正比计数管测量x射线的吸收和特征谱doc
Be窗正比计数器1个、FH423电荷灵敏前置放大器1个、FH426B高压电源1个、FH1031A型低压电源1个、FH1002A线个、UMS微机多道采集系统、样品台和屏蔽体1套
238Pu X射线Fe X射线个、金属膜样品Ge、Zn、Cu、Fe、Cr、Ti各一个、未知金属样品三个、不同厚度的Al吸收片(0、2、4、6、8、10、12、14)
一束单色X射线垂直入射到吸收体上时,通过吸收体后,其强度将减弱,即X射线被物质吸收。这一过程分为吸收和散射两部分。
其中吸收主要是光电吸收效应,即X射线激发原子内层电子逃逸后,高层电子跃迁发射本征X射线(其中最主要的K线系本征X射线)或放出俄歇电子(对轻元素发生机率较大)。散射主要是X射线与核外电子相互作用发生不改变波长的汤姆孙散射和改变波长的康普顿散射两个过程。
其中,为该物质对某一能量X射线;=Nσ,N为原子的数密度,σ为截面。
其中n1,n2位电子终态、始态所处壳层的主量子数,对Kα线,根据特征X射线的能量,可以分辨吸收体的元素种类。
莫塞莱在实验中发现,轻元素的原子序数与Kα及Lα系特征X射线之间存在线性关系。Kα系的关系为
源激发X射线是指由低能γ源、X射线源或轫致辐射源照射样品,激发样品原子的核外电子产生相应元素的本征X射线Ci之间,本实验中采用的是238Pu源。同时,源激发的本征X射线产额较低,因而需要有高分辨的探测器才能达到较好的效果。
正比计数器的工作原理是当气体电离室的高压升至有限正比区时,正比计数管得输出电脉冲幅度与初电离事件数目成正比,而初电离事件数目与入射粒子的能量正比,所以正比计数器的电脉冲幅度直接正比于入射粒子的能量。它可将入射粒子(低能γ或X射线)产生的初电离效应放大许多倍,其输出脉冲幅度为,其中M为气体放大系数,N为初电离离子对数,C0为管子两电极间电容,e为单位电荷,负号表示负极性输出。正比管输出脉冲较大,自身噪声较小,可看成一个没有噪声的理想放大器,在测量低能粒子方面有独特的作用,广泛用于测量低能γ和X射线的强度和能量。
由于正比管对电离过程粒子对数的统计涨落,正比管的能量分辨率不高,仅考虑初电离粒子对数N和气体放大系数M引起的统计张落时,正比管的能量分辨率可以表达为