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γ射线测量数据处理

pb091al361108110112114116118ln射线强度与pb吸收体质量的密度关系曲线七实验结果陈述与总结实验测得对于137cs放射源al的线性吸收系数为0187与参考值的相对误差为361
六、数据处理
(1)计算Al的吸收系数
利用软件处理得到下表数据:
质量厚度(g/cm2)
0
5.12
10.26
0.187
相对误差:
ΔPb=0.91%
ΔAl=3.61%
七、实验结果陈述与总结
实验测得,对于137Cs放射源,Al的线性吸收系数为0.187,与参考值的相对误差为3.61%;Pb的线性吸收系数为1.224,与参考值的相对误差为0.91%,放射源盖子的厚度等效为1.21cm的Pb。
测得的Al和Pb吸收系数与参考值对比都有一定的误差,其中Al的吸收系数误差较大。最大的误差可能来源于寻峰时扣除本底辐射的方法。
4.线性吸收系数和质量吸收系数有何关系?
答:物质的线性吸收系数等于质量吸收系数乘以密度,即μ=μmρ
5.在决定测量时间时,需要考虑什么因素?
答:需要考虑放射源的强度和对实验精度的的要求。若放射源的强度越弱,对实验精度要求越高,则需要的测量时间越长。
指导教师批阅意见:
成绩评定:
八、思考题
1.通过对几种不同物质的吸收系数的计算,谈谈在辐射的屏蔽防护方面材料的选择问题。
答:从给定的吸收系数参考值及实验测得的结果来看,密度大的材料吸收系数也大;Pb的吸收系数明显大于其他材料,即Pb对辐射的屏蔽防护有更好的效果。我们可以选择密度大的材料,如Pb,来屏蔽防护。
2.对照下面的参考数据与实验获得的数据,分析实验结果误差的影响及原因。
答:Al的线性吸收系数为0.187,与参考值的相对误差为3.61%;Pb的线性吸收系数为1.224,与参考值的相对误差为0.91%。其中Al的吸收系数误差较大。最大的误差可能来源于寻峰时扣除本底辐射的方法。
3.在计算峰面积时,三种方法各有什么优缺点?
答:(1)全峰面积法(TPA法)的误差受本底扣除的方式及面积的影响较大;但该方法利用了峰内全部的脉冲数,受峰的漂移和分辨率变化的影响最小,同时也比较简单。
28.86
31.90
净面积
127685
73811
49289
28364
分辨率
9.79%
9.17%
9.91%
10.18%
作出Pb的ln I与Rm的散点图并线性拟合,如图:
拟合的线性函数为:lnI=11.7341 - 0.107945 Rm
从斜率得Pb的质量吸收系数:μm=0.107945cm2/g
从而线性吸收系数μ=μmρPb=0.107945*11.34cm-1=1.224cm-1
从而线性吸收系数:μ=μmρAl=0.0692656*2.7 cm-1=0.187 cm-1
(2)计算Pb的吸收系数及估算盖子的等效厚度
利用软件处理得到下表数据:
质量厚度(g/cm2)
0
4.43
8.82
盖子
峰位(chn)
316.33
314.28
314.10
313.20
半高宽(chn)
30.98
28.81
(2)Covell法提高了峰面积与本底面积的比值,结果受本底不确定的影响较小。但n的选择对结果的精度有较大的影响,n选太大,失去采用道数较少的优点;若n选得太小每则有容易受峰漂和分辨率变化的影响,同时n太小则基线较高,从而降低了峰面积与本底面积的相对比值。
(3)Wasson法进一步提高了峰面积与本底面积的比值,本底基线的不准和计数统计误差对峰面积准确计算的影响较小;而受分辨率变化的影响与Covell法相同,没有TPA法好。
峰位(chn)
316.33
314.63
314.96
半高宽(chn)
30.98
30.68
31.31
净面积I
127685
91924
62736
分辨率
9.79%
9.75%
9.94%
作出Al的ln I与Rm的散点图并线性拟合,如图:
拟合的线性函数为:lnI=11.766 - 0.0692656 Rm
从斜率得Al的质量吸收系数:μm= 0.0692656cm2/g
将盖=13.722g/cm2
等效厚度d=R/ρPb=13.722/11.34 cm=1.21 cm
将上述结果与参考值对比:
E=0.661MeV
材料
μ(cm-1)
材料
μ(cm-1)
参考值
Pb
1.213
Al
0.194
本次实验值
Pb
1.224
Al
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