符合法测量放射源活度实验报告
班级： 姓名： 学号：
一. 实验目的
1、 学习符合测量的基本方法。
2、 学习用符合方法测定60Co放射源的活度。 二. 实验内容
1、调整符合系统的参量，选定工作条件，观察各级输出信号波形及其时间关系。 2、测量符合装置的分辨时间。
3、用???符合方法测量60Co级联衰变的放射性活度。
三. 实验原理
符合技术是利用电子学方法在不同探测器的输出脉冲中把有时间关联的事件选择出来。选择同一时刻脉冲的符合称为瞬时符合。选择不同时的，但有一定时间联系的脉冲符合称为延迟符合。相反，排斥同一时刻或有时间关联脉冲的技术就是反符合或延迟反符合。符合法是研究相关事件的一种方法，在核物理与核技术应用的各领域中获得了广泛应用，如测量放射源的活度、研究核反应产物的角分布、激发态的寿命及角关联的测量、测量飞行粒子的能谱，研究宇宙射线和实现多参数测量等。???符合实验装置图如图2－1。
高压电源??探头光电倍增管NaI晶体塑料闪烁体跟随器线性放大器定时单道延迟成形定标器脉冲发生器光电倍增管跟随器高压电源示波器符合电路定标器??探头线性放大器定时单道延迟成形定标器NIM机箱低压电源图2-1 ???实验装置
1、 符合分辨时间?
探测器的输出脉冲总有一定的宽度，在选择同时事件的脉冲符合时，当从两个探测器输出的脉冲起始时间差别很小，以至于符合装置不能区分它们的时间差别时，就会被当作同时事件而记录下来，即符合装置有一定的时间分辨能力，符合装置所能够区分的最小时间间隔称为符合分辨时间，它的大小与输入脉冲的形状、持续时间、符合电路的性能都有关系。
分辨时间是符合装置的基本参量，它决定了符合装置研究不同事件间的时间关系时所能达到的精确度，对于大量的在时间上互不相关的独立事件来说，只要两个探测器的输出信号偶然地同时发生在?时间间隔内，这时符合电路也将把它们作为同时事件而输出符合脉冲，但这个事件不是真符合事件，这种不具有相关性的事件之间的符合称为偶然符合。例如某个核在某时刻发生衰变，其?粒子被?探测器记录，但级联的?没有被?探测器记录到，然而此时恰好?探测器记录了另外一个衰变核的?射线，那么这两个来自于不同原子核衰变的?和?射线在符合电路中产生的符合就是无时间关联事件的符合，即属于偶然符合。
假定不具有时间关联的两道脉冲均为理想的矩形脉冲，其宽度为?，偶然符合的计数率和两个输入道的计数率分别为nrc、n1和n2 ，则有
nrc?2??n1?n2
??nrc （2-1） 2n1n2显然，减少?，能够减少偶然符合几率，但由于辐射进入探测器的时间与输出脉冲之间存在统计性的时间离散，当?太小时，使得某些同时事件的脉冲因前沿离散而时距大于符合电路分辨时间的可能性增加，从而使得真符合丢失的几率增大。 2、 测量符合分辨时间的方法
1) 偶然符合方法测量分辨时间
通过测定偶然符合计数率nrc和两道各自的计数率n1和n2，根据（2-1）式就可以得到符合分辨时间?。其中两道的计数率应是时间上无关联的粒子在两个探测器中分别引起的计数率；符合道计数率nrc应纯粹是偶然符合。但实际测量到的符合计数率中还包含有本底符合计数率
nb。本底符合计数率是由宇宙射线和周围物体中天然放射性核素的级联衰变，以及散射等产生?为： 的符合计数所构成。所以实际测量到的符合计数率nrc??nrc?nb?2??n1n2?nb nrc??nbnrc??2n1n2
（2-2）
?和n1?n2是直线关系。通过改在固定实验条件下可认为本底符合计数率nb是不变的，则nrc?、n1和n2改变，作出几组nrc?和n1?n2的数据。用最小变放射源到探测器的距离或其它方法使nrc二乘直线拟合，可以求出直线的斜率2?和截距nb。
2) 利用测量瞬时符合曲线的方法测定符合装置的分辨时间
对于瞬发事件，即两事件发生的时间间隔远小于符合分辨时间?的事件，人为地改变它们的相对延迟时间td，符合计数率随td的分布曲线称为瞬时符合曲线。如图2-1所示，用脉冲发生器作为脉冲信号源，同时输入到两道。先把其中一道的脉冲延迟某一时间，这时两道脉冲相互分开，不同时进入符合电路，没有符合计数。然后调节另一道的延迟时间，改变它们的相对延迟时间，当两道脉冲在时间上符合时，将有符合计数，结果可以测到如图2-2a 所示的瞬时电子学符合曲线，成矩形分布，其宽度为2?，?称为电子学分辨时间。
符合计数率符合计数率2?2?延迟时间td延迟时间td（a）图2-2瞬时符合曲线
（b）
如果用放射源60Co的???瞬时符合信号作瞬时符合曲线测量，由于探测器的输出脉冲前沿时间上存在离散，其结果将如图2-2b 所示。以它的半宽度FWHM来定义符合分辨时间
FWHM?2??，??又称为物理分辨时间，在慢符合（??10?7s）情况下????。 3、 ???符合法测量放射源的活度
60
Co 衰变时，同时发射?和?射线，称为级联幅射，其衰变图如图2-3 所示。利用图2-1 所
示的实验装置作???符合，两个探测器都采用闪烁计数器，测量?粒子的?探测器是塑料闪
烁体，它对?射线虽然也灵敏，但探测效率低。?探测器用 NaI(Tl) 闪烁体，遮光的铝屏蔽套能把60Co发出的?射线完全挡住，只能测量到?射线。
设60Co放射源的活度为A0（衰变数/测器对?的探测效率是??，?探测器对探测效率是??，则有：
60Co（5.27年）秒），?探
?0.31 MeV2.50MeV?射线的
n?0?A0???
n?0?A0??? nc0?A0??????
其中n?0是?粒子在?探测器中引
?17?10?13s1.17 MeV1.33 MeV?260Ni1.33 MeV0图2-3 60Co的衰变纲图
起的计数
率，n?0是?射线在?探测器中引起的计数率，nc0是???真符合计数率。所以，60Co放射性活度可以表示为：
A0?n?0?n?0nc0
（2-3）
可以看到活度的计算结果只与?计数道，?计数道和符合计数道的计数率有关，与探测器的探测效率无关，这给放射源的活度测量带来很大方便。但是，为得到准确的活度，还必须进行一系列的修正。因为实际测到的符合计数中还包含有偶然符合的计数，本底符合计数，???符合计数等；?道和?道的计数还必须扣除本底；此外，还应考虑所测量核素的衰变特性，如角关联，内转换等。
1）?道、?道和符合道计数率的实验测定
?道：测到的?道的总计数率n?并不全由?粒子所贡献，还有本底计数率n?b和60Co
的?射线在?探测器中引起的计数率n??，所以?道中由?粒子引起的计数率为：
n?0?n??(n???n?b) ?n??n?(??b)
（2-4）
根据60Co发射的?射线能量，在放射源的对着?探测器的一侧加上厚度足以挡去?射
线的铝吸收片，这时?道计数率由本底和?射线所造成，即（2-4）式中的n?(??b)。
?道：?道测量到的总计数率n?中包含本底计数率n?b，所以由?射线引起的计数率应
是：
n?0?n??n?b
（2-5）
测量有放射源时的计数率n?和没有放射源时的本底计数率n?b，两者之差即为n?0。 符合道：因为?探测器对?射线也有一定灵敏度，因而符合道计数率nc由四个来源组
成，即：
nc?nc0?nrc?n???ncb
（2-6）
nc0是???真符合计数率，ncb是本底真符合计数率，n??是其中nc是符合道的总计数率，
nrc是偶然符合计数率。?探测器和?探测器测到的?射线计数引起的???真符合计数率，所以真符合计数率为：
nc0?nc?(nrc?n???ncb)
（2-7）
当真符合计数率远小于两道计数率时，即nc0??n?和nc0??n?时 , 偶然符合计数率可以由实验测定的分辨时间?以及n?、n?，根据（2－1）式计算得到：
nrc?2??n?n?
（2-8）
为得到真符合计数率nc0，必须确定（2-7）式括号内除偶然符合计数率外的其它两项。为此在60Co 放射源的对着?探测器一侧放上足以挡住全部?粒子的铝吸收片，这时符合计数率ncb0应该是：
ncb0?n???ncb?2??n?(??b)?n?
n???ncb?ncb0?2??n?(??b)?n?
（2-9）
其中，n??和ncb的含义与（2-6）式中一样，2??n?(??b)?n?是这种情况下的偶然符合计数率，其中n?是?道的计数率，n?(??b)是?道的计数率：
n?(??b)?n?b?n??
（2-10）
n??是?射线在?探测器中引起的计数率其中n?b是?探测器的本底计数率，。把（2-9）
相关推荐：
loading