寬束γ射線注量率與距離關(guān)系測定

1、指導(dǎo)教師：張麗嬌寬束射線注量率與距離關(guān)系測定2007204013學(xué)生：李翔學(xué)號：2日期：2011年6月研究概述研究背景 隨著核工業(yè)的迅猛發(fā)展，射線的應(yīng)用作為一種新興產(chǎn)業(yè)，被應(yīng)用到了國民經(jīng)濟和社會生活的各個領(lǐng)域，特別是在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和生物學(xué)方面取得了巨大的成果和效益。研究概述研究目的和意義 通過對寬束射線的注量率與距離關(guān)系的測定，得到準(zhǔn)確的乘冪關(guān)系數(shù)值，可以以此為基礎(chǔ)，計算劑量、空氣比釋動能、照射量率、屏蔽厚度等的數(shù)值，使得在一般情況下的計算值更精確。同時將實際測量值與理論值相比較，了解造成它們數(shù)據(jù)不同的緣由，用以避免在科學(xué)研究中造成更大的誤差。論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容第一部分：射線的相關(guān)知識射

2、線的性質(zhì):頻率高，波長短、穿透力強、對細胞有殺傷力；射線在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護上的應(yīng)用及未來的發(fā)展趨勢。射線的危害：過量的射線照射會破壞人體的正常組織，造成部分機體失常，引起射線病。論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容第二部分：射線與物質(zhì)的相互作用射線與物質(zhì)之間的三種主要相互作用方式:光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)，如圖所示；射線注量率在物質(zhì)中的衰減服從指數(shù)衰減規(guī)律，有以下公式表示：論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容第三部分：射線注量率與距離的關(guān)系粒子注量與粒子注量率的定義和其表達公式；能量注量與能量注量率的定義和其表達公式；粒子注量與能量注量之間的關(guān)系；射線注量率與距離的關(guān)

3、系：在理論情況下呈平方反比關(guān)系，有如下公式：論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容第四部分：實驗準(zhǔn)備放射源的選取:我們選取銫137作為放射源，是因為銫137能夠通過衰變迅速轉(zhuǎn)換成鋇137，達到放射平衡，而鋇137的半衰期很短，僅有2.55分鐘，放射出的射線容易被接受到；論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容NaI(Tl)閃爍探測器 、單道脈沖幅度分析器主要實驗儀器的原理、特性； 論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容第五部分：數(shù)據(jù)的處理圖5.1實驗儀器連接框圖論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容前放的作用是提高信號的信噪比、減小信號在輸出過程中的干擾影響，以及放大功率我們使用600v高壓電源，放大倍數(shù)為32，閾值0.08，延時1s；每次的測量時間選擇為300s，

4、每一個位置分別測量三次，并記錄下數(shù)值；論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容利用測得的數(shù)據(jù)我們進行處理，繪出了計數(shù)率與距離的曲線關(guān)系圖，如圖5-2 論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容因為粒子注量率不能直接由實驗所測得，在相同的條件下，某一時刻的計數(shù)率總是與該時刻的注量率成正比。所以，求出計數(shù)率與距離的關(guān)系，即為注量率與距離的關(guān)系。用公式表示即為：論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容我們選取任意相鄰的兩個距離和此時所得到的計數(shù)率進行分析，由于它們之間具有相同的乘冪公式，假設(shè)為 。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，將相鄰的y值相除，可以得到z與相鄰距離之比之間的關(guān)系公式 ，算出z值，如表5.3所示。 論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容根據(jù)所得Z值，我們可以發(fā)現(xiàn)在距離小于80cm

5、時，由于探測器和點源自身體積的影響，造成實驗中所使用的r值小于實際值，所以所得到的Z值大于理論值-2當(dāng)距離達到80cm之后，由于點源距離探測器過遠，射線被空氣吸收增多，并且探測器接收到的射線的效率降低，使得測得的計數(shù)率小于實際計數(shù)率，致使得到的z值小于理論值。論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容造成誤差的原因分析射線在空氣中的吸收；在實際測量時，探測器和點源都有一定的體積，不能簡單的認(rèn)定為一個點；探頭的信號經(jīng)前置放大器輸出，信號的失真也會導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生；測量儀器的精密度，同時周圍環(huán)境因素的變化，也會在一定程度上造成誤差；人為操作也會產(chǎn)生誤差 結(jié)論通過本次實驗，我們得到了注量率與距離的關(guān)系公式 。得到了乘冪值z=-1.9604，將之與理論值-2比較，在考慮誤差的情況下，我們認(rèn)為z值滿足理論依據(jù)，可以近似的認(rèn)定為注量率與距離成平方反比關(guān)系。本次試驗，我們只選擇了一種點源放射出的射線來測定注量率與距離的關(guān)系，方式過于單一。我們可以根據(jù)不同點源的注量率與距離的關(guān)系更加深入的展開研究。本文能夠順利完成，