1、本文格式為word版，下載可任意編輯伽馬射線吸收實驗報告 試驗: : 伽馬射線得汲取 試驗目得 1 了解射線在物質中得汲取規律。 2 測量射線在不同物質中得汲取系數。 3 學習正確支配試驗條件得方法。 內容 1 選擇良好得試驗條件,測量0 c（或 137 c)得射線在一組汲取片(鉛、銅、或鋁)中得汲取曲線，并由半汲取厚度定出線性汲取系數。 2 用最小二乘直線擬合得方法求線性汲取系數。 原理 1 窄束射線在物質中得衰減規律 射線與物質發生相互作用時,主要有三種效應：光電效應、康普頓效應 與電子對效應(當射線能量大于 1、2ev 時,才有可能產生電子對效應)。 會就度強其,時質物過穿在線射束窄得能

2、單。線射束窄為稱常通,線射得束行平成直準減弱，這種現象稱為射線得汲取。射線強度得衰減聽從指數規律,即 （ ) 其中分別就是穿過物質前、后得射線強度,就是射線穿過得物質得厚度(單位為 cm),就是三種效應截面之與，n 就是汲取物質單位體積中得原子數，就是物質得線性汲取系數(，單位為）。明顯得大小反映了物質汲取射線力量得大小。 ,比正成i度強線射得刻時該與是就總n率數計得刻時一某,下件條驗實得同相在于由因此 i 與得關系也可以用與得關系來代替。由式我們可以得到 ) 2 （ = 0 - （ 3 ) 可見，假如在半對數坐標紙上繪制汲取曲線,那末這條汲取曲線就就是一條直線，該直線得斜率得肯定值就就是線性

3、汲取系數。 得質物收吸與量能得線射射入隨是就都面截得應效種三得用作相互質物與線射于由原子序數 z 而變化,因此單能射線得線性汲取系數就是物質得原子序數 z 與能量得函數。 ( 4 ) 式中、分別為光電、康普頓、電子對效應得線性汲取系數。其中 ) 5 ( 圖 2 給出了鉛、錫、銅、鋁對射線得線性汲取系數與射線能量得關系曲線。 物質對射線得汲取系數也可以用質量汲取系數來表示。 此時指數衰減規律可表示為 ) ( 其中表示物質得質量汲取系數單位就是 cm 2 /g,就是物質得密度,它得單位就是g/cm)。表示物質得質量厚度。由于 ) ( 式中就是阿佛加德羅常數,a 就是原子核質量數。所以質量汲取系數與

4、物質與物理狀態無關，因此使用質量汲取系數比線性汲取系數要更便利些。 物質對射線得汲取系數也常用"半汲取厚度'表示。所謂"半汲取厚度'就就是使入射得射線強度減弱到一半時得汲取物質得厚度,記作。從(1）式可以得出與得關系為 ) 8 ( 由此可見,也就是物質得原子序數 z 與射線能量得函數。通常利用半汲取厚度可以粗略定出射線得能量。 由上可知，要求線性汲取系數時，可以由汲取計算斜率得方法得到，也可以由汲取曲線圖解求出半汲取厚度從而推算得到。以上兩種方法都就是用作圖方法求得線性汲取系數得,其特點就是直觀、簡潔,但誤差比較大。比較好得方法就是用最小二乘方法直線擬合來求

5、得線性汲取系數。 對于一系列得汲取片厚度、(假定沒有誤差),經計算得到一系列得計數率這里就是相應于得測量時間,利用(2)式 則 n= 令n 則 其中斜率(即為）與截距 b 得計算中心公式為 式中(表示得權重),其它類似。 得計算如下(假定本底不大與本底誤差可以忽視) a 與 b 得標準誤差為 式中,其中 、 關于汲取試驗條件得支配 上面得爭論都就是指得窄束射線得汲取過程。從實際得試驗條件來瞧,探測器記錄下來得脈沖數可能有五個來源(見圖 4),圖中 （1） 透過汲取物質得射線; （2） 由四周物質散射而進入得射線; （3） 與汲取物質發生小角散射而進入得次級射線; （4） 在探測器對源所張立體角

6、以外得射線被汲取物質散射而進入; （5） 本底。 其中只有第一類射線就是我們要得透射強度,因此選擇良好得試驗條件以削減后四類射線得影響,就成為獲得精確結果得主要因素。試驗時要合理得選擇汲取片與放射源,汲取片與探測器之間得相對位置以獲得良好得試驗結果。 裝置 試驗裝置得示意圖見圖 5 探測器,(計數管探頭,j365,一臺及計數管,fj-0，一支或ai(tl)閃耀計數器,f-367，一個）; 自動定標器,f-40,一臺； 放射源，6 co(或 137 cs)毫居級,1 個； 汲取片,鉛、銅、鋁,若干片。 步驟 1調整裝置,使放射源、準直孔、探測器得中心處在一條直線上。 .選擇汲取片得合適位置，使小

7、角散射得次級射線影響較小(稱為良好得幾何條件）與影響較大(稱為不好得幾何條件)得兩種狀況下,各做一條對鉛材料得汲取曲線,各點統計誤差要求(2-)%。 、 在良好得幾何條件下,做一條對銅或鋁得汲取曲線,各點得統計誤差要求（23)%、 4、 測量射線在鉛與銅中得汲取曲線時,所加汲取片得總厚度應不小于三個半汲取厚度,對鋁要求不小于兩個半汲取厚度。 試驗數據處理分析 1 、 最差幾何條件鐵材料 liner moel poly: f(x) = p*x + 2 coeficiet （ith onfine ound)： = 、5 69 (-0 、545 , -0 、85) 2 、453 (8 、4 7, 8

8、 、498 ） gons of ft: se: 0、01336 rquare: 、976 adjused rqae: 0、97 rmse: 0、036 2 、 最優幾何條件鐵材料 lier model poly1： f（x） = p1 + 2 coefficients (with 95% confdenc bouds): 1 = 0 、637 (-0 、66 3, 、611) p2 = 8 、418 (8 、36 , 、7 ） goodness o fit: se: 0、01235 r-que: 0、975 ajustd r-suare： 0、972 rmse: 0、33 3 、 最差幾何條件

9、鉛材料 linear mod pol1: f(x) = p1*x 2 coefficiens (ih 9% onfiece bn): p = -1 、0 8 (-1 、03 ， - 、974) p = 8 、428 ( 、4, 8 、456) goness o fit： sse： 0、002886 -suare: 0、99 adjuted -square： 0、993 rmse： 0、89 4 、 最優幾何條件鉛材料 liear mdel o: f(） 1 + p2 efiients (with 5% cnfiece bnds): p -1 、8 (-1 、187, -1 、129) 2 =

10、、409 (8 、377, 8 、4 1) goones of ft: s： 、02165 r-que： 0、994 dsted rsqare: 、9 m e: 、 19 方法一: e:u1=0 、637 d1 =0 、6 3/u1 1 、877 m pb:u2=- 、158 d1/ =0 、693 1 、158=0 、5984cm 方法二: 從計數值達到初始值得一半： 最優幾何條件鐵: d1/2=1 、2cm 最優幾何條件鉛:d1/2=0 、6 cm 結果分析：從鐵與鉛得汲取曲線上瞧,最優與最差得斜率相近,且最優條件斜率大,這就是符合理論得。至于從計數值上直接瞧出半汲取厚度與方法一對于鐵相差

11、較大,統計漲落大得緣由還有一大部分緣由在于平均加鐵得厚度太大,導致不夠精細。 思 考題 1 什么叫 射線被汲取了?為什么說 射線通過物質時沒有確定得射程？ . 什么樣得幾何布置條件才就是良好得幾何條件?在圖所示得試驗裝置圖中吸 片得位置應當放在靠近放射源還就是靠近計數管得地方？ 3. 試分析在不好得幾何條件下,測出得半汲取厚度就是偏大還就是偏小?為什么？ 4 試述本試驗中得本底應如何測量。又本底得誤差應如何考慮? 5. 假如事先并不知道 射線得能量,怎樣才能合理地選擇每次添加得汲取片厚 度,使測量結果既快速，結果也比較精確? 1. 伽馬射線與物質相互作用,能量耗盡在靶物質里。 伽馬射線與物質得相互作用與帶電粒子與物質相互作用有著顯著得不同。伽馬光子不帶電,它不像帶電粒子那樣直接與靶物質原子電子發生庫侖碰撞而使之電離或者激發，或者與靶物質核發生碰撞導致彈性碰撞能量損失或者輻射損失,因而不能像帶電粒子那樣用核