γ射线的能谱测量和吸收测定报告
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。
2010γ射线能谱的测量以及物质吸收系数的μ测定 预习报告
γ射线能谱的测量以及物质吸收系数的μ测定摘要本实验通过使用NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪来测量γ能谱，并求出各项指标，分析谱形。
了解单道脉冲分析器和多道脉冲分析器的基本工作原理。
了解γ射线与带电体发生相互作用以及产生的三种主要效应。
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。
关键词NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪单道/多道脉冲分析器窄束γ射线的吸收系数引言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是，就有可能辐射出γ射线。
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，从而得到γ射线强度按能量的分布，即能谱。
测量能谱的装置称为能谱仪，简称谱仪。
本实验采用NaI(T1)γ单晶闪烁谱仪。
γ辐射时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有激发态到脚底的激发态、而原子序数Z和质数A均保持不变的退激发过程。
γ射线会与被束缚在原子中的电子，自由电子，库仑场和核子发生相互作用。
这些相互作用可以导致下列三种效应：1、光子的完全吸收；2、弹性散射；3、非弹性散射。
但从约10KeV到约10MeV范围内，主要为：低能时以光电效应为主；1MeV左右时主要为康普顿效应；超过1.02MeV是电子对的生成成为可能。
正文一、γ射线能谱的测量原子核发生裂变时，会发出α、β、γ射线，核反应会产生各种离子。
其对应的探测器大致可分为两种,信号型和径迹型两种。
其中闪烁型探测器即为信号型中的一种。
本实验采用NaI(TI) 闪烁探测。
其利用核辐射与某些物质反应相互作用会使其电离、激发而发射荧光的原理工作。
当放射源发出的C射线进入闪烁体时, C光子即与闪烁体中的原子、分子及晶体系统发生相互作用(如光电效应, 康普顿散射和电子对效应等)。
相互作用的结果产生次级电子, C光子的能量转化为次级电子的动能。
探头的闪烁体是荧光物质,它被次级电子激发而发出荧光, 这些光子射向光电倍增管的光阴极。
γ射线能谱测量
γ射线能谱测量——物理0805 乔英杰u200810200王振宇u200810256实验背景：19世纪下半叶，物理学家对X射线和阴极射线进行了大量的研究，导致了放射性、电子以及α、β、γ射线的发现，这些射线的发现同时也为原子科学的发展奠定了基础。
自20世纪进入原子能时代，科学家对射线进行了更进一步的研究，射线在科学技术中开始渗透，根据γ射线具有波长短、能量高、穿透能力强和对细胞有很强的杀伤力的特性，γ射线的应用也成了一门新兴产业，现在它已经应用到了国民经济和社会生活的各个领域，特别是在工农业、医疗卫生和生物学方面取得了巨大的成果和效益，为科学技术和人类历史的进程起了巨大而深刻的影响。
目前γ射线的应用正在蓬勃快速的发展，应用领域仍在不断拓宽，它以低能耗、无污染、无残留、安全卫生等优点，深受众多行业的青睐，可是，其危害性也不容忽视。
我们需要对γ射线深入了解，才能在降低其危害性的同时让其更好的为我们服务。
本实验采用闪烁探测器和多道脉冲幅度分析器对γ射线的能量分布谱进行测量，以便我们了解用闪烁探测器测量γ射线的方法，学会分析能谱的特征及其影响因素。
实验原理：1、闪烁探测器工作原理：闪烁探测器探测γ射线时，γ光子与物质作用不直接产生电离，而是发生光电效应、康普顿效应、电子对效应，闪烁体的原子、分子、电离或激发的作用来自三种效应所产生的次级电子。
这样，我们就得到了对应于γ射线能量强度的电信号。
之后，光电倍增管将所得电信号放大（倍增管阴极与阳极之间有十余个打那级，每个打那级均发生电子的倍增现象），其阳极最后收集电子的电极，与射级跟随器电路相连，使收集到的电子流以电压脉冲的方式输出。
2、γ闪烁能谱仪的工作原理：如下图（1）所示，整个仪器的信号传递大致是：由γ射线放射源放出的γ射线被闪烁探测器接受并转换为电压脉冲，前置放大器和脉冲放大器对探测器输出的电压脉冲进行放大，最后这些脉冲被多道分析器采集、处理。
多道分析器的到是指在分析器中存在的记录不同高度脉冲的位置。
能谱
γ射线能谱的测量与吸收系数的测定吕永平 浙江师范大学数理与信息工程学院物理041班摘 要：我们做过能谱分析实验，其中我们研究了γ射线的能量和强度，知道了射线的能量很大的，既然γ射线具有很大的能量和很强的穿透能力，那么当γ射线通过一定物质时，它的能量会不会减少呢？同的物质对γ射线的吸收彼此之间有什么关系？本实验验证γ射线通过物质时其强度减弱遵循指数规律，测量γ射线在不同厚度的铅、铝中的吸收系数。
通过对γ射线的吸收特性，分析与物质的吸收系数与物质的密度，厚度等因素有关。
关键词：γ射线；吸收系数引 言：不同物质对同种射线的吸收系数是不同的，地质学上利用这个性质，实 现矿物质的快速精确勘探，医学上利用癌细胞与正常细胞的不同的吸收特性，来帮助医生诊断癌症。
通过改变吸收物的厚度，控制射线的强度，得到所需的强度。
强度弱射线的应用于杀菌，强度强的射线诱导基因突变育种等。
因此对物质吸收系数的测量的技术有着十分重要的意义现在社会γ-射线技术应用于很多领域，如医学、天文学、生物学、军事等。
γ射线的威力主要表现在以下两个方面：1．γ射线的能量大。
2．γ射线的穿透本领极强。
实验方案：实验目的：1．了解闪烁探测器的结构，原理。
2．掌握NaI 单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法。
3．了解核电子学仪器的笋据采集，记录方法和数据处理原理。
4．了解γ射线与物质相互作用的特性。
5．了解窄束γ射线在物质中的吸收规律及测量在不同物质中的吸收系数。
实验装置：γ放射源137Cs 和60Co ; 200m μAl 窗(1)NaI T 闪烁探头； 高压电源、放大器、多道脉冲幅度分析器; Pb ,Al 吸收片若干。
实验步骤：1， 连接好实验仪器线路，经老师检查同意后接通电源。
2， 取出放射源Cs 和Co 。
打开电脑预热，准备实验。
3， 了解电脑上软件的使用方法，并了解一些有关物理量的物理意义。
4， 开机预热后，选择合适的工作电压使探头的分辨率和线性都有较好。
伽马γ能谱测量分析近代物理实验报告
γ能谱的测量中山大学 2013级材料物理供参（吓）考（你），此报告真心累数据处理注：本实验所有数据来自文件“蝙蝠侠”一、改变高压，保持其他条件不变（通道数1024）观察137Cs能谱变化图1 改变高压，137Cs能谱变化曲线图分析：1.137Cs的γ能谱应该呈现三个峰和一个平台的连续分布，从通道低到高依次为X射线峰、反散射峰、康普顿效应贡献的平台以及反映γ能量的全能峰。
高压越大，统计越明显。
2.随着高压增大，全能峰向右移动，并且高度下降、宽度增大。
因为闪烁谱仪能量分辨率不变，高压增大，道址增大，∆V V又不变，则∆V大，故宽度变大，高道址的粒子数减少，高度下降。
二、改变通道数，保持其他条件不变（高压500V）观察137Cs能谱变化分析：（见图2）1.由于通道数1500后粒子数很少，能谱曲线趋于横轴，故横坐标只取到1500，方便观察。
2.道数越小，全能峰对应的道址越小，全能峰也越高、越瘦。
因为道数越小，则每个道址包含的能量间隔越大，统计的粒子个数就越多，从而使全能峰越高。
三、60Co的γ能谱曲线图（500V，通道数2014）图3 60Co的γ能谱曲线图分析：1.因为全能峰可以表示γ射线的能量，60Co两个峰对应的射线能量在图中标出，分别为1173keV、1333keV。
2.为探究能谱仪的效率曲线，需要知道每个核素测量所得能谱图的全能峰面积。
计算方法如下：全能峰面积即图中峰与底部线段所围成的面积，可用能谱曲线下的面积减去线段两端与横轴所围成的梯形面积，而能谱曲线下的面积可用线段之间所有道址对应的粒子数的加和来表示。
加和结果通过matlab进行求和而得。
虽然计算方式较为粗糙，但基本符合。
对于左侧全能峰：S(E)1=7287-(27+60)*(626-551)/2=3981对于右侧全能峰：S(E)2=5824-(27+13)*(726-626)/2=3824四、137Cs的γ能谱曲线图（500V，通道数2014）图4 137Cs的γ能谱曲线图分析：1.全能峰面积为：S(E)=9916-(13+2)*90/2=92412.137Cs的γ能谱呈现三个峰和一个平台的连续分布，A为全能峰，这一幅度的脉冲是0.662MeV的γ光子与闪烁体发生光电效应产生的。
γ射线能谱测量
γ射线能谱测量γ 射线能谱测量中的物质变化过程是：γ 射线（光子）→ 次级电子（三种相互作用）→ 荧光（光子，探头的闪烁体发出）→ 光电子（在打拿极上产生并倍增）→ 光电流打拿极上光电子激发更多次级电子，打拿极上所加电压对电子加速，使形成更多的电子，从而形成足够大的较稳定的可以被探测到的光电流。
电流与极间电压应该成正比关系，计数不能反映初始的电子产生数目，但能反映其统计规律，计数应该是由光电流的大小与单个电子的电量的比值所得到的。
示波器的幅度可以反映射线粒子的能量大小。
数据处理与结果○1 0(6.98，127.6) B (7.67，127.5) C (7.42，255.21)7.42 V U 0.69 V 0.69 W=100%8.97%7.67O A U U U =∆=∆⨯== ○20截距=-0.04473 G=斜率=0.1962线性方程 E(x )0.19620.04473p O p p E E Gx x ==+=- 实验分析○1 示波器上的波形有一波幅最大的曲线，下面的弥漫区域还有小的波形。
这是因为在闪烁体中发生了光电效应，康普顿效应，电子对效应，这三种效应中，光电效应最强，产生的次级电子最多，对应着波幅最大的波形，下面的小波形则是由康普顿效应造成的，其强度要弱于光电效应。
○2 γ射线是单能射线，其对应的能谱应该是单一的分立的，但是我们测得的能谱却是连续的。
这是因为三种效应激发出的电子的能量是不一样的，加上闪烁体分辨能力低,还有其它电子学的干扰存在，因此闪烁体谱仪测量单能射线不可能就一单能峰值。
○3实验中用示波器观察波形的时候，为什么要将光电峰置于8伏左右？我猜想是：示波器的波幅实际上是反应的电流的强弱，光电峰的强度应该是在8伏左右；电子在经过单道分析器的时候，是需经过选择的，只有能量介于某一道宽内的时候才能通过，在设置好道宽后，通过调节阈值就可以测得不同能量的电子了，表现出不同的光电流强度和计数率的变化，也可以解释为什么我们测得的是一条连续的曲线了。
γ能谱及γ射线的吸收实验报告(河南农业大学)
γ能谱及γ射线的吸收实验报告学校：河南农业大学班级：能源与动力工程19-2姓名：刘轩志学号：1904116046指导教师：谭明实验时间：2020-06-29一、实验简介根据原子核结构理论，原子核能级属于分立能级。
当处于激发态上的核跃迁到低能级上时，就发射γ射线。
放出的光量子能量，此处h 为普朗克常数，ν为γ光子的频率。
原子核衰变放出的γ射线的能量反映了核能级差，且能量大小通常为特征能量，因此通过测量γ射线强度按能量的分布即γ射线能谱，可以用于研究核能级、核衰变纲图等，在放射性分析、同位素应用及鉴定核素等领域有重要的意义。
当γ射线穿过物质时，可能通过光电效应、康普顿效应和电子对效应（当E γ＞1.02MeV ）而损失能量，强度逐渐减弱，这种现象称为物质对γ射线的吸收。
目前物质对γ射线的吸收规律广泛应用于工业、科研、医疗、资源勘探、环境保护许多领域。
闪烁γ能谱仪具有实用范围广、探测效率高、时间分辨小、价格低廉等优点，是测量γ射线能谱最常用的工具。
本实验的目的是学习闪烁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。
二、实验原理1.γ射线与物质的相互作用γ射线与物质原子之间的相互作用主要有三种方式：光电效应、康普顿散射、电子对效应。
（1）光电效应当能量的入射γ光子与物质中原子的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，发射出去的电子称为光电子，这种过程称为光电效应．发射出光电子的动能：（1），为束缚电子所在壳层的结合能。
原子内层电子脱离原子后留下空位形成激发原子，其外部壳层的电子会填补空位并放出特征X 射线。
例如L 层电子跃迁到K 层，放出该原子的K 系特征X 射线。
（2）康普顿效应2E 1E 12E E hv −=γE i e B E E −=γi Bγ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，γ光子被散射改变了原来的能量和方向。
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NaI(TI)单晶γ闪烁谱仪与γ射线能谱的测量γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定【摘要】我们知道原子核的能级跃迁可以产生伽马射线，而通过测量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。
因此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。
【关键词】伽马射线吸收系数μ60Co、137Cs放射源能谱γ闪烁谱仪【引言】提出问题某些物质的原子核能发生衰变，会放出射线，核辐射主要有α、β、γ三种射线。
我们可以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。
同时由于射线与物质相互作用，导致射线通过一定厚度物质后，能量或强度有一定的减弱，称为物质对射线的吸收。
而这在防护核辐射、核技术应用和材料科学等许多领域都有重要意义。
核辐射主要是α、β、γ三种射线，人工辐射源包括放射性诊断和放射性治疗辐射源、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸的落下灰尘以及核反应堆和加速器产生的照射等，辐射时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和质数A均保持不变的退激发过程。
我们使用何种仪器来探测伽马射线，又如何测量物质对射线的吸收规律，不同物质的吸收性能等。
这是都是本次实验需要去解决的问题。
解决问题本实验使用的是γ闪烁谱仪。
γ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γ射线的探测器。
利用此来研究窄束γ射线在物质中的吸收规律。
【正文】通过查阅相关资料，我了解了伽马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。
图一探测器结构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。
图 2 百叶窗式光电倍增管示意图（3）射极跟随器：光电倍增管输出负脉冲的幅度较小，内阻较高。
一般在探头内部安置一级射极跟随器以减少外界干扰的影响，同时使之与线性放大器输入端实现阻抗匹配。
（4）线性放大器：由于入射粒子的能量变化范围很大，线性放大器的放大倍数能在10～1000倍范围内变化，对它的要求是稳定性高、线性好和噪声小。
开启实验仪器工作时射线通过闪烁体，闪烁体的发光强度与射线在闪烁体内损失的能量成正比，即入射线的能量越大，在闪烁体内损失能量越多，闪烁体的发光强度也越大。
当射线（如γ、β）进入闪烁体时，在某一地点产生次级电子，它使闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子（一般光谱范围从可见光到紫外光，并且光子向四面八方发射出去）。
在闪烁体周围包以反射物质，使光子集中向光电倍增管方向射出去，当闪烁光子入射到光阴极上，就会产生光电子，这些光电子受极间电场加速和聚集，在各级打拿极上发生倍增（一个光电子最终可产生104～109个电子），最后被阳级收集。
大量电子会在阳极负载上建立起电信号，通常为电流脉冲或电压脉冲，然后通过起阻抗匹配作用的射极跟随器，由电缆将信号传输到电子学仪器中去。
由原子物理学中可知g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，如图 3所示。
图 3 γ射线与物质相互作用示意图最终实现了能谱图样的输出如下：图中的横坐标CH表示道数，与能量成正比，纵坐标表示强度，也就是射线的密集程度，与计数成正比。
而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和质数A 均保持不变的退激发过程。
所谓窄束γ射线是指不包括散射成份的射线束，通过吸收片后的γ光子，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。
“窄束”一词是实验上通过准直器得到细小的束而取名。
这里所说的“窄束”并不是指几何学上的细小，而是指物理意义上的“窄束”。
即使射线束有一定宽度，只要其中没有散射光子，就可称之为“窄束”。
窄束γ射线在穿过物质时，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，即xNxeI eI I r μσ--==00 （1）其中，I 0、I 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cm ），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的原子数，μ是物质的线性吸收系数（μ=σr N ，单位为cm ）。
显然μ的大小反映了物质吸收γ射线能力的大小。
需要说明的是，吸收系数μ是物质的原子序数Z 和γ射线能量的函数，且：p c ph μμμμ++= 式中ph m 、c m 、p m 分别为光电、康普顿、电子对效应的线性吸收系数；其中：5ph Zm µ、c Z m µ、2p Z m µ（Z 为物质的原子序数）。
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E γ和吸收物质的原子序数Z 而改变。
γ射线的线性吸收系数μ是三种效应的线性吸收系数之和。
下图给出了铅对γ射线的线性吸收系数与γ射线能量的线性关系。
实际工作中常用质量厚度R m （g/cm 2）来表示吸收体厚度，以消除密度的影响。
因此（3—1）式可表达为ρμ/0)(R m eI R I -= （2）由于在相同的实验条件下，某一时刻的计数率N 总与该时刻的γ射线强度I 成正比，又对（2）式取对数得：ln ln N R N m +-=ρμ （3）由此可见，如果将吸收曲线在半对数坐标纸上作图，将得出一条直线，如右图所示。
/m m r 可以从这条直线的斜率求出，即1212ln ln R R N N m --=-ρμ （4）物质对γ射线的吸收能力也经常用半吸收厚度表示。
所谓半吸收厚度就是使入射的γ射线强度减弱到一半时的吸收物质的厚度，记作：μμ693.02ln 21==d （5）下图为伽马射线与吸收质量密度关系曲线：实验操作程序1阅读仪器使用说明，掌握仪器及多道分析软件的使用方法。
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仪器开机并调整好工作电压（700-750V ）和放大倍数后，预热30分钟左右。
3、把γ放射源137Cs 或60Co 放在探测器前，调节放大倍数为0.3，在600V~850V 之间，调节高压使137Cs 或60Co 能谱的最大脉冲幅度尽量大而又不超过多道脉冲分析器的分析范围。
4、用多道分析器观察137Cs 的γ能谱的形状，识别其光电峰、反散射峰、X 射线峰及康普顿边界等；记录光电峰、反散射峰的峰位（道数）；打印能谱图。
5、测量60Co 的γ能谱，绘制能谱图，记录光电峰位（两个光电峰，能量分别为1.33MeV 和1.17MeV ），结合137Cs 的γ能谱的光电峰（0.662MeV ）和反散射（0.184MeV ）位来标定谱仪的能量刻度，打印能量刻度曲线。
6、用一组铝吸收片测量对 137 Cs 的γ射线（取 0.662MeV 光电峰）的吸收曲线，并用最小二法原理拟合求质量吸收系数。
根据铝的密度（ r = 2.7 g/cm 3）求线性吸收系数，与理论值（0.194 ㎝-1）比较，求相对不确定度。
计算半吸收厚度。
7、重复上述步骤，用一组铅吸收片测量对 137Cs 的γ射线（取0.662MeV 光电峰）的吸收曲线，并用最小二法原理拟合求质量吸收系数。
根据铅的密度（r = 11.34 g/cm 3）求线性吸收系数，与理论值（1.213 ㎝-1）比较，求相对不确定度。
计算半吸收厚度。
数据处理与分析1. Cs 的能谱图测量参数设置，预置时间300s ，高压电源667V ，放大倍数0.3倍，全谱道数512道，扩展道数128道，道数160道2.Co 的能谱图测量参数设置，预置时间500s ，高压电源668V ，放大倍数0.3倍，全谱道数512道，扩展道数128道，道数320道能谱图见附页137Cs 刻度（cm ） 总计数率 峰位 半高宽净面积分辨率 位置一40.518232th=157.53chn 14.90chn 335829.46%位置二 40.7 1864 2th=157.44chn 15.17chn 48644 9.63% 位置三40.317512th=157.44chn14.95chn 397149.5%60Co 刻度（cm ）总计数率 峰位 半高宽 净面积 分辨率 位置一 40.5 412 5th=318.24chn 15.69chn 1758 4.93% 位置二 40.7 424 4th=314.68chn 18.20chn 1298 5.78% 位置三40.3382 5th=323.77chn16.56chn 12645.12%3.利用铝块测量吸收系数参数设置，预置时间300s ，高压电源667V ，放大倍数0.3倍，全谱道数512道，扩展道数128道，位置40.5cm铝块数量 R(g/c ㎡) 计数 总计数率 峰位 半高宽 净面积 分辨率 一块 2.40 1769 832 5th=163.25 1.73chn -163225 1.06% 两块 2.40+2.44 1460 770 163.27 1.59chn -136940 0.97% 三块 2.40+2.44+2.42 1230 723 163.11 1.34chn -121511 0.82% 四块2.40+2.44+2.42+2.43987687163.101.11chn-977930.68%根据吸收系数计算公式 1212ln ln R R N N m --=-ρμ十组数据的平均值：0.078 相对误差59.8%4利用铅块测量吸收系数 上下两边参数一样铅块数量 R(g/c ㎡) 计数总计数率 峰位 半高宽 净面积 分辨率 一块 2.40 1632 683 4th=163.42 3.14chn -150168 1.92% 两块 2.40+2.44 1360 565 4th=162.90 2.30chn -129837 1.41% 三块 2.40+2.44+2.42 1063 467 3th=163.01 2.68chn -101329 1.64% 四块2.40+2.44+2.42+2.438763914th=163.112.34chn-804931.43%根据吸收系数计算公式 1212ln ln R R N N m --=-ρμ十组数据的平均值：0.8697 相对误差为28.3%误差分析从误差结果不难看出，本实验中的误差较大，特别是Al对γ射线的吸收系数相对误差达到了59.8%在实验中是不允许的，下面对可能导致实验误差的原因进行分析。