• γ谱仪定性分析的原理
– 脉冲幅度直接准确的代表了电子的能量，光电效应产 生的全能峰的能量是确定的
• γ谱仪定量分析的原理
– 光电效应产生的光电子的个数可由脉冲个数反映
1.3γ谱仪的结构
探 头
液氮 容器
电荷 灵敏 放大
器
线性 放大
器
高压 缓冲
器
高压 电源
多道 分析
器
铅室
计算 机
打印 机
1.4γ谱仪的应用
稳定性
• 24小时连续道漂，国标规定<2道，实测<1 道
• 铅室本底的变化 • 长期稳定性：一般需多长时间重新进行能
量刻度
本底与基底
• 本底
– 本底的来源 – 本底对一台仪器是相对稳定的 – 本底可用剥谱的方法扣除
• 基底（峰下本底）
– 来源是同一个谱图中其它峰的影响 – 可能相差很大 – 可用计算的方法扣除
• 孟纪群
第一章概述
• 本章主要包括γ射线与物质的相互作用， γ 谱仪的原理、结构及应用。
1.1γ射线与物质的相互作用
• γ衰变与γ射线的产生
– 处于激发态的原子核通过发射γ光子或内转 换电子而跃迁到能量比较低的状态，这种转 变过程称为γ跃迁或γ衰变
• γ射线的性质
– 原子核的质量数和电荷数保持不变，只是能 量状态发生改变
2.1 γ谱仪的安装
• 探头的安装 • 接地与线路安装 • 软件安装 • 网卡与网络的安装
2.2 γ能谱的构成
• 全能峰或光电峰 • 康普顿连续谱 • 单、双逃逸峰(511Kev和1022Kev) • 其它
– 反散射峰、轫致辐射峰、级联加和峰、偶然符 合峰、淹没γ峰等
– 一般情况对全能峰的影响较小
– 相对与NaI（Tl）φ77×77探头的本征效率 – DSPEC 45％
• 全能峰效率：全能峰的面积计数与源的该 能量的活度之比（应用）
能量分辨率（FWHM）
• 作用：是峰形和能量分辨的重要指标 • 定义：全能峰中心道计数一半的宽度（道
数或Kev） • 一般测试方法：
– Co－60（1.332Mev）和Eu－152（121.78Kev） 点源
2000
4000
6000
道
8000
10000
3.2γ谱仪的效率刻度
• 效率刻度是求出效率和能量的关系曲线或 对应的函数
• γ谱仪的效率刻度是定量分析的基础，效率 刻度后才可进行核素的活度分析
效率刻度的要求（相对与样品）
• 基体物质（惰性物质）
– 化学成分、物理状态、放射性活度、与标准 物质易于混合、物理化学性质稳定
性 • 能量刻度曲线的调用
能量刻度的γ源：
源 241Am 137Cs 60Co 60Co 40K
主能峰能量（Kev） 59.54 661.62 1173.21 1332.47 1460.75
能量刻度曲线：
能量(Ke
2000 1500 1000
500 0 0
y = 0.1796x + 11.35 R2 = 1
• 刻度源
– 均匀性、模拟性、稳定性、高纯度、准确度、 密闭性
• 基体本底源
效率刻度的方法：
• 单点刻度（关心核素） • 多点刻度（全谱刻度） • 混合刻度
第三章γ谱仪的刻度
• 本章主要包括γ谱仪的能量、效率刻度的方 法和刻度曲线的应用。
3.1γ谱仪的能量刻度
• 能量刻度是求出能量和道数（道址）的关 系曲线或对应的函数
• γ谱仪的能量刻度是定性分析的基础，能量 刻度后才可进行核素的鉴别
能量刻度的要求：
• 精密的能量刻度需要采用准确的已知道γ射 线能量的标准源（最好是点源）
监测限（MDA）
• 16种方法 • RISO：
MDA 4.65 B LT
– LT为样品测量的活时间（s） – B为对应的LT时间内的本底计数
• B作为方法的监测限，一般为本底；但特 殊情况下应代基底
2.4调试
• 对能量分辨率（FWHM）、峰形、峰康比、 能量线性、稳定性进行实测
• 一般要求是Co－60（1.332Mev）点源
2.3 γ谱仪的概念和性能指标
• 本节包括： • 概念和性能指标的意义； • 定义的方法或公式； • 我室的DSPEC实际测量值等（本课件包括
所有仪器参数等均指我室谱仪）
效率ε
• 仪器本征探测效率：
– 一般指探测器探测到的γ衰变粒子数与源的γ活 度之比；规定为Co－60点源
• γ谱仪的相对效率：
• 刻度中主要涉及的问题是确定全能峰的峰 位置，它取决于谱仪系统的分辨率和测量 期间的稳定性
• 面积总计数>104
能量刻度的方法：
• 单点刻度法 • 多点刻度法
– 直线回归与R2 – 能量刻度曲线对应的一次函数
能量刻度结果：
• 指标及对某一点的偏差 • 验证（可靠性和可行性）
能量刻度的应用：
• 能量刻度曲线的应用 • γ谱仪的能量刻度的频次取决于谱仪的稳定
峰康比
• 作用：高能峰的康普顿平台对低能峰的影 响
• 定义：1.33Mev峰中心道净计数与1.040～ 1.096Mev的平均净计数之比
• DSPEC为72.7，反康谱仪为>800
能量线性
• 作用：多道分析器的道数与能量的对应关 系
• 可用能量刻度后的直线回归的相关系数R2 值来表示
• DSPEC的1>R2>0.9999
• DSPEC分别为1.72Kev和0.91Kev
峰形
• 作用：符合高斯分布的程度 • 一般为Co－60（1.332Mev）点源 • 十分之一高宽（FWTM）比半高宽
（ FWHM ）
– 理论为1.82，国际为<2，实测为1.85
• 五十分之一高宽（FWFM）比半高宽 （ FWHM ）
– 理论为2.38，国际为<2.8，实测为2.46
– γ射线是没有质量，不带电而有能量的光子 流，其射程较远
• γ射线与物质的相互作用：
– 光电效应 – 康普顿效应 – 电子对效应
• γ谱仪主要研究光电效应产谱仪的探测原理
– γ射线与探测器材料相互作用后产生的电子，在高压电 场的作用下定向移动，产成电信号，经放大后被多道 分析器分析
• 能发射γ射线的核素理论上都可进行定性和 定量分析
• 与常见的γ探测器的区别
– 核素定性;前处理简单;本底较高,测量时间长
• HPGe与(NaI、GeLi)探头γ谱仪的区别
– 性能上:能量线性;能量分辨率;稳定性;效率接近; 本底较低
第二章γ谱仪的安装调试
• 本章主要包括γ谱仪的安装; γ能谱的构成; γ 谱仪的重要概念和性能指标; γ谱仪的调试。