核辐射的主要测量方法(1).

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12.1 放射性样品的活度测量
1、相对法测量和绝对法测量 相对法测量：需要一个已知活度 A0 标准源，在同样条件下测量标准源和被 测样品的计数率 n0、n， 根据计数率与 活度成正比，可求出样品的活度： A＝A0n/n0 相对法测量简便，但条件苛刻：必 须有一个与被测样品相同的已知活度的 标准源，且测量条件必须相同。
6) 本底计数率
（nb）
n0 ns nb
8
3、/放射性样品活度的测量方法 1) 小立体角法
T 其中： T f g fa f b f
A
ns nb
对于薄放射性样品， 100 % f a 1 f b 1 对于厚放射性样品和放射性样品的测 量需考虑各种修正因子。 修正因子多，测量误差大，达5％～10％
样 品 盘
探测器
散射对测量结果的影响有两类：
正向散射 使射向探测器灵敏区的射线偏离而
不能进入灵敏区，使计数率减少。
反向散射 使原本不射向探测器的射线经散射
7 后进入灵敏区，使计数率增加。
5) 死时间修正因子
( f )
n f 1 n m
式中n 为实际测量到的计数率，m为真计数 率，为测量装置的分辨时间。
b
V0
工作电压
fb
图12-6 G-M计数管的坪曲线和坪斜
反散射修正因子
源应选择尽可能薄的有机膜： <30μg/cm2 或者，索性更厚，使反散射饱和 •高能β：0.2Rβmax •低能β：0.4Rβmax
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f g f fm fb fa f in
fa
吸收校正因子
穿透tm/2的 吸收体
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（2）其它吸收的修正
tmequ tmair tmw tmm
空 气 总的吸收厚度为： 探测 器窗 源覆 盖膜
tt tmequ tm 2
n mtt fa e 1 mtt n0
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总的吸收校正因子：
f g f fm fb fa f in
10
β源活度测量时，需注意其特点
连续能谱：指数衰减
电离能力弱：dE/dx 易被散射 轫致辐射 β粒子射程长，源探距离可以 加大，使点源条件更加符合
6 8 7
∝1/v2
1 2 3 4 5 9
不要求真空条件
探测器：钟罩式G-M管，流气 正比计数管，塑料闪烁体。
1- 铅室； 2- 铝或塑料板； 3-计数管； 4- 云 母窗； 5- 源支架； 6- 准直器； 7- 源托板； 8-源；9-源承托膜。
样品材料本身的吸收(样品的自吸收)；
样品和探测器之间空气的吸收；
探测器窗的吸收。
探测器
：能量降低，可
能无法到达探测器
：能量降低，低
样 品 中间介质，如： 探测器的窗 空气 能被衰减
：数量减少
6
4) 散射因子 (fb) 放射性样品发射的射线可被其周围介质 所散射，对测量造成影响。 周围介质
单能电子逐渐损失能量，不会“突然”消失。
β射线是连续能谱，在其路径上，不断衰减。 β射线在介质中的被吸收规律近似服从指数规律
n n0e
(1) 源的自吸收
mtm
n 1 f as (1 e mtm ) n0 mtm
mtm 1
fas e
mtm /2
源的自 吸收
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4、射线强度的测量 射线强度的测量包括辐射场测量和 射线放射源活度的测量。同样可以用相对 测量法和绝对测量法测量。
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测定源活度的小立体角装置
源发射α：各向同性 探测器：塑料闪烁体，ZnS(Ag)， CsI(Tl)，金硅面垒探测器， 薄窗正比管 点源：要求源探距离远，管子长 度～几十cm 避免吸收和散射：抽真空
ns nb A f f g
1-PMT；2-光导；3-准直器；4-阻挡环；5-源；6-长管；7-闪烁体
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绝对测量法复杂，需要考虑很多影 响测量的因素，但绝对测量法是活度测 量的基本方法。 2、绝对测量中影响活度测量的因素 1) 几何因子 （fg）
点源
1 fg 4 4

0
0
1 2 sin d (1 cos0 ) 2
4
2) 探测器的本征探测效率或灵敏度
(1) 对脉冲工作状态：本征探测效率 测 到 的脉 冲 计 数 率 100 ％ 单 位 时间 内 进 入 灵敏 积 体 的 粒子 数
f
γ计数校正
β衰变是原子核衰变的主要形式
β衰变形成的子核一般都是处于激发态，会发出γ射线 •137Cs γ源是β衰变的产物
β探测器对γ射线也会有响应
•G-M，塑料闪烁体 探测器计 数率：n1
n1 f n1 n2
Al
探测器计 数率：n2
β+γ
γ
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2) 4计数法 将源移到计数管内部，使计数管对源所 张立体角为4，减小了散射、吸收和几何 位置的影响。测量误差小，可好于1％。 流气式4正比计数器；(适用于固态放射 源) 内充气正比计数器和液体闪烁计数器； (适用于14C、3H等低能放射性测量，将 14C、3H混于工作介质中)
第十二章
辐射测量方法
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辐射测量对象：
放射性样品活度测量（活度、发射率）； 辐射场量的测量（空间分布、注量率） ； 辐射能量或能谱的测量（粒子能量、能谱） ；
辐射剂量的测量（辐射能量吸收） ；
位置的测量（入射位置、其它物理量） ； 时间的测量（入射时间、半衰期、飞行时间） ；
粒子鉴别（鉴别未知粒子、区分不同粒子）
屏蔽室及内Fra Baidu bibliotek材料要注意防 止出现散射和轫致辐射
A (ns nb ) /
测放射性的小立体角装置
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f g f fm fb fa f in
f g f fm fb fa f in
计数率
fm
坪斜修正因子
n0
n
c
f m n / n0
a
(2) 对电流工作状态：灵敏度 信号电流 (或 电 压 )值 A(V ) / 单位照射量率 入射粒子流强度
有关影响因素：入射粒子的种类与能量； 探测器的种类、运行状况、几何尺寸；电子仪 器的状态（如甄别阈的大小）等。 5
3) 吸收因子 (fa)
射线从产生到入射到探测器的灵敏体积所 经过的吸收层为：