近代物理實(shí)驗(yàn)2-3 符合測(cè)量

符合測(cè)量方嘯0910200整理課件目錄整理課件符合測(cè)量方法簡(jiǎn)介背景：符合計(jì)數(shù)法是德國(guó)科學(xué)家博特(Bothe)提出的，是在蓋革計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所做的革新是利用兩個(gè)計(jì)數(shù)管，使得只有電離碰撞在兩個(gè)計(jì)數(shù)管中同時(shí)發(fā)生時(shí)，這兩個(gè)計(jì)數(shù)管才會(huì)計(jì)數(shù)。符合事件：兩個(gè)或兩個(gè)以上同時(shí)的關(guān)聯(lián)事件。符合測(cè)量技術(shù)：利用符合電路來(lái)甄別符合事件在不同探測(cè)器的輸出脈沖，從中把有符合事件選擇出來(lái)。符合電路：由邏輯門來(lái)控制，對(duì)于符合門，當(dāng)兩個(gè)輸入端同時(shí)有正脈沖時(shí)，符合門打開(kāi)有脈沖輸出，否則沒(méi)有脈沖輸出。整理課件符合分辨時(shí)間：符合裝置具有一定的時(shí)間分辨能力，符合裝置所能夠區(qū)分的最小時(shí)間間隔，大小與輸入脈沖的形狀、持續(xù)時(shí)間、符合電路的性能有關(guān)。偶然符合：大量的獨(dú)立事件來(lái)說(shuō)，兩個(gè)探測(cè)器的輸出信號(hào)同時(shí)發(fā)生在符合分辨時(shí)間內(nèi)，這時(shí)符合電路也輸出符合脈沖，但這兩個(gè)事件不是符合事件。符合測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)：符合分辨時(shí)間符合測(cè)量方法簡(jiǎn)介整理課件符合測(cè)量在本次試驗(yàn)中應(yīng)用

在60Co的級(jí)聯(lián)衰變中，它先放出一個(gè)β粒子成為60Ni的激發(fā)態(tài)，再由激發(fā)態(tài)退激放出兩個(gè)γ粒子γ1、γ2。因?yàn)?0Ni的兩個(gè)激發(fā)態(tài)的平均壽命均十分短(分別約為10－20s和7×10－13s)，如果β粒子和γ1光子分別進(jìn)人兩個(gè)探測(cè)器，再把兩個(gè)探測(cè)器輸出的脈沖引到符合電路時(shí)，一般的符合電路不能區(qū)分這么短的時(shí)間差，則可認(rèn)為β和γ1是一對(duì)符合事件。同理，γ1和γ2也認(rèn)為是一對(duì)符合事件。這樣，符合電路便可輸出一個(gè)符合脈沖。符合測(cè)量方法簡(jiǎn)介整理課件圖1

60Co的衰變圖圖2符合事件示意圖

符合測(cè)量方法簡(jiǎn)介整理課件圖3符合脈沖輸出示意圖符合測(cè)量方法簡(jiǎn)介整理課件學(xué)習(xí)符合測(cè)量的基本概念和基本原理;學(xué)會(huì)符合裝置分辨時(shí)間的測(cè)量;掌握用γ-γ符合法測(cè)定放射源絕對(duì)活度（強(qiáng)度）的方法。實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼碚n件用單個(gè)計(jì)數(shù)器測(cè)量的活度，在測(cè)得計(jì)數(shù)率后要乘上立體角、探測(cè)效率等修正因子。在滿足一定條件時(shí)，用符合方法，可使測(cè)量的結(jié)果與這些因子無(wú)關(guān)，使結(jié)果準(zhǔn)確；

60Co衰變發(fā)射的β射線和兩種γ射線可以認(rèn)為是同步產(chǎn)生的，用兩個(gè)γ探測(cè)器來(lái)探測(cè)γ1和γ2

；兩個(gè)γ探測(cè)器對(duì)放射源的立體角為，其探測(cè)效率分別為。單位時(shí)間有N0個(gè)60Co核衰變，即同時(shí)發(fā)射出N0個(gè)β粒子和射出N0個(gè)γ1和γ2

粒子。實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件γ1和γ2粒子引起的探測(cè)器的計(jì)數(shù)率為總的符合計(jì)數(shù)率為由上述兩式得到N0即為個(gè)60Co放射源的活度實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件然而上述計(jì)算的基礎(chǔ)是理想情況，實(shí)際中有較多的偶然符合的事例存在，所以對(duì)于上述計(jì)算公式必須做出修正；由于在輸出的符合事例中只有很少一部分為符合試驗(yàn)要求的“符合事例”，可以近似認(rèn)為是N1和N2時(shí)間上無(wú)關(guān)的事件；偶然符合計(jì)數(shù)率滿足實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件上式與前式相比即得一般希望Na/Nc<=1,則有

可見(jiàn)要對(duì)上述的測(cè)量值做出修正，關(guān)鍵在于測(cè)出符合系統(tǒng)裝置的分辨時(shí)間。實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件符合系統(tǒng)分辨時(shí)間的測(cè)量

利用測(cè)量符合分辨曲線的方法測(cè)量系統(tǒng)分辨時(shí)間

具體測(cè)量方法簡(jiǎn)介在圖4中，用脈沖發(fā)生器作脈沖信號(hào)源，人為地改變兩個(gè)輸入道的相對(duì)延遲時(shí)間td，即固定第I道的脈沖，調(diào)節(jié)第Ⅱ道的延遲旋鈕，使第Ⅱ道脈沖自左向右與第I道脈沖發(fā)生符合。得到的符合計(jì)數(shù)率隨延遲時(shí)間的td分布曲線，稱為延遲符合曲線，如圖5。通常以該曲線的半高寬來(lái)定義符合分辨時(shí)間，其大小為，這里的稱為物理分辨時(shí)間。在慢符合(≥10－7s)情況下，≈。實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件圖4符合脈沖輸出示意圖圖5瞬時(shí)延遲符合曲線實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件關(guān)于粒子計(jì)數(shù)器的本底問(wèn)題

在實(shí)驗(yàn)中開(kāi)始測(cè)量之前，粒子計(jì)數(shù)器就會(huì)有一些基本的讀數(shù)，這是由于散漫于宇宙中的宇宙線在計(jì)數(shù)器上引起的反應(yīng)。所以實(shí)驗(yàn)之前要先記錄下本底的數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中將本底扣除之后再做計(jì)算。實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件綜合

綜合以上的本底和影響很大的偶然符合事例，我們?cè)谟?jì)算放射源的活度時(shí)，利用的還是下式：只是所用的所有數(shù)據(jù)首先都應(yīng)該是扣除本底的，然后式中的Nc(即為符合計(jì)數(shù)率)應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)所測(cè)減去我們利用符合分辨時(shí)間計(jì)算出來(lái)的偶然符合計(jì)數(shù)率之后的值。實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件實(shí)驗(yàn)步驟：

符合系統(tǒng)測(cè)試用精密脈沖產(chǎn)生器作脈沖源，調(diào)節(jié)、測(cè)試符合系統(tǒng)。觀察各點(diǎn)的脈沖波形、相對(duì)時(shí)間關(guān)系，熟悉符合系統(tǒng)的工作情況、用延時(shí)器電路加入不同的延時(shí)，測(cè)符合分辨曲線，求分辨時(shí)間。改變符合電路的成形時(shí)間看分辨曲線的變化并討論之。實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件圖6實(shí)驗(yàn)所用的延時(shí)電路示意圖實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件2.測(cè)放射源的活度按要求連接好電路，調(diào)節(jié)高壓、放大倍數(shù)和甄別閥，改變形成時(shí)間，調(diào)節(jié)成形脈沖寬度，取幾個(gè)寬度值，分別測(cè)量符合分辨曲線。分別求出符合分辨時(shí)間，真符合計(jì)數(shù)率，真符合與偶然符合計(jì)數(shù)率值。選一個(gè)合適的條件測(cè)量符合計(jì)數(shù)率，扣除偶然符合后得到Nc；測(cè)量每道計(jì)數(shù)率，減去本底后得到N1和N2。計(jì)算源活度和分辨時(shí)間，與從分辨曲線得出的結(jié)果比較。實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程整理課件探測(cè)效率的問(wèn)題實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)問(wèn)題分析試驗(yàn)中我們近似認(rèn)為兩種射線能力相近，即兩個(gè)探測(cè)器分別對(duì)兩種射線的探測(cè)效率相近，即只利用了兩個(gè)效率常數(shù)。這樣處理的前提是兩束射線