1、射線與物質相互作用的射線與物質相互作用的分類分類：帶電粒子輻射帶電粒子輻射非帶電粒子輻射非帶電粒子輻射快電子快電子 e 重帶電粒子重帶電粒子 TdP, 中子中子電磁輻射電磁輻射 射線射線X射線射線1、特點、特點重帶電粒子均為重帶電粒子均為帶正電荷帶正電荷的的離子離子；重帶電粒子重帶電粒子主要主要通過通過電離損失電離損失而損失能量；而損失能量； 重帶電粒子在介質中的重帶電粒子在介質中的運動徑跡運動徑跡近似為近似為直線直線。 2、重帶電粒子在物質中的能量損失規律、重帶電粒子在物質中的能量損失規律1) 能量損失率能量損失率(Specific Energy Loss)對對重帶電粒子重帶電粒子，輻射能量

2、損失率輻射能量損失率相比相比小的小的多多，因此，因此重帶電粒子的能量損失率重帶電粒子的能量損失率就就約等約等于于其其電離能量損失率電離能量損失率。2) Bethe 公式公式的討論的討論NBvmezdxdESionion20424 (2)(2)、 與與帶電粒子帶電粒子的的電荷電荷z的關系；的關系；2zSion (1)(1)、 與帶電粒子的與帶電粒子的質量質量M無關無關，而僅與其，而僅與其速度速度v和和電荷數電荷數z有關有關。ionS(3)(3)、 與與帶電粒子帶電粒子的的速度速度v的關系：的關系：ionS非相對論非相對論情況下，情況下，B隨隨v變化緩慢，近似與變化緩慢，近似與v無關，則：無關，則

3、：21vSion E1 (4)(4)、 ，吸收材料吸收材料密度大密度大，原子序數原子序數高高的，其阻止本領大。的，其阻止本領大。 NZSion 特點：特點：快電子的快電子的速度大；速度大；快電子快電子除除電離損失電離損失外，外，輻射損失輻射損失不可忽略；不可忽略； 快電子快電子散射嚴重散射嚴重。 1、快電子的能量損失率、快電子的能量損失率必須考慮相對論效應時的必須考慮相對論效應時的電離能量損失電離能量損失和和輻射輻射能量損失能量損失。radiondxdEdxdEdxdE 222NZmEzdxdESradrad 討論：討論：(1) (1) ：輻射損失率輻射損失率與與帶電粒子帶電粒子靜止質量靜止質

4、量m的的平方成反比平方成反比。所以僅對電子才重點考慮。所以僅對電子才重點考慮。21mSrad 當要吸收、屏蔽當要吸收、屏蔽射線時，不宜選用重材料射線時，不宜選用重材料。當要獲得強的當要獲得強的X X射線時，則應選用重材料作靶。射線時，則應選用重材料作靶。(2) (2) ：輻射損失率輻射損失率與與帶電粒子帶電粒子的的能量能量E成成正比正比。即。即輻射損失率輻射損失率隨隨粒子粒子動能動能的的增加而增加增加而增加。ESrad (3) (3) ：輻射損失率輻射損失率與與吸收物質吸收物質的的NZ2 2成成正正比比。所以當。所以當吸收材料吸收材料原子序數大原子序數大、密度大密度大時，時，輻輻射損失大射損失

5、大。2NZSrad 電子與靶物質原子核庫侖場作用時，只改變運動方向，電子與靶物質原子核庫侖場作用時，只改變運動方向，而不輻射能量的過程稱為而不輻射能量的過程稱為彈性散射彈性散射。由于電子質量小，。由于電子質量小，因而因而散射的角度可以很大散射的角度可以很大，而且會發生，而且會發生多次散射多次散射。電子。電子沿其入射方向發生沿其入射方向發生大角度偏轉大角度偏轉，稱為，稱為反散射反散射。對對同種材料同種材料，電子，電子能量越低能量越低，反散射反散射越嚴重越嚴重；對對同樣能量同樣能量的電子，的電子，原子序數越高原子序數越高的材料，的材料，反反散射散射越嚴重越嚴重。反散射反散射的的利用利用與與避免避免

6、A) A) 對對放射源放射源而言，而言，利用利用反散射反散射可以可以提高提高源的產額源的產額。B) B) 對對探測器探測器而言，要而言，要避免避免反散射反散射造成的造成的測量偏差測量偏差。3、正電子的湮沒、正電子的湮沒正電子正電子與物質發生相互作用的與物質發生相互作用的能量損失機制能量損失機制和電子相同和電子相同。高速正電子被高速正電子被慢化慢化，在正電子徑跡的，在正電子徑跡的末端末端與介與介質中的電子發生質中的電子發生湮沒湮沒，放出兩個放出兩個 光子光子。正電子的特點是：正電子的特點是：兩個兩個湮沒光子湮沒光子的的，各等于，各等于511keV兩個兩個湮沒光子湮沒光子的的，且發射是，且發射是各

7、向各向同性同性的。的。特點：特點： 光子光子通過通過次級效應次級效應與物質的原子或核外電子與物質的原子或核外電子作用，光子與物質發生作用后，作用，光子與物質發生作用后，光子或者消失光子或者消失或者受到散射而損失能量或者受到散射而損失能量，同時產生同時產生次電子次電子； 次級效應次級效應主要的方式有主要的方式有三種三種，即，即光電效應光電效應、康康普頓效應普頓效應和和電子對效應。電子對效應。 射線射線與物質發生不同的相互作用都具有一定的與物質發生不同的相互作用都具有一定的概率概率，用，用截面截面來表示作用概率的大小。來表示作用概率的大小?？偨孛婵偨孛娴扔诘扔诟髯饔媒孛嬷透髯饔媒孛嬷?，即：，即

8、：pcph 作用截面與吸收物質原子序數的關系作用截面與吸收物質原子序數的關系5Zph Zc 2Zp 總體來說，總體來說，吸收物質原子序數越大吸收物質原子序數越大，各，各相互作用相互作用截面越大截面越大，其中，其中光電效應隨吸光電效應隨吸收物質原子序數變化最大收物質原子序數變化最大，康普頓散射康普頓散射變化最小。變化最小。光電效應光電效應康普頓散射康普頓散射電子對效應電子對效應作用截面與入射光子能量的關系作用截面與入射光子能量的關系2/7)/1(hvph 光電效應截面光電效應截面隨隨入射光子能入射光子能量增加而減小量增加而減小，開始時變化劇開始時變化劇烈，后基本成烈，后基本成反比反比。)(Khv

9、 )/1(hvph )(20cmhv hvp )52(2020cmhvcm hvpln )505(2020cmhvcm 電子對效應截電子對效應截面面隨入射光子隨入射光子能量增加而增能量增加而增加，只有光子加，只有光子能量大于能量大于1.022MeV1.022MeV才能才能發生。發生。thhvc 0hvhvcln )(20cmhv 康普頓散射截面康普頓散射截面開始基本為常數，開始基本為常數，隨入射光子能量隨入射光子能量增加而減小，減增加而減小，減小比光電效應緩小比光電效應緩慢。慢。)(20cmhv 次電子能量次電子能量光電效應：光電效應： 光電子光電子康普頓散射：康普頓散射：反沖電子反沖電子電子

10、對效應：電子對效應：正負電子對正負電子對iehvE )cos1()cos1(202 EcmEEe202cmhvEEee (1). (1). 探測計數的統計誤差探測計數的統計誤差粒子計數粒子計數探測器探測器輸出脈沖數輸出脈沖數服從服從統計分布統計分布規律，當規律，當計數計數的的數學期望值數學期望值m較較小小時，服從時，服從泊松分布泊松分布。 m較較大大時，服從時，服從高斯分布高斯分布。而且，而且，m 2 m較大時，較大時，m與與有限次測量有限次測量的的平均值平均值 和和任一次任一次測量值測量值 N 相差不大。相差不大。 NNNm N為為單次單次測量值測量值標準偏差標準偏差 隨隨計數計數N增大而增

11、大，因此用增大而增大，因此用相對標準偏差相對標準偏差來表示來表示測量值測量值的的離散程度離散程度：NNNNNN1 計數測量結果的表示計數測量結果的表示：NN NN 表示一個表示一個置信區間置信區間，該區間包含，該區間包含真平均值真平均值的的概率為概率為68.368.3（置信度）。（置信度）。一些常見情況：一些常見情況：21xxy (1)(2221xxy )/()(212/12221xxvxxy 計數統計誤差的傳遞計數統計誤差的傳遞例如：存在本底時例如：存在本底時凈計數凈計數誤差的計算：誤差的計算：輻射測量中，輻射測量中，本底總是存在的本底總是存在的。本底包括宇宙射。本底包括宇宙射線、環境中的天

12、然放射性及儀器噪聲等。這時，線、環境中的天然放射性及儀器噪聲等。這時，為求得凈計數需要進行兩次測量：為求得凈計數需要進行兩次測量：第一次第一次，沒有樣品，在時間，沒有樣品，在時間t內測得本底內測得本底的計數為的計數為Nb；第二次第二次，放上樣品，在，放上樣品，在相同相同時間內測得樣時間內測得樣品和本底的總計數為品和本底的總計數為Ns。樣品的凈計數為：樣品的凈計數為：bsNNN 0其標準偏差為：其標準偏差為：sbNNNNNsb )(220 Axy (2)Bxy/ xyA Bxy/ xyvxyy/ 或或例如：計數率的誤差：例如：計數率的誤差：設在設在 t 時間內記錄了時間內記錄了N個計數，則計數個

13、計數，則計數率為率為n=N/t，計數率的標準偏差計數率的標準偏差為：為：tNn tntNtN 2其其相對標準偏差相對標準偏差為：為：NvNn/ N/1 21xxy (3)21/ xxy 2221221 xxyxxy 22221xxyvvv 2/122212121 xxxxxxy 2/122212121 xxxxxxy 或或(4) 平均計數的統計誤差平均計數的統計誤差對某樣品重復測量對某樣品重復測量k次，每次測量時間次，每次測量時間t相相同同(等精度測量等精度測量)，得到，得到k個計數個計數 則在時間則在時間t內的內的平均計數值平均計數值為：為：kNNN,21 kiiNkN11由誤差傳遞公式，平

14、均計數值的由誤差傳遞公式，平均計數值的方差方差為：為：kNNkkkiikiNNi 12122211 多次重復測量多次重復測量結果表達結果表達：NN kNN/ 平均計數的相對標準偏差平均計數的相對標準偏差： iiNNNNkNv11 (5) 存在本底時凈計數率誤差的計算：存在本底時凈計數率誤差的計算：第一次，在時間第一次，在時間tb內測得本底的計數為內測得本底的計數為Nb；第二次，在時間第二次，在時間ts內測得樣品和本底的總計內測得樣品和本底的總計數為數為Ns。樣品的樣品的凈計數率凈計數率為：為：bsbbssnntNtNn 0標準偏差標準偏差為：為：bbssbbssntntntNtN 220 相對

15、標準偏差相對標準偏差為：為：bbssbsntntnnnv 10(6) 不等精度獨立測量值的平均不等精度獨立測量值的平均 如果對同一量進行了如果對同一量進行了k次獨立測量，各次獨立測量，各次測量的時間為次測量的時間為ti，計數為，計數為Ni。這是。這是不等精不等精度測量度測量。這時，簡單的求平均不再是求單。這時，簡單的求平均不再是求單次次“最佳值最佳值”的適宜方法。需要進行的適宜方法。需要進行加權加權平均平均，使測量，使測量精度高精度高的數據在求平均值時的數據在求平均值時的的貢獻大貢獻大，精度低精度低的的貢獻小貢獻小。iiiinittnnWi /22 結果表示為：結果表示為： iintnnn 如

16、果如果k次測量的次測量的時間均相等時間均相等，則測量為等精，則測量為等精度測量：度測量：ktnnnn 從統計誤差而言，無論是一次測量還是從統計誤差而言，無論是一次測量還是多次測量，只要多次測量，只要總的計數總的計數相同，多次測量的相同，多次測量的平均計數率平均計數率相對誤差相對誤差和一次測量的計數率的和一次測量的計數率的相對誤差相對誤差是是一致一致的。的。(7) 測量時間的選擇測量時間的選擇(B) 有本底存在時，需要合理分配樣品測有本底存在時，需要合理分配樣品測量時間量時間ts和本底測量時間和本底測量時間tb。(A) 不考慮本底的影響；不考慮本底的影響；根據：根據：ntvn/1 nvtn21

17、min/1/sbssbnntTnn min11/bsbtTnn 在在相對標準偏差相對標準偏差給定給定的情況下，所需的情況下，所需最小測量時間最小測量時間為：為：22min)(10bsnnnvT 輻射探測器輻射探測器學習要點學習要點：探測器探測器的的工作機制；工作機制；探測器探測器的的輸出回路輸出回路與與輸出信號；輸出信號；探測器探測器的的主要性能指標；主要性能指標；探測器探測器的的典型應用。典型應用。Gasfilled DetectorMeV2MeV1SaturationIonRegionionRecombinatRegionalProportionRegionalProportionLimi

18、tedRegionMueller-GeigerPulse amplitude (log scale)Voltage Applied 電離室電離室工作機制工作機制：入射帶電粒子入射帶電粒子(或非帶電粒子的次或非帶電粒子的次級效應產生的帶電粒子級效應產生的帶電粒子)使氣體使氣體電離電離產成產成電子電子離子對離子對，電子離子對電子離子對在外加在外加電場電場中中漂移漂移，從而，從而。輸出信號輸出信號：、。 是是。 是是（條件：（條件：V(t) tc ( tc為載流子收集時間為載流子收集時間 )時，時，為為：adCCeNh 輻射在靈敏體積內產輻射在靈敏體積內產生的電子空穴對數生的電子空穴對數 由于由于h

19、與與Cd有關，而有關，而結電容結電容隨隨偏壓偏壓而變化，因而變化，因此當所加偏壓不穩定時，將會使此當所加偏壓不穩定時，將會使 h 發生附加的漲發生附加的漲落；為解決該矛盾，落；為解決該矛盾，PN結半導體探測器通常采用結半導體探測器通常采用。則輸出脈沖幅度為：。則輸出脈沖幅度為：fCQh 輸出回路的輸出回路的時間常數時間常數為：為：ffCR 0 主要性能主要性能1) 1) 能量分辨率（線寬表示）能量分辨率（線寬表示）(1) 輸出脈沖幅度的輸出脈沖幅度的統計漲落統計漲落 E1.232221 EEEEFWHMEwFE 36. 21(2) 噪聲引起的展寬噪聲引起的展寬 E2電子學噪聲電子學噪聲主要由第

20、一級主要由第一級FET構成，包括：構成，包括：零電容噪聲零電容噪聲和和噪聲斜率噪聲斜率。探測器電容探測器電容零電容噪聲噪聲斜率零電容噪聲噪聲斜率 2E(3) 窗厚度的影響窗厚度的影響 E3)()(033ddFWHME (4) 電子與空穴陷落的影響電子與空穴陷落的影響 E42） 分辨時間分辨時間與與時間分辨本領時間分辨本領：s891010 3） 能量線性很好，能量線性很好，與入射與入射粒子類型粒子類型和和能量能量基本無關基本無關4） 輻照壽命輻照壽命輻照壽命是半導體探測器的一個致命的輻照壽命是半導體探測器的一個致命的弱點弱點。隨使用時間的增加，隨使用時間的增加，載流子壽命變短載流子壽命變短。 耗

21、盡層厚度耗盡層厚度為為12mm。 對強穿透能力對強穿透能力的輻射而言，的輻射而言，探測效率探測效率受很大的局限。受很大的局限。P-N結半導體探測器存在的矛盾結半導體探測器存在的矛盾：鋰漂移探測器鋰漂移探測器1) 空間電荷分布、電場分布及電位分布空間電荷分布、電場分布及電位分布I區區為為完全補償區完全補償區，呈電中性為均勻電場；，呈電中性為均勻電場；I區區為為耗盡層耗盡層，電阻率可達，電阻率可達1010 cm；I區區厚度可達厚度可達1020mm，為，為靈敏體積靈敏體積。2) 工作條件工作條件 為了為了降低降低探測器和探測器和FET的的噪聲噪聲，同時為降低，同時為降低探測器的表面漏電流，探測器和探

22、測器的表面漏電流，探測器和FET都置于都置于真真空低溫空低溫的容器內，的容器內，工作于液氮溫度工作于液氮溫度(77K)。 對對Ge(Li)探測器，須探測器，須保持在低溫下保持在低溫下； 對對Si(Li)探測器，可在探測器，可在常溫下保存常溫下保存。高純鍺探測器高純鍺探測器1) P區區存在空間電荷，存在空間電荷，HPGe半導體探測半導體探測器是器是PN結結型探測器。型探測器。2) P區區為為非均勻電場非均勻電場。3) P區區為為靈敏體積靈敏體積，其厚度與外加電壓，其厚度與外加電壓有關，一般工作于有關，一般工作于全耗盡狀態全耗盡狀態。4) HPGe半導體探測器可在半導體探測器可在，。5) 注意其注

23、意其空間電荷分布空間電荷分布、電場分布電場分布及及電電位分布位分布性能性能其中：其中：Si(Li)和和Ge(Li)平面型探測器平面型探測器用于用于低能低能 (X)射線射線的的探測，其能量分辨率常以探測，其能量分辨率常以55Fe的衰變產物的衰變產物55Mn的的KX能量能量5.95KeV為標準，一般指標約：為標準，一般指標約：1) 能量分辨率能量分辨率：232221EEEE 為為載流子數的漲落載流子數的漲落。EFE 36. 21)(36. 22ENCE 為為漏電流和噪聲漏電流和噪聲； 3E 為為載流子由于陷阱效應帶來的漲載流子由于陷阱效應帶來的漲落落，通過適當，通過適當提高偏置電壓減小提高偏置電壓

24、減小。 eVE200160 HPGe，Ge(Li)同軸型探測器同軸型探測器用于用于 射線探測射線探測，常，常以以60Co能量為能量為1.332MeV的的 射線為標準，一般指射線為標準，一般指標約：標約：KeVE0 . 25 . 1 2) 探測效率探測效率一般以一般以 3英寸英寸3英寸英寸的的NaI(Tl)晶體為晶體為100，用用相對效率相對效率來表示。來表示。以以85cm3的的HPGe為例，探測效率為為例，探測效率為19。3) 峰康比峰康比P = 全能峰峰值全能峰峰值/康普頓平臺的峰值康普頓平臺的峰值與與FWHM以及體積有關，可達以及體積有關，可達6008004) 能量線性能量線性：非常好非常

25、好5) 時間特性時間特性：電流脈沖寬度電流脈沖寬度約約10-910-8s.1) HPGe和和Ge(Li)用于組成用于組成 譜儀譜儀：鍺具有：鍺具有較高的密度和較高的原子序數較高的密度和較高的原子序數(Z=32) 應用應用2) Si(Li)探測器探測器 由于由于Si的的Z14，對一般能量的，對一般能量的 射線，其光射線，其光電截面僅為電截面僅為鍺鍺的的1/50，因此，其主要應用為：，因此，其主要應用為： 低能量的低能量的 射線和射線和X射線測量射線測量， 在可得到在可得到較高的光電截面的同時，較高的光電截面的同時，Si的的X射線逃逸將明射線逃逸將明顯低于鍺的顯低于鍺的X射線逃逸射線逃逸； 粒子或

26、其他外部入射的電子的探測粒子或其他外部入射的電子的探測，由，由于其原子序數較低，可于其原子序數較低，可減少反散射減少反散射。中的中的中被中被 中的中的產生每個信息載流子的平均能量分別為產生每個信息載流子的平均能量分別為()()()探測器的探測器的信息載流子信息載流子電離室電離室：電子：電子- -正離子對的生成；離子正離子對的生成；離子對在電場中的漂移；感應電荷的流動；對在電場中的漂移；感應電荷的流動；輸出電流信號和電壓信號。輸出電流信號和電壓信號。 正比計數器正比計數器：非自持放電：非自持放電-碰撞電離與碰撞電離與雪崩過程；光子反饋與離子反饋及多原雪崩過程；光子反饋與離子反饋及多原子分子氣體；

27、氣體放大系數。子分子氣體；氣體放大系數。GMGM管管：自持放電：自持放電-電子雪崩的傳播及正電子雪崩的傳播及正離子鞘的形成；自熄過程；有機管與鹵離子鞘的形成；自熄過程；有機管與鹵素管的工作機制的特點。素管的工作機制的特點。 閃爍探測器閃爍探測器：發光機制；閃爍體的發光：發光機制；閃爍體的發光衰減時間常數衰減時間常數 ；光子的收集；光子的收集-光電轉換光電轉換-光電子被光電子被D1D1收集收集-電子倍增電子倍增-電子在電子在最后打拿極與陽極間運動產生信號。最后打拿極與陽極間運動產生信號。 半導體探測器半導體探測器：空間電荷形成的電場；：空間電荷形成的電場；電子電子- -空穴對的形成；空穴對的形成

28、；PNPN結及結及PINPIN結的形結的形成及工作原理。成及工作原理。 1 1）電荷量：）電荷量： （電離室、半導體探測器）（電離室、半導體探測器） eN0eAN0（正比計數器）（正比計數器） l eMn（閃爍探測器）（閃爍探測器） （GMGM管）管） 2 2）電流信號）電流信號氣體和半導體探測器的電流信號的一般表達式：氣體和半導體探測器的電流信號的一般表達式： tNkkkjtNjjtrutrEtrutrEVetI1100正比計數器：正比計數器： tabANetI1ln20閃爍探測器：閃爍探測器： teeMentI 03 3）電壓信號：）電壓信號： 等效電路與輸出回路時間常數等效電路與輸出回路

29、時間常數 00CR一般表達式一般表達式 dttIeCetVtCRtCRt 0000000（1 1）電流工作狀態電流工作狀態-反映粒子束流的平均電反映粒子束流的平均電離效應，條件：離效應，條件： nCR100 輸出直流電流輸出直流電流 eNnI 0電壓電壓 00RIV （2 2）脈沖工作狀態脈沖工作狀態-反映單個入射粒子的電反映單個入射粒子的電離效應，條件：離效應，條件： nCR100電流脈沖工作狀態電流脈沖工作狀態： ctCR00tc為載流子收集時間，電壓脈沖形狀與電流脈沖相似為載流子收集時間，電壓脈沖形狀與電流脈沖相似電壓脈沖工作狀態電壓脈沖工作狀態： ctCR00電壓脈沖為電流脈沖在電容上

30、的積分，且有電壓脈沖為電流脈沖在電容上的積分，且有 0CQh （3 3）脈沖束工作狀態脈沖束工作狀態-反映粒子束脈沖的總反映粒子束脈沖的總電離效應，輻射源為脈沖束源。條件電離效應，輻射源為脈沖束源。條件TCR 00 電離室電離室00036. 236. 2EFWNF 正比計數器正比計數器068. 036. 2NF 111136. 21 en半導體探測器半導體探測器00036. 236. 2EFWNF 能量分辨率的表示能量分辨率的表示 百分數表示百分數表示 線寬表示線寬表示(單位為單位為KeV)%10036. 236. 200 EFWvhhEEh 036. 2)(FwEEFWHMEE 考慮影響能量

31、分辨率的各種因素時，考慮影響能量分辨率的各種因素時，譜儀的總分辨率：譜儀的總分辨率： iiEFWHME2 簡便簡便，但，但條件苛刻條件苛刻：必須有：必須有一個一個與被測樣品相同與被測樣品相同的的已知活度已知活度的標準的標準源，且源，且測量條件必須相同測量條件必須相同。復雜復雜，需要考慮很多影響測，需要考慮很多影響測量的因素，但絕對測量法是活度測量的量的因素，但絕對測量法是活度測量的基本方法基本方法。1) 1) 小立體角法小立體角法2) 2) 4 4 計數法計數法單能單能 能譜的分析能譜的分析1) 單晶單晶 譜儀譜儀主過程主過程：全能峰全能峰光電效應所有的累計效光電效應所有的累計效應；應；康普頓

32、平臺康普頓平臺、邊沿邊沿及及多次康普頓散射多次康普頓散射；單、單、雙逃逸峰雙逃逸峰。2) 單能單能 射線的能譜射線的能譜其他過程其他過程：和峰效應和峰效應；I(或或Ge)逃逸峰逃逸峰；邊緣邊緣效應效應(次電子能量未完全損失在靈敏體積內次電子能量未完全損失在靈敏體積內)。屏蔽和結構材料對屏蔽和結構材料對 譜的影響譜的影響：散射散射及及反散反散射峰射峰；湮沒峰湮沒峰；特征特征X射線射線。24Na的的衰衰變變綱綱圖圖AB24Na的的NaI能譜能譜ABA+B SEBDEB58Co的的衰衰變變綱綱圖圖ABC58Co的的NaI能譜能譜ABC800+511Ann. Rad.各種各種 譜儀裝置譜儀裝置1) 單

33、晶單晶 譜儀。譜儀。探測器探測器放大器放大器多道分析器多道分析器計算機計算機2) 全吸收反康普頓譜儀。全吸收反康普頓譜儀。主探測器主探測器符合環符合環前置放大前置放大反反符符合合帶帶門門控控的的多多道道前置放大前置放大控控制制信信號號測量信號測量信號3) 康普頓譜儀康普頓譜儀(雙晶譜儀雙晶譜儀)。放大器放大器放大器放大器符合符合電路電路帶帶門門控控的的多多道道主探測器主探測器輔探測器輔探測器 h h)cos1(120 cmhhh hhEc測量信號測量信號門門控控信信號號4) 電子對譜儀電子對譜儀(三晶譜儀三晶譜儀)輔輔I輔輔II放大器放大器放大器放大器放大器放大器符符合合帶帶門門控控的的多多道

34、道 e e測量信號測量信號門門控控信信號號1. 1. 中子的散射中子的散射 1) 彈性散射彈性散射 (n,n) 中子與物質的相互作用實質上是中子與中子與物質的相互作用實質上是中子與物質的靶核的相互作用。物質的靶核的相互作用。出射粒子仍為出射粒子仍為中子中子、剩余核仍為、剩余核仍為靶核靶核。反沖核的動能：反沖核的動能： 22cos)(4nMTmMmMT 2) 非彈性散射非彈性散射 (n,n )2. 2. 中子的俘獲中子的俘獲1) 中子的中子的輻射俘獲輻射俘獲 (n, )復合核的形成。復合核的形成。2) 發射帶電粒子的中子核反應發射帶電粒子的中子核反應 如如(n, )，(n,p)等，這些反應在中子探測中等，這些反應在中子探測中應用很多，成為應用很多，成為探測中子的主要手段探測中子的主要手段。3) 裂變反應裂變反應 (n,f)4) 多粒子發射多粒子發射1. 1. 核反應法核反應法產生帶電粒子產生帶電粒子反應截面反應截面與與中子能量中子能量的關系：的關系：nTvvv1100