α射线能谱测量实验报告.doc

文档介绍：α射线能谱测量实验报告实验目的:1、了解谱仪的工作原理及其特性。2、掌握应用谱仪测量粒子能谱的方法。3、测量获取表中各种放射源在不同真空度下的能谱图,为不同放射源、不同真空度、不同探源距下α能谱的解谱方法研究准备数据,同时为α能谱库的建立做一些探索性工作。二、实验内容1、测定谱仪的能量分辨率,并进行能量刻度。2、测量未知源的能谱,并确定粒子能量。三、实验原理1、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放射源核素数据核素半衰期主要α粒子能量(MeV)及分支比(%)比活度(GBq/g)(100)××()()×(6)(12)(6)(56)()()×(11)(15)(73)()(86)()()×105238U多次中子俘获加衰变2、α谱仪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-(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(1Torr≈)。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,;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:120/240Vac,50/60Hz输入功率50W。通讯:。每一个AlphaEnsemble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450mm2ULTRA-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。3、α谱仪工作原理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:N=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。半导体探测器是在六十年代发展起来的一种新型探测器,它以半导体为探测介质,其最大优点是能量分辨率高,脉冲上升时间短,体积小。重原子核进行α衰变放出的α粒子是高速的氦原子核,质量数为4,带2个正电荷,其初速度约为1~2×109cm/s范