符合法测量放射源活度-复旦大学物理教学实验中心FudanPhysics.PDF

符合法测量放射源活度 符合测量技术在核物理实验各领域中有着广泛的应用，在核反应的研究中，可以用 来确定反应物的能量和角分布；在核衰变测量中可以用来研究核衰变机制、级联辐射之 间的角关联，短寿命放射性核素的半衰期等；在早期用于宇宙射线的研究，按一定方向 放置的几个计数管的符合测量，可以测量宇宙线在各个方向上的强度分布角分布和观察 簇射现象。上世纪六十年以来，由于快电子学、多道分析器和多参数分析系统的发展以 及电子计算机在核实验中的应用，符合法已成为实现多参数测量必不可少的实验手段。 通过本实验可以学习符合测量的基本方法并用符合法测定放射源的绝对活度。 实验原理 （一）符合法的一些基本概念 1. 瞬时符合 延迟符合 反符合和符合法 符合法是研究相关事件的一种方法，相关事件是指两个或两个以上同时发生的事件，也 叫符合事件。符合法要利用符合技术即用电子学的方法在不同探测器的输出脉冲中把符合事 件选择出来。选择同一时刻脉冲的符合称为瞬时符合图 1a。选择不同时的，但有一定延迟 时间联系的脉冲符合称为延迟符合。而排斥同一时刻脉冲或时间关联脉冲的技术就是反符合 （a ）符合电路 第I 道和第II 道同时有脉冲输入时，有符合脉冲输出。（b ） 反符合电路 两道中只有一道有脉冲输入时，有反符合脉冲输出。 图 1 符合和反符合脉冲示意图 图1b 或延迟反符合。 2. 真符合和偶然符合 符合电路的每个输入端都称为符合道。对于两个符合道的情形，如一个原子核级联衰变 时接连放射 β 和 γ 射线，这一对 β，γ 如果分别进入两个探测器，将两个探测器输出的脉 冲引到符合电路输入端时，便可输出一个符合脉冲，这种一个事件与另一个事件具有内在因 果关系的符合称为真符合。另外也存在不相关的符合事件，即两个在时间上没有规律性联系 的粒子产生符合的情况。例如有两个原子核同时衰变，其中的一个原子核放出的 β 粒子与 另一个原子核放出的 γ 粒子分别被两个探测器所记录，这样的事件就不是真符合事件。这 种没有内在因果关系的事件的符合称为偶然符合。 3. 符合分辨时间 探测器的输出脉冲总有一定的宽度，在选择同时事件的脉冲符合时，当两个脉冲的起始 时间差别很小以致符合装置不能区分它们的时间差别时，就会被当作同时的事件记录下来。 符合装置具有一定的时间分辨能力。符合装置所能够区分的最小时间间隔τ，就称为符合装 - 1 - 置的分辨时间，它的大小与输入脉冲的形状、持续时间、符合电路的性能有关。 分辨时间是符合装置的基本参量，它决定了符合装置研究不同事件的时间关系时所能达 到的精确度。 4. 偶然符合的计数率 对于大量的独立事件来说，两个探测器的输出信号同时发生在 τ 时间内，这时符合电 路也输出符合脉冲，但这个事件是不具有时间关联的偶然符合。假定两道输入的脉冲均为理 想的宽度为 τ 的矩形脉冲，设第I道的平均计数率为n ，第II道的平均计数为n ，对于第I道 1 2 的每一个脉冲，在其前后共计2τ 的时间范 围内，若第II道进入脉冲的话，就可以引起 符合输出，见图2 ，其平均符合率是2τ n ， 2 现在第I道的平均计数率为n1，则单位时间内 偶然符合的计数率平均为2n n τ，即：