫描定量分析的优点和应用面扫描定量分析技术具有下列优点:1.操作简便,不需要对样品进行特殊处理。

2.可同时对样品中多种放射性核素进行定量分析,可广泛应用于核辐射环境监管、环境污染控制、地质勘探等领域。

3.可快速获得样品表面的放射分布情况,并能够进行三维重建和定量分析。

面扫描定量分析技术是一种非常重要的分析手段,在核科学、环境安全、医学诊断等领域有着广泛的应用前景。

α射线能谱测量(有算能量刻度哦)要点

α射线能谱测量(有算能量刻度哦)要点

****************************************************************************西南科技大学《α射线能谱测量》报告设计名称α射线能谱测量学院班级学生姓名学号设计日期 2014年12月2014年10月制目录1实验目的 (1)2实验内容 (1)3实验原理 (1)3.1α能谱 (1)3.2α放射源 (2)3.3α放谱仪 (3)3.4探测器测量α射线能谱相关原理 (4)3.5α谱仪的能量刻度和能量分辨率 (4)4实验仪器、器材 (5)5实验步骤 (5)6实验数据记录、处理 (6)7实验结论 (8)1实验目的α衰变中发射的α粒子能量及辐射几率的测量,对于核结构研究具有重要意义。

这些核数据的测量通常是用α磁谱仪或半导体α谱仪。

而本实验主要从以下几个方面进行:1、了解α谱仪工作原理与特性2、掌握α能谱测量原理及测量方法3、测量获取表中各种放射源在不同探源距下α能谱的数据与图像记录并进行刻度2实验内容测定α谱仪在不同源距下α能谱的数据,并通过计算获得相关能量分辨率。

同时,进行能量刻度。

3实验原理3.1α能谱α粒子通过物质时,主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失,使物质产生正负离子对,对于一定物质,α在其内部产生一对离子所需的平均能量是一定的(即平均电能w),所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比,即:EN=W公式中N为α粒子在物质中产生的正负离子对数目,E是在物质中损失的α粒子能量。

如果α粒子将其全部能量损失在物质内,E就是α粒子的能量。

由于α粒子在空气中的射程很短(在T=15℃,P=1大气压时,天然放射性核素衰变产生的α粒子,射程最大为Thc’(212Po) 为8.62cm,能量最小232Th为2.5cm),所以测量室应采用真空室,如上图1所示,采用真空泵将测量室抽成真空,这样与探测器接触的α粒子的能量才近似等于放射性核素经过α粒子放出的α粒子的初始能量(近似是因为不可能将测量室抽成绝对真空)。

实验1 γ射线能谱的测量实验报告

实验1  γ射线能谱的测量实验报告

γ射线能谱的测量光信息081 邵顺富 08620122摘要:本实验要求大家了解NaI(TI)闪烁探测器的结构,并对其工作原理有一定的认识。

γ射线射入闪烁体,通过光电效应、康普顿效应和电子对产生这三种效应,产生次级电子,再由这些次级电子去激发闪烁体发光。

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

分析、记录这些脉冲就能测定射线的强度和能量,从而得到γ射线的能谱。

关键词:闪烁探测器γ射线能谱引言: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。

其能量由原子核跃迁前后的能级差来表示:γ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,即为“γ能谱”。

本实验采用NaI(TI)单晶闪烁谱仪测量“γ能谱”。

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10 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。

正文实验背景γ辐射是处于激发态原子核损失能量的最显著方式。

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:光电效应、康普顿效应、电子对。

实验目的1.了解闪烁探测器的结构、原理;2.掌握Nal(T1)单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法;3.了解和电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理;实验内容1.学会NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪整套装置的操作、调整和使用,调试一台谱仪至正常工作状态。

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****************************************************************************西南科技大学《α射线能谱测量》报告设计名称α射线能谱测量学院班级学生姓名学号设计日期 2014年12月2014年10月制目录1实验目的 (1)2实验内容 (1)3实验原理 (1)α能谱 (1)α放射源 (2)α放谱仪 (3)探测器测量α射线能谱相关原理 (4)α谱仪的能量刻度和能量分辨率 (4)4实验仪器、器材 (5)5实验步骤 (5)6实验数据记录、处理 (6)7实验结论 (8)1实验目的α衰变中发射的α粒子能量及辐射几率的测量,对于核结构研究具有重要意义。

这些核数据的测量通常是用α磁谱仪或半导体α谱仪。

而本实验主要从以下几个方面进行:1、了解α谱仪工作原理与特性2、掌握α能谱测量原理及测量方法3、测量获取表中各种放射源在不同探源距下α能谱的数据与图像记录并进行刻度2实验内容测定α谱仪在不同源距下α能谱的数据,并通过计算获得相关能量分辨率。

同时,进行能量刻度。

3实验原理α能谱α粒子通过物质时,主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失,使物质产生正负离子对,对于一定物质,α在其内部产生一对离子所需的平均能量是一定的(即平均电能w),所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比,即:EN=W公式中N为α粒子在物质中产生的正负离子对数目,E是在物质中损失的α粒子能量。

如果α粒子将其全部能量损失在物质内,E就是α粒子的能量。

由于α粒子在空气中的射程很短(在T=15℃,P=1大气压时,天然放射性核素衰变产生的α粒子,射程最大为Thc’(212Po) 为,能量最小232Th为),所以测量室应采用真空室,如上图1所示,采用真空泵将测量室抽成真空,这样与探测器接触的α粒子的能量才近似等于放射性核素经过α粒子放出的α粒子的初始能量(近似是因为不可能将测量室抽成绝对真空)。

α粒子在探测器中因电离、激发(由于α粒子的质量很大,所以与物质的散射作用很不明显。

α粒子在空气中的径迹是一条直线,这种直线很容易在威尔逊云室中看到。

)等效应而产生电流脉冲,其幅度与α粒子能量成正比。

电流信号经前置放大器、主放大器放大,出来的电信号通过多道分析器进行数据采集,最后通过计算机采集并显示其仪器谱(实验用α谱仪硬件连接及内部结构框图如图1所示)。

仪器谱以α粒子的能量(即脉冲幅度)为横坐标,某个能量段内α粒子数(或计数率)为纵坐标,即可计算样品中各单个核素发射的α粒子的能量与活度。

理论上,单能α粒子谱是线状谱,应是位于相应能量点处垂直于横坐标轴的单一直线,但由于α粒子入射方向、空气吸收、样品源自吸收的差异和低能粒子的叠加等原因,实际测得的是具有一定宽度的单个峰,其峰顶位置相应于α粒子的能量,谱线以下的面积为相应能量的α粒子的总计数率,峰的半高宽与峰顶能量比值的百分数则为α谱仪的能量分辨率。

α谱仪硬件连接及内部结构框图图一所示。

图一α谱仪硬件连接及内部结构框图α放射源α放射源是以发射α粒子为基本特征的放射源。

α粒子能量一般为4-8MeV,在空气中的射程为,在固体中的射程为10-20um。

由于α粒子穿透物质的能力弱,为此,设计制备α放射源时必须考虑源的自吸收。

目前工业用的α放射源主要有241Am、238Pu、239Pu、244Cm(锔)和210Po(钋)等,用量最大的是241Am源。

因为241Am容易生产,价格便宜,而且半衰期长。

常用α放射源核素数据如表一。

本次实验,所用α源:Am241的和Pu239的。

核素半衰期主要α粒子能量(MeV)及分支比(%)比活度(GBq/g)来源210Po(100)×1055.01209210210(,)dBi nγBi Po−−−→233U×105a()()22.3min27.0232233233233(,)dTh nγTh Pa U−−−→−−−→23×10(6)天然放射性核素5U 8a(12)(6)(56)23 8Pu ()()2.117237238238(,)dNp nγNp Pu−−−→23 9Pu×104a(11)(15)(73)23.5min 2.355238239239239(,)dU nγU Np Pu−−−→−−−→241Am432a()(86)238U多次中子俘获生成241Pu14.4241a Am−−−→242Cm()()×105238U多次中子俘获加β-衰变表一常用α放射源核素数据α谱仪放射性样品的粒子与探测器相互作用,经前置放大器输出正比于粒子能量的脉冲信号,经线性放大后输入多道脉冲分析器分析,得到的计数按照能量(道址)分布的粒子能谱,实现核素的识别和活度测定。

本次试验仪器拟采用西南科技大学国防重点试验室α能谱仪,该α谱仪为美国ORTEC 公司生产的8通道α能谱仪,型号为:ALPHA-ENSEMBLE.ORTEC在α谱仪上采用超低本底和PIPS工艺(表面钝化、离子注入、可擦洗)硅探测器,同时真空舱室也为超低本底材料。

面积上提供300、450、490、600、900和1200平方毫米的选择,有效耗尽层100μm。

结构特性与性能指标:样品直径可从13mm至51mm。

探测器与被测样品之间有10档距离可选,相邻两档之间的距离差为4mm,最大距离可达44mm。

真空计:范围10mTorr到20Torr(1 Torr ≈ Pa)。

探测器偏压:范围0±100V,大小和正负极性可调节。

漏电流检测器:范围0到10,000nA,显示分辨率3nA。

脉冲产生器;范围0到10MeV,稳定性<50ppm/ºC,脉冲的幅度可调。

数字化MCA(多道脉冲幅度分析仪):通过软件可设置系统转换增益(道数)为256、512、1024、2048或者4096道,细调增益为到1;增益稳定性:≤150ppm/ºC;每个事件的转换时间(死时间):<2µs。

数字化稳谱、ADC的零点(ZERO)和下阈(LLD)均由计算机调节设置。

谱仪的探测器偏压、漏电流均可在软件相关界面上以数字和图形显示出来。

输入电源:120/240 V ac, 50/60 Hz输入功率50W。

通讯:接口。

每一个Alpha Ensemble最终提供一条电缆给PC。

应用软件:MAESTRO-32或AlphaVision工作条件:温度0ºC到50ºC,相对湿度≤ 95%。

分辨率与本底:基于使用450mm2 ULTRA-AS探测器和高质量的241Am点源,能量分辨率(FWHM):≤20KeV (探测器到源的距离等于探测器的直径),探测器效率:≥25% (探测器到源的距离小于10mm),本底:在3MeV以上,每小时计数≤1。

所有型号均可选择用于反冲抑制保护的样品盘选项。

主要特点:探测室、前放、主放和多道一体化,系统具有高度的可靠性;全部功能由计算机通过仿真软件控制;每一路都完全独立、互不干扰或影响;每一路谱仪可配不同规格型号探测器;容纳样品直径最大可达51mm,探测器面积最大可达1200mm2;系统可以扩展至8台共64路探测器。

探测器测量α射线能谱相关原理因离子注入PIPSα谱仪相关资料不足,故本实验报告以金硅面垒探测器为例加以说明。

金硅面垒探测器是用一片N型硅,蒸上一薄层金(100-200),接近金膜的那一层硅具有P型硅的特性,这种方式形成的PN结靠近表面层,结区即为探测粒子的灵敏区。

探测器工作加反向偏压。

粒子在灵敏区内损失能量转变为与其能量成正比的电脉冲信号,经放大并由多道分析器测出幅度的分布,从而给出带电粒子的能谱。

偏置放大器的作用是当多道分析器的道数不够用时,利用它切割、展宽脉冲幅度,以利于脉冲幅度的精确分析。

为了提高谱仪的能量分辨率,探测器要放在真空室中。

另外金硅面垒探测器一般具有光敏的特性,在使用过程中,应有光屏蔽措施。

金硅面垒型半导体谱仪具有能量分辨率高、能量线性范围宽、脉冲上升时间快、体积小和价格便宜等优点,在粒子及其它重带电粒子能谱测量中有着广泛的应用。

α谱仪的能量刻度和能量分辨率图一峰位-偏压曲线谱仪的能量刻度就是确定粒子能量与脉冲幅度大小以谱线峰位在多道分析器中的道址表示。

谱仪系统的能量刻度有两种方法:用一个239Pu、241Am、244Cm混合的刻度源,已知各核素粒子的能量,测出该能量在多道分析器上所对应的道址,作能量对应道址的刻度曲线,并表示为:E=Gd+E O图二能量分辨率-偏压曲线E为α粒子能量(keV),d为对应E谱峰所在道址,G是直线斜率(keV/每道),称为刻度常数。

E0是直线截距(keV),它表示由于α粒子穿过探测器金层表面所损失的能量。

4实验仪器、器材1、ALPHA-ENSEMBLEα谱仪探测器2、PC机3、真空泵Π3GcΠB T44、所用α源:Am241的和Pu239的5实验步骤1、打开PC机、8路α谱仪和真空泵2、点击PC桌面上“MAESTRO for Windows”3、测量源(也可测本底)点“MAESTRO for Windows”的“Acquire”设置设置高压,点 high voltage 的可控按钮“on”,出现标志“On”表明高压设置ok点“MAESTRO for Windows”的“Alpha”设为”300”(小于1000即可)设置A.“Pump”抽真空,通过“actual”看是否抽真空B.“Vent“放弃真空C.“hold“保持真空:设置为4096点击“presets”,设置“live time”(测量活时间)(源小则时间设置长,反之则短)若本来存在有谱,则在“input“图上点右键,点”clear“图上点右键,点”start“或菜单栏上”go“点“calculate“,realtime设置为300寻峰“peak search“选中该峰,右键,点“peak info“Gross area:总计数,net area:净计数能量分辨率=FWHM/peak位:设置能量刻度,可默认截图,打印4、关闭去高压去真空去源关机6实验数据记录、处理数据记录数据一源距4mm实验数据记录表一Peak Peak(Kev) FWHM FW组 Gross Area Net Area 239Pu 5155 28599 28450±178241Am 5486 19844 19844±140数据二源距8mm实验数据记录表二Peak Peak(Kev) FWHM FW组 Gross Area Net Area239Pu 5155 40452 28967±544241Am 5486 28508 28241±187数据处理能量分辨率:能量分辨率(源距4mm):Peak FWHM =00.515595.30==%能量分辨率(源距4mm):Peak FWHM=00.548668.30==% 能量分辨率(源距8mm):Peak FWHM=00.515519.35==% 能量分辨率(源距8mm):PeakFWHM=00.548632.40==% 能量刻度:即通过所得信号的分析得出相应的谱形和数据,处理后得到的道址与能量的对应关系。

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