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1、第4章 带电粒子测量方法,野外伽马测量仪器,野外伽玛能谱仪简介,以FD3022为例,FD3022能谱仪原理框图,闪烁计数器将射线转换为电脉冲，电脉冲的幅度与射线能量成正比，脉冲计数率与射线强弱有关；放大器将探测器给出的脉冲线性放大，成形展宽后送至六个脉冲幅度分析器进行幅度分析；然后信号按幅度分成六路，分别进入六个计数器进行定时计数；计数器将记录的脉冲数送入单片机。六个脉冲幅度分析器中4个用于测量总放射性、铀、钍、钾，2个用于采集稳谱数据。 单片机系统主要包括单片机芯片、程序存储器、数据存储器、接口和总线等，在固化于程序存储器中的应用软件支持下，起着定时、控制、给出稳谱信号、系数保存、含量运算及
2、显示结果等作用。它对四个测量道的计数进行运算，利用液晶显示器给出铀、钍、钾含量及总道的铀当量含量，以便操作者记录。还对两个稳谱道的计数进行比较，比较的结果通过数模变换器输出一直流电压，作为脉冲幅度分析器的阈压，通过调整阈压来实现稳谱。仪器所用的参考源是137Cs源。,r射线通过物质谱线成分的变化,仪器谱 137-Cs NaI(Tl)闪烁计数器 谱仪框图,1-全能峰 0.661meV 2-反散射峰 0.184mev 3-BaKx 32.2keV 平台-康普顿平,3,2,1,r射线束通过物质时谱线成分变化,1、光子的吸收 光电效应、形成电子对 实际吸收谱线不会变化。 康普顿散射光子 介质厚度r形成
3、次级、更次级散射光子光子能量减少 因此：随介质厚度增加，初始射线能量的光子数占的比例逐渐减少。,、散射光子强度 3L:一次散射光子照射量率趋最大值 5L:一次散射与初级射线相等 L:为平均射程，r射线在物质中被吸收前所通过的路程的平均值。,、谱平衡 当某一定能量的r射线来穿过物质时，随着介质厚度的增加，射线谱形状没有明显变化，射线谱成分大体一致，各能量之间相对比例大致不边。 原因： 厚度增加散射射线增加谱低能射线增加 光电吸收作用谱低能射线减少 以上个过程相对平衡。,、天然射线谱 地下深度（1cm)基本上被屏蔽。放出的也是经过多次散射形成的能量约为keV大小的散射射线。 天然放射性册来年感是近
4、地表的放射性。 即使是近地表，也是低能成分多，高能少。,散射射线,散射射线的能量和照射量率与入射射线能量、介质厚度、测量几何条件等因素有关。 、反散射射线与原子序数的关系 几何装置,原因：l的原子序数大于“木头”，散射几率正比于单位体积内的电子数，即正比与原子序数。所以出现l的反散射比木头的大。 随着的增加，一方面增加，另一个方面，散射射线的增加，散射光子被吸收。 所以到了一定的时候，z增加，Is反而减小。 、散射射线与r入射光子能量的关系 随入射光子能量增加，Is减小。 原因： 能量增加， 增加。 能量增加，向前散射增加，向后散射减少。,、散射饱和厚度 当介质达到一定厚度后，散射射线照射量率不再增加而趋于饱和。 原因： d增加，散射增加， 韧致辐射增加，吸收增加。最后以上者达到平衡。,
放射性地球物理第4章带电粒子测量方法
