1、能谱系列实验攻略,朱思源 杨凌云周三 A10,背景资料,1900年，法国科学家P.V.维拉德（Paul Ulrich Villard）将含镭的氯化钡通过阴极射线，从照片记录上看到辐射穿过0.2毫米的铅箔，发现射线，是继、射线后发现的第三种原子核射线。射线是波长短于0.2埃的电磁波。由放射性同位素如60Co或137Cs产生。是一种高能电磁波，波长很短（0.001-0.0001nm），穿透力强，射程远，射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生射线 。射线具有比X射线还要强的穿透能力。当射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。,MOTIVATIO
2、N,光子不带电，故不能用磁偏转法测出其能量，我们利用能谱仪（利用晶体对射线的衍射）结合光子造成的上述次级效应用直接测量光子的能量。由荧光晶体、光电倍增管和电子仪器组成的闪烁计数器是探测射线强度的常用仪器。实验中我们探索NaI（Tl）单晶能谱仪的一些特性及其应用。,NaI(Tl)单晶能谱仪简介,光电效应： 原子核释放出的光子与核外电子相碰时，会把全部能量交给电子，使电子电离成为光电子，此即光电效应。高能光子（2MeV）的光电效应较弱。康普顿效应： 光子的能量较高时，除上述光电效应外，还可能与核外电子发生弹性碰撞，光子的能量运动方向均有改变，从而产生康普顿效应。正负电子对： 当光子能量大于1.02
3、2MeV，由于受原子核的作用而转变成正负电子对，此效应随光子能量的增高而增强。,发生上述三种效应 产生次级电子 闪烁体受激辐射 荧光打在光阴极 发射出光电子 打拿极放大 脉冲信号 线性放大器放大 多道分析器 计算机处理,137Cs,60Co,22Na,数据定标,多道分析器的能量轴是以道数作为单位。道数与能量呈线性关系，但是，随着高压增益的变化，道数所代表的能量值也随之变化。因此，需要对道数和能量的关系进行定标。定标方法：1.调节高压增益至适当值，保持不变分别测量137Cs和60Co的能谱2.利用软件读出137Cs全能峰和60Co的两个光电峰所对应的道数3.根据已知的137Cs全能峰和60Co的
4、两个光电峰所对应的能量，作出能量与道数关系的拟合直线，该直线即为定标直线,高压值的影响,1.改变高压值，测量137Cs的全能峰对应的道址和能量分辨率2.记录峰道址随高压值的变化规律3.记录能量分辨率随高压值的变化关系,峰道址随高压值的变化规律,能量分辨率随高压值的变化关系,NaI(Tl)单晶能谱仪的应用,测量铅板的吸收系数相对论验证实验,测量铅板的吸收系数,1.在放射源与接收器之间放置0、1、2、3、4、5块铅板，分别测全能峰净面积2.由=2.83gcm2铅板数， 通过=ln(n/n0)作直线拟合算出3.由=NAZ/A，算得散射截面 =4.010-25cm2， 与几何散射截面在同一数量级,相对论验证实验,在垂直磁场的平面内运动的电子，动量PmvBeR。其中e=1.610-19C磁场B由计算机自动计算，测量半径R即可算出动量P能量E由能谱仪测得 利用提供的软件作出E-Pc曲线 把该曲线与经典公式和相对论公式进行比较,高能区域的Pc-E关系图,总结,实验内容：一个必做实验（能谱）和两个选做实验（能谱拓展和相对论验证）主线：以NaI(Tl)单晶能谱仪的特性，使用方法以及在实验中的一些应用。,致谢,感谢实验中心姚红英老师的指导以及搭档杨凌云同学的诸多帮助。,谢谢,
