,实验十四 环境样品的放射性核素含量的测量与分析(γ谱仪)

实验十四 环境样品的放射性核素含量的测量与分析（γ谱仪）

一、实验目的：

1、掌握放射性活度测量原理

2、了解土壤样品的采集方法 3、掌握本底扣除方法 4、掌握NaI效率刻度方法 5、掌握γ放射性活度分析 6、了解国内的法规和标准 二、实验原理：

γ射线与物质相互作用主要产生三种效应：光电效应、康普顿效应、电子对效应。利用这三种效应的特性可以实现对γ射线的测量，从而实现放射性核素的测量与分析。

NaI (Tl)闪烁体探测器是常用的γ射线测量仪，闪烁体探测器由闪烁体、光电倍增管、电子放大线路组成。

闪烁体将射线的能量转换成光能，是含有Tl的NaI晶体。

光电倍增管由光阴极、打那极、阳极组成。光照射光阴极产生光电子，光电子在各打那极上倍增，最后在阳极上收集并产生电压脉冲。

由于光电倍增管输出的脉冲幅度比较小、内阻较高，一般在探头内部安置一级射极跟随器以减少外界干扰，同时实现现行放大器的输入端阻抗匹配。

线性放大器能将电信号放大10~1000倍，以便可以实现分析仪分析。 多道分析仪是将线性放大器的输出脉冲按高度分级，形成谱形。 对闪烁体探测器进行能量标定后，即可知道所测谱形上峰位对应γ射线的能量。对闪烁体探测器进行效率标定后可知道某一能量射线的探测效率。

不同核素衰变放出的γ的能量是不同的，可以根据探测器探测到的γ射线的能量推断出该核素的种类，再根据探测器探测到该核素的总量和该核素的效率可知该核素的活度。 实验仪器： 三、实验仪器：

NaIγ分析谱仪一套； 铅室一个；

标准物质样品一盒； 样品盒一个；

被分析的矿石若干； 四、实验内容： 定高压：

原则:<612v,137Cs在200道左右。 实际高压：619v 能量校准：

是在谱仪确定的条件下，建立γ或χ射线能量与其全能峰位在多道脉冲幅度分析器中的道址的关系。如果能量刻度曲线获知，则对于一能量未知的全能峰的峰位，就可以确定该峰位的γ或χ射线能量，并根据其他参数（如半衰期、发射率）确定其来源于哪种核素。通常能量刻度曲线的近似表示为：

E（Xp）=CXp+E0

式中：Xp——峰位道址，E0——直线截距，C——直线斜率（KeV/道）

将含有60Co，137Cs的标准源进行能量校准，对标准源测量10min后用多道数据采集器

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进行分析。 测量结果如下：

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60Co发出的γ射线能量为662kev，全能峰的道址Xp =167；137Cs发出的1173.2kevγ射线的全能峰道址为309，1332.5kevγ射线的全能峰道址为353。由第一和第三道峰可求出

C=3.6048kev/道 E0=59.9984kev

E（Xp）=3.6048Xp+59.9984 （kev）

Xp=309时，E（Xp）=1173.8816kev与第第二道峰对应的能量1173.2kev相对误差为0.06%。可知上述公式可以较好地反映道址和能量的关系。 效率标定：

将340克的标号为URTK2# 的U、Ra、Th、K的混合体标准源进行效率标定，标准源的主要参数如下：

238U=368.37Bq/kg 5%k=2 226Ra=633.01Bq/kg 3.5%k=2 234Th=988.07Bq/kg 3.5%k=2 40K=1604.88Bq/kg 3.5%k=2

混合标准参考源放在铅室中测量16小时，用用多道数据采集器进行分析结果如下：

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c、环境样品放射性核素测定 将采回的样品

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312g矿石