无源效率刻度方法测土壤样品活度(2)
1.2 课题目的
本课题旨在选取低活度水平条件下的体源(土壤样品)进行活度测量，将比较测量方法得出的结果与无源效率刻度方法的测量结果对比，其目的在于研究无源效率刻度方法在环境测量等方面的应用，以提高对放射性核素样品的测量和分析能力。
1.3 本课题采用方案
本课题进行时，将按照一般比较法测量土壤样品中的放射性活度的方法与无源效率刻度方法测土壤样品活度方法对比展开。
首先将按照一般土壤样品测量方法进行，具体步骤如下：
明确实验主旨，阅读于本实验相关文献、资料；
根据实验目的确定实验方案，并开始实验前期准备；
具体展开测量工作，得出实验原始数据；
对实验原始数据进行处理，得出结果数据，并对其进行误差分析；
对实验结果进行对比，得出结论。
2 γ能谱测量与分析方法简介
2.1 γ能谱仪原理
每个放射性核素的核衰变到各个激发态，以及各个激发态跃迁产生具有特定能量的γ射线，这种跃迁行为是有其固定的几率，所以每个核素都有与众不同的衰变纲图。γ能谱分析是通过测量样品中放射性核素特征γ射线（特征峰）的能量和强度（表现为该特征峰处的计数或计数率），用以确定样品中含有放射性核素的种类及其的含量。
放射性核素衰变时会放出γ射线，这些射线与物质能够发生相互作用，这时候主要会产生如图1的光电效应，康普顿效应和电子对效应。
光电效应：γ光子与原子核发生作用，损失所有能量，这些能量完全被原子核外电子获得，这些能量使得电子拥有足够的能量脱离原子核的束缚而成为光电子。在γ射线携带能量较低（<1Mev）易于被原子核束缚，以及吸收物质（靶物质）原子序数比较高对γ光子束缚能力较强的情况下，光电效将占据主要地位。如果探测器吸收了光电子能量，内层电子将会产生出空穴，外层电子通过跃迁填补这一空穴时会产生因退激而发射出的的特征Χ射线（或这是俄歇电子）的全部能量也被探测器吸收，这时入射光子的能量全部沉积在探测器上，能谱上将会出现全能峰。
康普顿效应：γ光子与原子发生相互作用而被散射，运动方向发生偏转，同时电子受到反冲力的作用。此时入射γ光子把能量的一部分传递给反冲电子，这个能量的范围从0开始到极大值（可出现连续谱）。探测器吸收了反冲电子的能量，形成一个连续谱——康普顿谱。而保留了部分能量的散射光子，将又可能发生新的散射过程，可能会全部被吸收或者出现逃逸。如果探测器吸收了全部的能量，在谱的全能峰上也会出现计数。在能量处于几个MeV的范围内时，康普顿效将占据占主要地位。
电子对效应：当入射光子能量大于1.02Mev时，在核库仑场中将会产生正、负电子对。电子对将共同分配入射光子能量除去1.02MeV的能量。电子对效应产生的正负电子的动能会被晶体消耗。当动能耗尽正电子与吸收物质中一个电子发生湮灭时，会放出两个光子，其能量为0.551 MeV。这两个光子将会继续与物质发生相互作用，这时会出现三种情况：（1）上述电子湮灭时产生的两个光子全被吸收，将形成全能峰；（2）两个光子中的一个如果逃逸，将产生一个逃逸峰，其能量为入射光子能量减去0.551 MeV；（3）如果两个光子都逃逸，将产生双逃逸峰其能量为入射光子能量减去1.02MeV。
三种效应示意图
2.1.1γ探测器工作原理
γ射线和探测器会产生相互作用，导致能量损失，此时将会产生的电子-空穴对，空穴-电子对受到外加电场的作用力，发生移动而被探测器收集，得到一个能量脉冲，其幅度与γ射线能量是一个正比关系。这个脉冲电信号经过放大器多级放大、再由多道脉冲幅度分析器分析以及数据处理系统计数，得到一个γ射线在不同能量下的分布情况谱图即为γ能谱。
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