核儀器概論教學課件ppt核儀器前言與譜儀的基本概念(編輯修改稿)
2025-02-12 00:16 本頁面
【文章內容簡介】 粒子能量的分布曲線 即“能譜” 。 16 ③ 實際譜曲線中的幾個概念 a、從譜的形成過程可知：能譜是測量了 大量 粒 子以后得到的 統(tǒng)計結果 。 實際 ，在探測器中，從粒子能量到脈沖產(chǎn)生是非常復雜的過程（包括輻射與物質相互作用的發(fā)生、電離或激發(fā)、光電子倍增過程等）其中不可避免的有 統(tǒng)計漲落 這一因素。此外，譜儀的電子學電路中還存在有多種因素影響信號的幅度。因此 同一能量的粒子會產(chǎn)生不同幅度的脈沖，形成脈沖幅度的分布。 b、理想情況下，同一種能量的粒子應產(chǎn)生同一 幅度的脈沖。因此單一能量粒子的譜曲線應 為單一線譜。 17 ☆ NaI晶體做成的譜儀測出的 137Cs的能譜圖 18 ☆ 如圖（ a）所示： α射線在探測器中，引起探測介質原子的電離，產(chǎn)生一系列的電子 — 離子對。一定能量的 α粒子產(chǎn)生的離子對數(shù)是漲落的，服從一定的概率分布。 不同入射能量的粒子產(chǎn)生的脈沖分布可能互相疊加。如圖（ b）所示： 19 以上分析可見：諸多因素會使得最終所測到的脈沖幅度分布（或能譜）可能很復雜。因此從能譜再反推出被測樣品中核素的種類及含量也可能是一個復雜的過程 。能譜測量技術要解決的主要問題之一。 20 探測器 前置 放大器 探測器 偏置電壓 譜儀 放大器 接口 電路 譜儀 ADC、多道緩沖器（ MCB） 計算機 多道分析器 譜儀的系統(tǒng)框圖 21 各 部分功能 簡述如下： ◇探測器：將 射線能量 轉變?yōu)?與之成正比的電 荷量。 ◇探測器偏置電壓：為探測器提供大小、性能 符合要求的 工作電壓 。 ◇ 前置放大器： 收集 探測器輸出的 電荷量 并將 其 轉換為幅度與 探測器輸出 總電荷量 成正比的電壓 信號 。 另外 ， 前置放大 器的電路設計應保證使其輸出信號有 盡量大的信噪比 。 22 ◇ 譜儀放大器：一方面是將從前放接受到的信 號幅度 進一步放大 到所需要的數(shù)值，另一方面譜儀放大器的電路中采用了成形、濾波、極零相消、堆積判棄等 一系列重要的信號處理環(huán)節(jié) ，可進一步改善信噪比和（或）縮短每個脈沖的相應時間，盡量減少堆積效應。使整個能譜測量系統(tǒng)有 更好的能量分辨率。 ◇ 譜儀 ADC、多道緩沖器（ MCB）： 譜儀 ADC：將放大器輸出的 攜帶著能量信 息的電壓信號轉換成數(shù)字量。 23 ◇ 接口電路：完成 ADC、 MCB與計算機之間的各 種控制 信號及數(shù)據(jù)傳送 。 ◇計算機：完成譜的 顯示 、譜數(shù)據(jù)的 處理 、文件 的 管理 、系統(tǒng)的 控制 等多種重要任務。 計算機與譜儀 ADC、多道緩沖器（ MCB）共同構成 多道分析器 。對于研究核輻射這樣的具有統(tǒng)計性的物理現(xiàn)象，多道分析器是不可缺少的有效設備。 多道緩沖器（ MCB）：將 ADC輸出的數(shù)字量 暫時 存貯 起來，并隨時準備按系統(tǒng)控制信號的要求將數(shù)據(jù)傳送給計算機，以進行統(tǒng)計、分析和數(shù)據(jù)處理。 24 在能譜分析系統(tǒng)中 多道分析器的主要任務 是： 將放大器輸出的脈沖信號的 幅度 經(jīng) ADC轉換為數(shù)字量 。 再按其轉成的數(shù)字量將 幅度進行分類 ，并將不同幅度類別的信號的計數(shù)按幅度順序進行 存儲 ，最終得到序列脈沖 幅度的分布譜 。 因放大器輸出的脈沖信號的幅度正比于被測射線的能量，因此脈沖 幅度譜經(jīng)能量刻度 后可代表被測放射性樣品的能譜。 25 譜儀的 能量分辨率 ： 在單能 α 粒子能譜圖中，曲
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