文档介绍：用Nal(Tl)单晶Y闪烁谱仪辨识未知源实验报告
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1、了解闪烁谱仪的工作原理，学****调整闪烁谱仪的实验技术。
2、掌握测谱技术及分析简单Y能谱的方法。
3、掌握谱仪能量分辨率及能量线性的测量方法。
值一半处的全宽度AV称为半宽度即FWHM,也可用AE表示。半宽度反映了谱仪分辨相邻能量粒子的本领。但是半宽度和能量有关，所以用相对分辨本领来定义谱仪的能量分辨率，即
AE
耳二
E
的能量和谱
够分辨的两显然，耳值通常说成谱分辨率的因增管的性能,
V
图3-4单能带电粒子的脉冲谱形
(3-4)
|1-.,|---:--.;,<|-,门|;-|汁,-.-节
仪器参量调
可以证明闪
似有下述关
这里E和AE分别是谱线所对应线的半宽度。耳的数值代表了谱仪能个相邻能量粒子的最小相对能量差。越小，谱仪的能量分辨本领越高，仪的分辨率高。影响闪烁谱仪能量素很多，除主要与闪烁体和光电倍它们之间的光学耦合效果有关外，整以及实验条件选择也都有影响。烁探头的能量分辨率与能量之间近系：
耳x1;YE(3—5)
通常，Nal(Tl),耳值一般为10%左右，最好可达6-7%。能量线性是指谱仪的输出脉冲幅度与带电粒子能量之间的对应关系是否有线性关系。通常电子学系统的零点和积分线性可以仔细调整，所以非线性主要来自闪烁探头。NaI(T1)晶体在较宽的能量范围内(150-1500kev)平均脉冲幅度与Y射线能量的关系偏离直线不大，光电倍增管需要仔细选择与调整。为检查谱仪的能量线性，实验上通常是利用系统Y标准源，在相同的实验条件下，测得它们的脉冲谱，用作图或用最小二乘拟合方法建立已知Y射线能量与对应的全能峰位的关系，即得到能量刻度曲线，通常是一条不通过原点的直线，数学表示式是：
E(X)=GX+E(3-6)
pp0
其中：X是全能峰位（道或伏）；E为截距，即谱仪零道或单道甄别阈值为零伏时所对应p0
的能量（能量单位，例如keV）；G为直线斜率，亦称增益，即每道或每伏对应的能量间隔（例如,keV/道或V；道），能量刻度可简单地用标准源i37Cs（）和6oCo（）来作,如图3-5示。
AttV
图3-5i37Cs和60COY射线能量刻度示意图
也可用中子激活铟片Ii6min（T]/2=54分）的七条Y射线进行，如图3-6示。
Bl'
EH1^33JAJI-dE
l盼・HLQ
图3-6iiemln的脉冲谱
实验作出谱仪的已刻度曲线对于谱仪的应用极为重要。它是利用谱仪进行Y能谱分析与辨别未知放射性核素的重要依据，也有助于能量分辨率的计算。
(3-7)
AEGAV
耳==
EE
这里AV和E分别是脉冲谱中全能峰的半宽度和全能峰峰位对应的Y射线能量。除能量分辨率与能量线性外，还常给出对Ms源的峰康比这一指标。峰康比是指全能峰峰道最大计数与康普顿坪内平均计数之比，它的意义在于说明了存在高能强峰时分辨低能弱峰的能力。显
然，峰康比越大越有利。
4、谱仪应用
1）辨别未知源
对谱仪进行能量刻度后，在同样的实验条件下测量未知Y源的脉冲谱，通过谱形分析确定各Y射线的全能峰峰位，即可求得对应的Y射线能量，进而从衰变纲图或核素表查得未知源的成分。
2）全能峰法确定Y放射源的活度
由Y射线脉冲谱，可以确定某种能量Y射线的发射率N，因为N与放射源活度A之间有
ii
如下关系：N二f•A，其中f是该能量Y射线的光子产额，即每次核衰变放出的该能量光子
iii
的相对分额，所以由N可确定该放射源的活度。为此，必需知道探测器对该能量Y射线的探
i
测效率。
n
本实验中用到的谱仪探测效率的概念有：源峰效率£二f；源总效率£二—；和峰总比spNsN
n
R=-P，这里n是全能峰内的净计数率，N是该能量Y射线的发射率，n是全谱净总计数率。np
显然，£=R-£。
sps
由此可见，从脉冲谱确定Y射线的发射率N有两种方法：全谱法和全能峰法。前者利用全谱面积确定n，后者利用全能峰面积确定n。用全能峰法的优点是在实际样品测量时，对
p
实验条件的要求并不很高，而仍能得到较准确的结果，当然必需事先在接近理想的条件（防止散射等干扰因素）下确定源峰探测效率。
用全能峰法确定Y放射源的活度有两种方法，如果有与待测源尺寸相同的同种核素标准源，可以用与标准源相对比较的方法来确定待测源的活度，这种方法即为相对测量方法；如果不用标准源，则必须先确定同样实验条件下的谱仪源峰探测效率，才能求得待测源的活度，这种方法也称为绝对测量方法。两种方法都需要测得全能峰下