GM计数管主要事项

一般来说,对 GM 计数管能量响应的测定,其要考虑的影响因素多。首先即为辐射屏蔽,对辐射的屏蔽,由于实验环境中的墙壁和地面等散射物的影响,存在大量的空间杂散本底,一般来说在离散射靶 70cm 测点处比本底信号强度高 4 个量级。因此,减少本底干扰、提高信噪比是能量响应标定的关键技术之一。

铅屏蔽的厚度一般为 50cm,用以阻挡放射源放出的γ射线直接到达探测系统产生干扰,屏蔽体后壁需开一斜喇叭口,以避免射线经后壁反照到散射靶。同时,为了降低通道内本底的干扰,需对准直器进行特殊设计。一般来说,根据 GM 计数管灵敏区的大小,准直器前喇叭口直径为 4cm,中段口径为 2cm,使辐射源释放的γ射线照射到斜喇叭口的管壁后不再反射到散射靶上;准直器的后喇叭口直径为 5cm,放探测器一面的斜度要适当,一方面要阻挡辐射源释放的γ射线直接到达散射角为 25°的探测器,另一方面要尽量减少γ射线经管壁到散射靶的量;不放探测器一面的斜度要以避免γ射线经准直器内管壁反射后到达探测器和散射靶上为宜。

另外, γ光子与靶物质发生作用产生散射了的同时, 还伴随有康普顿电子射线的产生。

因此在探测器与散射靶之间需放 Fe(约 1mm 厚度)吸收片以消除电子射线对探测器输出的

影响。

对于底要求的能量响应标定一般可采用θ角为 35°、50°、64°和 87°,相应的能量为 0.87、0.66、0.52、0.38MeV。

提高探测器的能量分辨率:

由于探测器对散射靶以及散射靶对辐射源都有一定的张角,造成了一定程度的能量弥散,影响探测系统的能量分辨率。因此提高能量分辨率是能量响应标定的另一关键技术。在忽略散射靶对辐射源张角的情况下,散射γ能量弥散的量与散射靶和探测器的直径、探测器与散射靶的距离以及散射角度等因素有关。探测系统的能量分辨率的计算公式为:

r 、 2r 分别为散射靶和探测器的半径,cm;l 为散射靶与探测器的距离,cm;从式中可知:在保证在保证探测器有足够输出的前提下, 适当减小探测器和散射靶的半径、增加散射靶与探测器的距离可以降低γ射线的能量弥散,提高系统的能量分辨率。而对实验数据最简单的检验,即对采用 137Cs(0.611MeV)和 60Co 采用康普顿散射而获得的能量为 0.661MeV 的射线的灵敏度一致性比对。


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