闪烁探测器 练习题
42闪烁探测器
全能峰
射线能量较小时，主要是光电效应贡献；随着 射线能量增大，电子对效应贡献逐步增大。 光电效应：光电子能量 外层电子跃迁到K层，多余的结合能以X射线或俄歇电子形式辐射。因X射线能量很低，光电吸收截面很大，几乎被探测器完全吸收，能量迭加到Ee上，构成全能峰，总能量为 电子对效应：正负电子能量总和为 正电子在探测器内损失能量湮灭生成2个能量为mec2的射线，它们可能1个或2个被探测器光电吸收，也可能发生康普顿效应。若2个射线都被吸收，其能量迭加到Epair上构成全能峰，总能量为 康普顿效应：一次或多次散射的射线被探测器光电吸收，由于各次作用时间间隔比闪烁光的产生和衰减时间小很多它们所产生的闪烁光迭加贡献在全能峰。 全能峰对应的能量精确等于射线能量，所以用全能峰测量射线能量。选用大尺寸高Z探测器将显著增大全能峰减小康普顿连续谱。
逃逸峰
由于次级效应产生的电子、X射线和湮灭光子跑出探测器造成的。 次级电子逃逸：三种效应产生的次级电子在跑出探测器前可能损失掉一部分能量，产生的脉冲是连续分布的，能量从0－E，导致全能峰减少，连续分布增加，并使全能峰不对称。 湮灭光子逃逸：电子对效应中正电子湮灭产生2个光子，若1个光子逃出探测器，谱仪记录的能量比全能峰能量少511KeV，称作 单逃逸峰，相应的能量 若2个光子逃出探测器，则 称作双逃逸峰。 X射线逃逸：光电效应产生的X射线逃出探测器，被记录的光电子能量为 如NaI(Tl)测量137Cs的662KeV的射线能谱。因NaI(Tl)计数器的能量分辨率不够，分辨不开662KeV和(662－28=)634 KeV ，使全能峰不对称，低端下降慢，高端下降陡一些。而气体探测器可清楚分辨入射低能X射线和它的逃逸峰。
六、闪烁体的辐照效应
闪烁体
NaI(Tl)
CsI(Tl)
(完整word版)核辐射探测学习题参考答案(修改)
第一章射线与物质的相互作用1.不同射线在同一物质中的射程问题如果已知质子在某一物质中的射程和能量关系曲线，能否从这一曲线求得d （氘核）与t （氚核）在同一物质中的射程值？如能够，请说明如何计算？解：P12”利用Bethe 公式，也可以推算不同带点例子在某一种吸收材料的射程。
”根据公式：)()(22v R M M v R b abb a a ZZ =，可求出。
步骤：1先求其初速度。
2查出速度相同的粒子在同一材料的射程。
3带入公式。
2：阻止时间计算：请估算4MeV α粒子在硅中的阻止时间。
已知4MeV α粒子的射程为17.8μm 。
解：解：由题意得 4MeV α粒子在硅中的射程为17.8um 由T ≌1.2×107-REMa，Ma=4得 T ≌1.2×107-×17.8×106-×44()s ＝2.136×1012-()s3：能量损失率计算课本3题，第一小问错误，应该改为“电离损失率之比”。
更具公式1.12-重带点粒子电离能量损失率精确表达式。
及公式1.12-电子由于电离和激发引起的电离能量损失率公式。
代参数入求解。
第二小问：快电子的电离能量损失率与辐射能量损失率计算：()20822.34700700()rad iondE E Z dx dEdx*⨯≅=≈4光电子能量：光电子能量：（带入B K ） 康普顿反冲电子能量：200.511m c Mev =ie hv E ε-=220200(1cos ) 2.04(1cos 20) 4.16160.060.3947(1cos )0.511 2.04(1cos 20)0.511 2.040.06Er Ee Mev m c Er θθ--⨯====+-+-+⨯5:Y 射线束的吸收解：由题意可得线性吸收系数10.6cm μ-=，311.2/pb g cm ρ=12220.6 5.3610/11.2/m pb cm cm g g cm μμρ--∴===⨯质量吸收系数 由r N μσ=*可得吸收截面：12322230.6 1.84103.2810/r cm cm N cmμσ--===⨯⨯ 其中N 为吸收物质单位体积中的原子数2233.2810/N cm =⨯ 0()t I t I e μ-=要求射到容器外时强度减弱99.9% 0()0.1%0.001t I t e I μ-∴=∴=即t=5In10 =11.513cm6：已知)1()(tι--=e A t f t 是自变量。
LaBr_3：Ce(5%)闪烁探测器的MC研究
晶体对 中高能 量 射线 的探测效率较高 ， 而在较低能量时探测效率低 于 Ｎ ＩＴ ） ａ（ １ 晶体。
关键词 ：ａ ｒ： ｅ ５ ） ＬＢ Ｃ （ ％ 闪烁探测 器 ； 蒙特卡罗方法 ； 能量分辨率 ； 晶体尺寸 ； 峰总 比 中图分类 号 ： Ｔ １ ．１ Ｌ８ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ５ －９ ４ ２ １ ）９１ １ －５ ２ ８０ ３ （ ００ ０ —２ ５０
Ｍ Ｖ ， 系数 没有 单 位 。 舢 取 决 于 探 测 器 ｅ ｃ 性能， 通过对实验测 到的 ， 进行拟合 ， 删 拟合 需要 入射 能量 的 ＾ 线 及 相 对 应 实 验测 到 的 ｙ射
要 利用蒙特卡 罗方法 探 索研 究 ＬＢ３Ｃ （ ％ ） ａ ｒ：ｅ ５
探测器 在 ＾能谱应 用 方 面 的 性 能 ， ｙ 通过 模 拟 程
四 十年 代 以来 ， 随着 光 电倍 增 管 等微 光 探 测 器件 与 技 术 的进 步 ， 烁探 测 器 得 到 了迅 速 闪 的 发展 与广 泛 的应 用 ， 常被 用 于 核 物理 和 高 通 能物理 、 医学 、 射 、 损检 测 、 衍 无 国家 安全 及地 质 勘探 等领域 。 理 论上应 用 于这 些 方面 的闪烁 晶体应 该具 有高 的闪烁 和探测 效 率 ， 的时 间 、 间 和能 量 好 空
收稿 日期 ：０００ —１ ２ １－１１ 基金项 目 ： 教育部科学 技术 研究 重 点项 目（０ ０ ７ ２８６ ） 资助 ； 江西省青年科学 家 （ 冈之 星 ） 井 培养对象 计划
资助 。
NaITl闪烁探测器性能随温度变化实验
个 对 应 能 量 分 辨 率 分 别 在 ±4.3% 范 围 内 随 温 度 变 化 保 持 一 致 。 可 看 出 利 用 γ源 作 为 稳 峰 源 是 可 行 的 。
关 键 词 ： NaI(Tl)闪 烁 探 测 器 ； 温 度 变 化 ； 峰 位 道 址 ； 稳 谱
中 图 分 类 号 ：TL364 .4
NaI(Tl)闪烁探测器性能随温度变化实验
常元智，屈国普*，赵 越，汪 伦，张文利
(南华大学 核科学技术学院，湖南 衡阳 421001)
摘 要：采用高低温试验方法探究了温度变化对 NaI(Tl)闪烁探测器性能及能谱测量的影响，观
察能谱并以常温25 °C为基准，计算137Cs的0.662 MeV、60Co源1.173 MeV,1.332 MeV特征峰位道址、γ
文 献 标 志 码 ：A
doi：10.11805/TKYDA201905.0910
Experimental research on performance of NaI(Tl) scintillation detector with temperature change
CHANG Yuanzhi，QU Guopu*，ZHAO Yue，WANG Lun，ZHANG Wenli
射线全能峰计数率、能量分辨率在25 °C下相对变化值。结果为：137Cs的0.662 MeV、60Co源1.173 MeV,
1.332 MeV特 征 峰 位 道 址 在 0 °C~20 °C范 围 内 基本保持 一致，在 20 °C~45 °C范围 内 随 温 度 升 高 逐 渐
降低；0.662 MeV和1.173 MeV全能峰计数率随温度变化分别在±5.19%和 ±4.48%范围内保持一致；3
γ射线连续液位仪中BGO闪烁体探测器设计
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为 ２ １ ０ ， 电极之 间电压分布 比均为 １： ． ×１。各
１ 。
头工作电流小于 ３ｏＡ， ｏ ￣ 由于探 头体 积限制 ，
高压电源部分采用 Ｐ ＷＭ 芯片 Ｓ ３ ２ 构成开 Ｇ ５５ 关电源 ， 其变换电路属典型的推挽电路嗍 ， 电路
测得脉冲如图 ４ 所示 。
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冲宽度调制器 。在本电路 中，７０ Ｆ １ 将脉 冲成形
为测试信号处理 电路的工作 ， 使用脉冲发
２ ９ ６
维普资讯
发现元器件的温漂对信号处理电 生器模 拟光 电倍增管脉冲信号输入 ， 用示波器 温度 测试 中， 测试以上 电路中 ａ ｂ ｃｄ等 ４ 、 、、 点的脉 冲参数 ， 路的正常工作影响较大， 应选择 温漂较小的元
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的影响。 矩形波再次被放大电路放大后通过互补对
成形成为矩形波 信号 ， 电压 比较器 Ｆ １ ７０是信 一定的比较电压 （０ Ｖ） 以降低噪声 对计数 ５ｍ 可
ｍ ）低热飘移 等特点 ， ｖ， 主要 应用于脉 度为 ８ Ｖ左
鉴别 ， 高速 Ａ Ｄ转换器 中的电压 比较器以及脉 右的矩形波信号。 ／
Ｏ Ｓ ｔ ａｔ ｒｓ ｌｚｒ ｏ ｕｄｌ ｅ ｍｅｓｒｍｅ ｔ ｔｅｔｓ ｒｓｌ ｏ ｍｅｅ ｃｒ ｉ ｕｔｓａ ｏ西 卜 Ｕ ａ ｃｓ ｃｙｔ ｌ ｅ ｒ ｉ ｖｌ ａｕｅ ｎ 。 ｈ ｔ ｅｕｔ ｆ ｏ ｌ ｔｉ ｃ ｃ ｌ 、 ｍｅ ｌ ａｉ ｆ ｆ ｌ ｅ ｅ ｓ ｅ ｃ ｒｉ ｉ ｓ
闪烁体探测器原理
闪烁体探测器原理闪烁体探测器是一种常用于粒子物理实验和核物理实验中的探测器，它可以用来探测高能粒子的能量和种类。
闪烁体探测器的原理是利用闪烁体材料对入射粒子产生的闪烁光进行探测和测量，通过测量闪烁光的强度和时间分布来获取粒子的信息。
闪烁体探测器通常由闪烁体材料、光电倍增管和信号处理系统组成。
闪烁体材料是闪烁体探测器的核心部分，它能够将入射粒子的能量转化为可测量的光信号。
常用的闪烁体材料包括塑料闪烁体、无机晶体闪烁体等。
当高能粒子穿过闪烁体材料时，会与闪烁体原子发生相互作用，使得原子激发态跃迁到基态的过程中释放出光子，形成闪烁光。
光电倍增管是用来接收和放大闪烁体产生的光信号的装置，它能够将微弱的光信号转化为可观测的电荷脉冲信号。
当闪烁光进入光电倍增管时，会引起光电效应，使得光电倍增管产生电子，并经过倍增过程放大电子数目，最终输出一个与入射粒子能量成正比的电荷脉冲信号。
信号处理系统是用来接收、处理和分析光电倍增管输出的电荷脉冲信号的装置，它能够将电荷脉冲信号转化为能够被计算机或其他数据采集设备读取和分析的数字信号。
信号处理系统通常包括放大器、快门、多道分析器等部分，通过这些部分对电荷脉冲信号进行放大、选择、测量等处理，最终得到入射粒子的能谱和能量信息。
闪烁体探测器的工作原理可以用一个简单的模型来描述，当高能粒子穿过闪烁体材料时，会与闪烁体原子发生相互作用，使得原子激发态跃迁到基态的过程中释放出光子，形成闪烁光。
闪烁光被光电倍增管接收并放大，最终转化为电荷脉冲信号。
信号处理系统对电荷脉冲信号进行处理，得到入射粒子的能谱和能量信息。
总的来说，闪烁体探测器利用闪烁体材料对入射粒子产生的闪烁光进行探测和测量，通过测量闪烁光的强度和时间分布来获取粒子的信息。
它在粒子物理实验和核物理实验中起着重要的作用，是一种常用的粒子探测器。
塑料闪烁体探测器性能比较
塑料闪烁体探测器性能比较
王相星;吴代银;卢凌鹏
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2022(42)1
【摘要】采用MC模拟了对溶剂BC408、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)、乙烯基甲苯、LiME(甲基丙烯酸锂)共5种材质的塑料闪烁体在不同射线能量下的性能参数测试,并将实验数据进行对比,进而选出光产额与探测效率较高的产品.实验结果表明:BC408塑料闪烁体在能量区间为0~0.662 MeV的射线照射下的光产额与探测效率皆比其他4种材质更为稳定,适用性更强.此次试验结果可为使用选取探测器提供参考.
【总页数】5页(P141-145)
【作者】王相星;吴代银;卢凌鹏
【作者单位】成都理工大学工程技术学院;核工业西南物理研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TL812
【相关文献】
1.溴化镧、碘化钠和塑料闪烁探测器性能比较
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3.塑料闪烁体探测器中子/伽马甄别能力研究
4.深空探测用塑料闪烁体阵列式缪子探测器电子学采集系统设计
5.MC法计算塑料闪烁体探测器阵列反中微子探测效率
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闪烁探测器的组成
闪烁探测器的组成
闪烁探测器是利用辐射在某些物质中产生的闪光来探测电离辐射的探测器。
闪烁探测器主要由以下几部分组成：
1. 闪烁体：闪烁体是闪烁探测器的核心部分，当闪烁体受到射线照射时，闪烁体会吸收射线能量并发出荧光。
荧光光子被收集到光电倍增管的光阴极上，通过光电效应打出光电子。
2. 光导和反射体：光导和反射体的作用是将荧光均匀地引导到光电倍增管的光阴极上，以提高探测效率。
光导一般由高折射率的玻璃制成，而反射体则用来将散射的荧光反射到光阴极上。
3. 光电倍增管：光电倍增管是闪烁探测器的另一个重要组成部分，它的作用是将光电子倍增并输出到后续电路中，以便进行信号处理和测量。
4. 前置放大器：前置放大器的作用是将光电倍增管输出的信号放大，以便进行后续的信号处理和测量。
5. 磁屏蔽和暗盒：磁屏蔽和暗盒的作用是减少外部磁场和光照对探测器的影响，从而提高探测器的测量精度和稳定性。
综上所述，闪烁探测器由闪烁体、光导和反射体、光电
倍增管、前置放大器和磁屏蔽及暗盒等组成。
这些组成部分协同工作，实现了对电离辐射的高效、高精度和高灵敏度探测。
如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
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1.闪烁探测器是利用________________在核辐射的作用下会发光的特性探测辐射的，光电
器件将微弱的闪烁光转变为______，经过多次倍增放大后，输出一个______。
2.无机闪烁体的特点是：对带电粒子的阻止本领__（大或小），时间相应__（快或慢），发
光效率__(高或低)，能量线性相应__（好或差）。
3.发光效率C发光与光输出S成______(正比或反比)关系。
4.对于有机闪烁体而言，发光衰减时间有快、慢两种成分，其衰减规律表达式为：_________.
5.同一种有机闪烁体下发光曲线中慢成分的强度主要与入射核辐射的粒子______(能量或
种类)相关。
6.__________是用来描述光在闪烁体中的传输情况，标志着闪烁体所能使用的最大尺度的
一个量。
7.能量响应是表示____________与____________之间的关系，其理想的曲线是______(正态
分布、泊松分布或线性的)。
8.核辐射测量中经常用到NaI(Tl)探测γ射线，其中测量β辐射和中子选用____________，
也可以选用____________，测量α辐射一般选用____________，测量低能X射线和高能γ射线选用____________。
（BGO闪烁体，塑料闪烁体，有机液体闪烁体，ZnS(Ag)闪烁体）
9.光学收集系统主要包括______，______和______。
其中______可以减少光在交界面的全
反射，使光有效的传输到光电倍增管的阴极；______能够把闪烁体中各个方向发射的光有效的发射到光电倍增管的阴极上。
10.
上图是闪烁探测器的输出信号的过程示意图，请依照正确组成填写空白处。
（闪烁体；
光电倍增管；前置放大器；阳极；放大器；直流偏压；光阴极；打拿级；）
11.NaI闪烁体探测器对于β和γ射线的平均电离能为______；半导体探测器Si和Ge的平
均电离能为______；气体探测器中气体的平均电离能为_______。
(2eV，3eV，20eV，30eV，200eV，300eV)。
12.闪烁探测器从核辐射进入闪烁体到输出电压脉冲经历了一系列过程，其中间过程按照正
确的时间顺序为：__________________________，其中时间分辨是探测器对两组相继发生的事件的最小时间间隔，造成时间分辨的因素是时间的离散，那么时间离散的主要因素是______过程。
A：闪烁光子从发光地点到达光阴极的时间；
B：辐射粒子或引起的次级电子在闪烁体中耗尽能量的时间；
C：阳极收集电荷在输出回路上输出脉冲电压；
D：光电子的渡越时间；、
13. γ射线能谱中，单逃逸峰比双逃逸峰显著的是________；双逃逸峰比单逃逸峰显著的是
________；(康普顿仪；HPGe探测器；NaI闪烁体)
14. 反散射峰是由放射源γ射线与探测器中的________发生康普顿散射时，反散射的光子进入探测器发生________形成的。
其能量总是在__________KeV范围内出现。
15. 碘逃逸峰是γ射线在NaI中发生光电效应是产生的，该峰对应的能量总是比入射能量小_______KeV.
16. 单逃逸峰和双逃逸峰是由于发生__________作用产生的，其能量相对于入射γ射线能量分别为______eV和_______eV。
17. 理想的闪烁体具有什么特点?。