伽玛能谱的测量及透射率的测定实验报告
吴伟岑
摘要：
本实验将伽玛射线的次级电子按不同的能量分别进行强度测量，从而得到伽玛辐射强度按能量的分布。由于伽玛射线的能量与原子核激发态的能级特性相联系，不仅对于原子核的结构和性质至关重要，而且对各种放射性同位素的应用也是或不可缺的。
关键词：
伽玛射线、能谱、NaI(Tl)、伽玛闪烁谱
引言
测量伽玛射线的强度和能量是核辐射探测的一个重要方面，在核物理研究中，测量原子核的激发能级、研究核衰变纲图、测定短的核寿命及进行核反应实验等，都需要测量伽玛射线，在放射性同位素的工业、农业、医疗和科学研究的各种应用中也经常使用伽玛射线和要求进行伽玛射线的各种测量。 在伽玛射线测量工作中广泛使用Nal(Tl)单晶能谱仪和Ge(Li)半导体能谱仪，由于后一谱仪具有高的能量分辨率，同时使用计算机技术，使伽玛射线的能谱测量工作在广度和精度方面都有很大的进展。Ge(Li)半导体谱仪虽然具有高的分辨率和良好的线性，但是它要求在低温下保存和使用，且要定期加液氮，这显然是不方便的，而且它对仪器设备有较高的要求，价格也较贵，而Nal(Tl)单晶伽玛谱仪则有较高的探测效率，保管和使用都较为方便，所以在一般情况下尽可能使用Nal(Tl)单晶闪烁探测器伽玛能谱仪。
正文
一．实验内容
1.学会NaI(Tl)单晶伽玛闪烁体整体装置的操作、调整和使用，调试一台谱仪至正常工作状态。
2.测量137Cs、60Co的伽玛能谱，求出能量分辨率、峰康比、线性等各项指标，并分析谱形。
3.了解多道脉冲幅度分析器在NaI(Tl)单晶伽玛谱测量中的数据采集及其基本功能。
4.数据处理(包括对谱形进行光滑、寻峰、曲线拟合等)。
二．实验装置
1.伽玛放射源137Cs和60Co (强度~1.5微居里)；2.200微米Al窗NaI(Tl)闪烁头；3.高压电源、放大器、多道脉冲幅度分析仪。
三．实验步骤
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.把伽玛放射源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的伽玛能谱的形状，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的伽玛能谱，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的伽玛能谱的光电峰(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 的伽玛射线（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(0.194cm-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的伽玛射线(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(1.213cm-1)比较，求相对不确定度。计算半吸收厚度。
四．实验数据及其处理
1.137Cs和60Co的全能谱
见附件。
2. 137Cs和60Co吸收系数的结果
137Cs
加入Al后的吸收实验数 总计数率 道数 净面积 半高宽 分辨率（%） 159 8739 16.58 10.44 片数 质量厚度（g/cm2） 计数 4 第四片2.51 598 239 3 第三片2.48 719 263 159 10229 15.27 9.59 2 第二片2.46 818 287 159 12457 16.47 10.33 1 第一片2.59 958 320 159 15356 17.12 10.74
137Cs
加入Pb后的吸收实验数据
片数 质量厚度（g/cm2） 计数 总计数率 道数 净面积 半高宽 分辨率（%） 4 第四片2.10 491 176 159 7552 17.43 10．97 3 第三片2.08 603 202 159 9153 16.25 10．19 2 第二片2.10 824 235 159 12067 15.36 9．64 1 第一片2.08 943 278 159 13730 15.88 9．97
137Cs
空气柱的吸收实验数据
片数 质量厚度（g/cm2） 计数 总计数率 道数 净面积 半高宽 分辨率（%） 0 0 1159 364 160 18569 16.87 10.57 各组两两对应以后代入公式算得吸收系数的值
137Cs加入Al后的吸收系数
加入Al的片数 1 2 3 4 0 0.134 0.127 0.117 0.113 1 0.119 0.107 0.106 2 0.095 0.099 3 0.103 吸收系数平均值=0.112
137Cs加入Pb后的吸收系数 1 0.904 0.863 0.823 2 0.822 0.782 3 0.749 加入Pb的片数 1 2 3 4 0 1.464 1.183 1.063 0.982 吸收系数平均值=0.96352