高純鍺伽馬能譜儀認(rèn)識(shí)試驗(yàn)報(bào)告

1、高純錯(cuò)能譜儀認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、2、3、4、了解半導(dǎo)體丫譜儀及相應(yīng)數(shù)據(jù)采集軟件的一般操作使用方法；了解天然放射性核素鈾、 鐳、牡、鉀和人工放射性核素 137Cs、60Co等的特征丫射線譜;了解能量刻度方法；理解低本底相對(duì)法 丫譜定量分析原理。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 認(rèn)識(shí)137cs單能源的儀器譜（復(fù)雜譜）學(xué)習(xí)用152Eu放射源進(jìn)行探頭能量刻度的方法；采集并觀測(cè)226Ra的丫射線譜，認(rèn)識(shí)鐳組丫射線譜的主要成份，學(xué)習(xí)伽馬譜定性分析原理； 采集混合體標(biāo)準(zhǔn)源譜線，了解伽馬譜定量分析原理。三、實(shí)驗(yàn)儀器高純鑄伽馬能譜儀組成：探測(cè)器（ HPGe）探頭（晶體+前置放大器+低溫裝置 ）；多道脈沖幅 度分析器（MCA）（

2、 一般大于4000道，現(xiàn)在一般都帶有數(shù)字穩(wěn)譜功能 ）；計(jì)算機(jī)（譜解析軟件探測(cè)器（HPGe）探頭（晶體+前置放大器+低溫裝置 ）1、探測(cè)器結(jié)構(gòu)：高純錯(cuò)伽馬能譜儀探測(cè)器分為N型和P型。所有高純錯(cuò)探測(cè)器本質(zhì)上就是一個(gè)大的反轉(zhuǎn)二極管。 為了放大信號(hào)，需要連接二極管和進(jìn)行信號(hào)處理的電子學(xué)線路，在晶體上做出兩個(gè)接觸極。晶體上的電接觸具有兩極：較厚的鋰擴(kuò)散極，即N+接觸極（幾百微米）；較薄的離子注入極，即 P+極（幾百納米）。鋰接觸極較厚，因?yàn)榇藰O是金屬鋰擴(kuò)散到 晶體中所形成的，厚度可控制在幾百微米的量級(jí)，晶體能夠被切割成任意形狀。然而， 晶體（二極管）內(nèi)部的電場(chǎng)分布很重要， 這點(diǎn)使得具有實(shí)用價(jià)值的晶體形狀

3、被限制成帶有中心圓孔的圓盤狀或圓柱體狀。 圓柱體探測(cè)器的一端是封閉的，又稱為同軸探測(cè)器； 而圓盤狀的探測(cè)器一般稱為平面探測(cè)器。根據(jù)所用材料類型的不同（N型或者P型），接觸極是不同的。對(duì)于 P型探測(cè)器，較厚的鋰擴(kuò) 散極在探測(cè)器的外表面而薄的離子注入極在內(nèi)表面。對(duì)于N型探測(cè)器，接觸極和 P型恰好相反。圖1給出了兩種P型探測(cè)器晶體的示意圖；圖 2給出了兩種N型探測(cè)器晶體的示意 圖。*400 Ucftxit尹，帆GEM HPGe Crystal圖1. P型高純錯(cuò)探測(cè)器幾何結(jié)構(gòu)示意圖。0 3 McroniGAMMA-X Crysia圖2. N型高純錯(cuò)探測(cè)器幾何結(jié)構(gòu)示意圖。N型同軸探測(cè)器外殼為鍍，有兩個(gè)優(yōu)

4、點(diǎn) ：（1）耐中子損傷能力強(qiáng)，通常比同樣體積的 P型同軸 探測(cè)器要強(qiáng)20倍；（2）有較薄的入射窗，可探測(cè)的能量范圍為 0.02l0MeV ,因此，它被稱作 為GAMMA-X 探測(cè)器。但是它價(jià)格較高，容易損壞。P型探測(cè)器外殼通常是不銹鋼的，吸收低能丫射線，對(duì)于低能區(qū)的分辨率不高，但是價(jià)格相比N型要便宜。2、探測(cè)器工作原理探測(cè)的射線進(jìn)入靈敏區(qū)，產(chǎn)生電離，生成大量的電子-空穴對(duì)，在外加電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別迅速向正負(fù)兩極漂移、被收集，在輸出電路中形成脈沖電信號(hào)半導(dǎo)體探測(cè)器中的電子-空穴對(duì)稱為探測(cè)器的信息載流子，3eV（半導(dǎo)體探測(cè)器）。多道脈沖幅度分析器（MCA）多道脈沖幅度分析器，脈沖信號(hào)幅度分

5、布的儀器。它把脈沖信號(hào)按幅度的大小進(jìn)行分類并記 錄每類信號(hào)的數(shù)目。主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換（ ADC）、地址編碼器和存儲(chǔ)器構(gòu)成；探測(cè)器將不同能 量的伽馬射線換成幅度與能量成正比的脈沖信號(hào)，輸入到 ADC ,轉(zhuǎn)化成數(shù)字表示，進(jìn)入編 有地址的存儲(chǔ)器中每個(gè)地址存儲(chǔ)器為一道，設(shè)有一個(gè)計(jì)數(shù)器。每存一次使該道讀數(shù)加一 16384道，采用8192道，兩道作為一道輸出 四、實(shí)驗(yàn)步驟開機(jī)并穩(wěn)定半小時(shí)以上；測(cè)量137cs標(biāo)準(zhǔn)源；測(cè)量152Eu標(biāo)準(zhǔn)源，進(jìn)行能量刻度；測(cè)量鍍鐳指南針；測(cè)量樣品的特征丫射線譜。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用152Eu放射源進(jìn)行探頭能量刻度采集并觀測(cè)226Ra的丫射線譜，認(rèn)識(shí)鐳組丫射線譜的主要成份六、實(shí)驗(yàn)小結(jié)思考題：如果某一個(gè)核素放出幾種不同能量的 丫射線，丫譜分析時(shí)用一種能量還是用幾種能量 ？ 用幾種能量，因?yàn)橥粋€(gè)核素會(huì)釋放出不同能量的 丫射線。如果只用一種能量會(huì)誤認(rèn)為是其 他核素釋放的丫射線。用丫譜分析方法測(cè)定樣品中鐳含量時(shí)，樣品為什么要密封30天以上？因?yàn)殍D樣品制成初時(shí)為粉末狀，不含氫。而鈾系中高能量的丫譜線主要來自鐳以后的