alpha譜儀實(shí)驗(yàn)(編輯修改稿)
2024-09-01 00:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 端電位立即恢復(fù)，但是還達(dá)不到理想狀態(tài)。要是在恢復(fù)時(shí)間內(nèi)又有第二個(gè)脈沖輸入，其脈沖幅度將明顯受到影響，在低能端形成拖尾。如果電路中存在電容性的寄生參量，將高能端將產(chǎn)生拖尾。 在計(jì)數(shù)率較高時(shí)，若兩個(gè)射線粒子（光子）幾乎同時(shí)入射，探測器和電路的時(shí)間分辨能力不足以區(qū)分開而作為一個(gè)射線來記錄，所得的脈沖能量為兩個(gè)射線粒子（光子）的能量之和，從而在射線譜中得到一個(gè)能量很高的譜峰—和峰。天然放射性物質(zhì)進(jìn)行α衰變放出的α粒子的能量在4～8MeV 之間（能量最大Thc’(212Po) ，），核反應(yīng)截面很小，產(chǎn)生盧瑟福散射的幾率也很小，主要是與核外電子的相互作用。α粒子與電子碰撞，將使原子電離、激發(fā)而損失能量。α粒子的質(zhì)量比電子大得多，當(dāng)它通過吸收體時(shí)，需經(jīng)過多次碰撞才損失較多的能量（因?yàn)樵谝淮闻鲎仓校|(zhì)量為M、能量為E的帶電粒子，轉(zhuǎn)移給電子（質(zhì)量為m）的最大能量約為4EmM/(M+m)2）。金硅面壘型探測器來測量α粒子能譜.金硅面壘探測器結(jié)構(gòu)如圖所示，是用一片N型硅，蒸上一層簿金層（1002000A）,接近金膜的那一層硅具有P型硅特性，這種方式形成的PN結(jié)靠近表面層，結(jié)區(qū)即為探測粒子的靈敏區(qū)。探測器工作時(shí)加一反向偏壓,帶電粒子在空間電荷區(qū)（勢壘區(qū)）內(nèi)損失能量而產(chǎn)生電子—空穴對其數(shù)目同帶電粒子的能量損失值E有關(guān): N=E/W，式中N是產(chǎn)生的正、負(fù)離子對數(shù),W是產(chǎn)生一對正、負(fù)離子對所需的平均能量, 正、負(fù)離子對，在一定的反向偏壓作用下分別向探測器正、負(fù)極漂移，在輸出電路產(chǎn)生電壓脈沖,電壓脈沖的幅度與核輻射在半導(dǎo)體探測器的靈敏區(qū)中的損失的能量成正比(若粒子在靈敏區(qū)損失其全部能量時(shí))；脈沖數(shù)與核輻射的強(qiáng)度成正比。 為了提高譜儀的能量分辨率，探測器放在真空室中；另外金硅面壘探測器一般具有光敏的特性，在使用過程中，應(yīng)有光屏蔽措施。半導(dǎo)體譜儀：半導(dǎo)體譜儀的組成如圖1所示 金硅面壘探測器是用一片N型硅，蒸上一薄層金（100200），接近金膜的那一層硅具有P型硅的特性，這種方式形成的PN結(jié)靠近表面層，結(jié)區(qū)即為探測粒子的靈敏區(qū)。探測器工作加反向偏壓。粒子在靈敏區(qū)內(nèi)損失能量轉(zhuǎn)變?yōu)榕c其能量成正比的電脈沖信號，經(jīng)放大并由多道分析器測出幅度的分布，從而給出帶電粒子的能譜。偏置放大器的作用是當(dāng)多道分析器的道數(shù)不夠用時(shí)，利用它切割、展寬脈沖幅度，以利于脈沖幅度的精確分析。為了提高譜儀的能量分辨率，探測器要放在真空室中。另外金硅面壘探測器一般具有光敏的特性，在使用過程中，應(yīng)有光屏蔽措施。金硅面壘型半導(dǎo)體譜儀具有能量分辨率高、能量線性范圍寬、脈沖上升時(shí)間快、體積小和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在粒子及其它重帶電粒子能譜測量中有著廣泛的應(yīng)用。 帶電粒子進(jìn)入靈敏區(qū)，損失能量產(chǎn)生電子空穴對。形成一對電子空穴所需的能量，與半導(dǎo)體材料有關(guān)，與入射粒子的類型和能量無關(guān)。對于硅，在300K時(shí)。對于鍺。若靈敏區(qū)的厚度大于入射粒子在硅中的射程，則帶電粒子的能量E全部損失在其中，產(chǎn)生的總電荷量Q等于。為產(chǎn)生的電子空穴對數(shù)，e為電子電量。由于外加偏壓，靈敏區(qū)的電場強(qiáng)度很大，產(chǎn)生的電子空穴對全部被收集，最后在兩極形成電荷脈沖。通常在半導(dǎo)體探測器設(shè)備中使用電荷靈敏前置放大器。它的輸出信號與輸入到放大器的電荷量成正比。 探測器的結(jié)電容是探測器偏壓的函數(shù)
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