放射性实验指导书.docx
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放射性实验指导书.docx
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放射性实验指导书
实验一
放射性衰变涨落统计规律
一、实验目的
1.验证放射性衰变的涨落规律;
2.了解统计误差的意义,掌握计算统计误差的方法;
3.统计检验放射性衰变涨落的概率分布类型;
4.学会用列表法和作图法表示实验结果。
二、实验内容
1.在相同的实验条件下,多次重复测量某放射源的计数;
2.在相同的实验条件下,多次重复测量装置的放射性本底;
3.用列表法和作图法表示实验结果;列出频数、频率统计和Χ2检验表;作放射源和本底计数的频数、频率、累积频率曲线图;
4.作Χ2检验,确定放射源的本底计数的概率分布类型。
三、设备与装置
1.点状γ放射源及α射线源;
2.FD-3013型数字γ辐射仪;
3.ZDD-3901石材放射性检测仪;
4.FD-3017测氡仪;
5.X-γ剂量率仪
四、实验步骤
1.在实验室老师的指导下按图放置好实验设备;
2.检查仪器,并置于正常工作状态,开机预热;
3.选择合适的测量时间(对于FD-3013“1分”测量档、FD-3017仪器置于“0.5分”测量档);
4.连续测量实验装置的本底计数10次以上,并记录之;
5.连续重量测量放入放射源后的仪器计数30次以上,并记录之;
6.详细记录实验仪器的型号、实验室空气温度、湿度及压力,以及仪器操作者及记录者等。
五、编写实验报告
1.按基础知识要求,将计数分组、列表、制图(频率直方图和累积概率曲线);
表1实测频数、频率分布表
计数分组间隔
频数
频率
累积频率
备注
2.使用均方误差公式σ=N1/2和S求出均方误差;
3.说明N1/2的物理意义。
思考题:
1.什么叫放射性衰变统计涨落规律?
它服从什么规律?
如何检验?
2.σ的物理意义是什么?
3.用单次测量结果与多次测量结果表示放射性测量结果时,为什么是N±N1/2,其物理意义是什么?
4.为什么使用放射性的概率分布可以检查辐射仪的性能?
5.对实验结果进行检验时,如何正确选择概率分布类型?
附录:
仪器操作详细步骤
A.FD-3013
(1)装入两节1号电池,注意正确放入电池的极性,正极朝里,负极向外;
(2)将仪器手柄部旋钮开关打开置于“ON”,预热5分钟;
(3)测量时将底部开关置于CPM/CPS(计数/分钟,计数/秒),测量时间为1分钟,每次测量结束,机器报警,记录数据,按手柄处红色按钮继续重复测量;
(4)测量要求于实验室固定点测量30次以上。
(5)测量结束关机,将旋钮置于“OFF”,取出电池。
注意:
!
(1)小心摔倒仪器,有玻璃器件!
B.FD-3017
(1)检查电源,本仪器需3节1号电池,开机检查电池是否充足,注意正确放入电池的极性,预热10分钟;
(2)在主机上放入α射线源,注意源的光亮面朝上(探测器在下方),设置测量时间为0.5分钟;
(3)按复零启动键开始测量,测量结束仪器报警,记录数据;
(4)重新按复零启动键继续测量,测量30次以上并记录数据;
(5)测量结束将测量时间(分)的旋钮置于关,取出电池。
C.ZDD-3901
(1)将探头的电缆线将探头与主机连接好;
(2)插入变压器,采用交流电供电;
(3)开机预热10分钟以上;
(4)按“设置”键设置测量时间为1分钟,按“选择”键选择“Totalcount”测量项,连续测量装置的本底计数5次以上,测量放射源的计数30次以上,并记录之。
(5)关闭电源,断开电缆。
注意:
!
(1)必须在主机电源关闭的状态下,连接或断开电缆与主机和探头的接口;
!
(2)小心摔倒仪器,有玻璃器件!
D.X-γ剂量率仪(连续自动测量仪器)
(1)将探头通过电缆连接主机;
(2)插入变压器,采用交流电供电或检查仪器电源(使用6节1号电池);
(3)开机并预热15分钟;
(4)菜单选择:
主机面板共五个按键,Enter(Yes)、+1、→、Esc(No)、Func,进入主画面
a)首先按FUNC进入主菜单(SAMP、PARA、OTHER),选择PARA进行参数设定;
b)Time(选择采样时间),至少20秒,
c)Times(采样次数)至少3次,
d)Circel(循环次数)选择:
多次测量结果求平均值(测量本底设置为10次以上,测量放射性源设置为30次以上);
e)按Esc退回主菜单,将光标移动到SAMP上,按Enter进入采样测量;这时显示窗口提问:
是否连接打印机和电脑,如没有连接,则按Esc,准备开始测量。
(5)使用三脚架将仪器架在1米高处开始测量;
(6)记录测量结果,仪器将显示在设置好的测量参数条件下的每个循环的测量结果,M(多次测量结果平均值)和V(变异系数,等于平均值/均方误差);
(7)实验结果后关闭电源,断开电缆。
注意:
!
(1)必须在主机电源关闭的状态下,连接或断开电缆与主机和探头的接口!
!
(2)小心摔倒仪器,有玻璃器件!
实验二
γ射线的衰减吸收规律
一、实验目的
1.加深对γ射线在物质中的吸收规律的理解;
2.掌握测量γ射线在几种物质中的有效吸收系数的方法;
3.学会如何正确安置实验条件的方法。
二、实验内容
1.在好几何条件下,测量137Cs的γ射线在石板、瓷砖中的吸收曲线,并由曲线斜率、半吸收厚度确定上述物质的有效(线)吸收系数和有效质量吸收系数;
2.计算有效质量吸收系数,并与有效(线)吸收系数行比较;
3.使用最小二乘法拟合实测曲线,求出有效(线)吸收系数。
三、实验原理
四、设备与装置图
1.放射源137Cs1个;
2.ZDD-3901石材放射性检测仪;
3.瓷砖和石板若干。
五、实验步骤
1.检查设备工作状态,开机预热;
2.按示意图放置实验装置,调整装置,使放射源、探测器的中心位于同一轴线上;
3.设置仪器测量参数,(测量)时间为1分钟,选择“Totalcount”,测量结果为脉冲数/分;
4.记录整个测量装置没有放射源时的本底计数5个以上;
5.放入放射源137Cs;
6.记录有放射源137Cs的计数5个以上;
7.调整吸收屏位置,在小角度散射次级γ射线影响较小条件下,逐步放入瓷砖(每次一块),每次记录2个以上仪器读数,如两次数据相对误差较大,再次进行测量并记录读数;
8.分别逐步放入石板(每次一块),每次记录2个以上仪器读数,如两次数据相对误差较大,再次进行测量并记录读数;
9.关闭仪器电源,断开连接电缆,如果用电池,拆除电池;
10.归还放射源;
11.详细记录实验仪器的型号、实验室空气温度、湿度及压力,以及仪器操作者及记录者等。
六、编写实验报告
1.绘制不同吸收物质的γ射线吸收曲线(用平均计数作图),并解释之;
2.比较两种几何条件下石材的吸收曲线(用平均计数作图),并解释之;
3.使用直线斜率法、半厚度法或最小二乘法拟合求解有效(线)吸收系数,并比较之。
4.叙述实验装置的安装及注意事项。
注意:
!
(1)必须在主机电源关闭的状态下,连接或断开电缆与主机和探头的接口!
!
(2)小心摔倒仪器,有玻璃器件!
实验三
土壤测氡仪(FD-3017)的刻度及使用
一、实验目的
1.熟悉测氡仪的一般刻度原理和方法;
2.掌握使用液体镭源标定FD-3017型测氡仪的方法;
3.学习并掌握FD-3017测氡仪野外工作方法。
二、实验内容
1.学习检查FD-3017镭A测氡仪的抽气系统和测量主机的方法;
2.学习FD-3017镭A测氡仪使用方法;
3.使用液体镭源用真空法刻度FD-3017镭A测氡仪;
4.学习计算土壤测氡仪仪器常数的方法;
5.测量校园内土壤氡浓度。
三、原理
四、设备与装置图
1.液体镭源1个;
2.FD-3017镭A测氡仪一台;
3.胶管等。
五、实验步骤
1.检查仪器设备及附件装置。
2.学习并按仪器操作步骤练习仪器的使用方法。
3.做仪器稳定性检查(放入α源)。
4.用真空法校准FD-3017测氡仪。
5.在校园内开展土壤测氡仪。
六、编写实验报告
1.阐述真空法校准(刻度)测氡仪的原理、方法及步骤。
2.叙述实验装置的安装及注意事项。
七、思考题
1.FD-3017通过测量218Po进行222Rn浓度测量的优点是什么?
2.土壤氡测量过程中的影响因素?
附录
一、FD-3017镭A测氡仪仪器结构及各组成
二、FD-3017镭A测氡仪仪器操作基本步骤
1.检查设备装置。
(1)检查主机电源。
(2)启动主机自检程序,检查主机数字电路是否正常工作。
(3)用α放射源检查仪器探头是否工作正常,仪器是否稳定。
(4)检查抽筒是否密封。
(5)检查胶管接头处是否密封。
(6)检查液体镭源和夹子、胶管、接头是否备齐。
2.开启操作台电源,设置测量程序。
选择2'-15"-2'土壤测氡程序(加高压2分钟,测量2分钟),并开机预热仪器15分钟以上。
3.加放射源进行仪器稳定性检查。
放入α源,注意源的光亮面朝上(探测器朝下),设置测量时间为0.5分钟,测量10次,多次测量统计误差在10%以内。
4.按仪器说明书连接仪器。
将高压线连接仪器主机和抽筒。
5.将抽筒出气口与取样器(或液体镭源出口)连接。
6.放片。
将采样铝片放入抽筒样片盒内,注意有镭A字样的面朝下方。
7.准备抽气。
将抽筒阀门拨到“吸气”位置,准备抽气。
8.抽气。
缓缓提升抽气筒,将氡气引入抽气筒,抽气1.5升。
9.加高压。
启动主机高压,收集收集222Rn的衰变子体218Po。
10.取片。
在听到高压报警后,立即打开抽筒样片盒,用镊子夹住铝片边缘,将铝片有镭A字样的面朝上,放入主机探测器内(延迟15秒后会自动启动测量)。
注意有镭A字样的面朝上方。
11.测量。
仪器会自动开始测量,显示测量结果,即脉冲数。
记录仪器示值。
12.脱气。
将抽筒阀门拨到“排气”位置,将新鲜空气引入抽筒并排空。
13.重复步骤6-12,进行下一个点的测量。
14.关闭高压,松开电缆线。
15.关闭主机电源。
16.记录仪器型号和实验时温度、湿度及大气压力。
液体镭源刻度方法
1.按步骤1-4工作;
2.将抽筒出气口与液体镭源出口连接。
注意:
切记不要将镭源接反了!
!
!
3.确认胶管连接正确后,将液体镭源玻璃管中的氡气抽入抽筒中。
注意:
打开液体镭源的封闭夹,记下开启时间,缓缓提升抽气筒,使源内的气泡保持在瓶中间部位,直至抽气筒提升到顶部。
此时,筒内空腔内体积为1.5l。
抽气结束后,即将抽筒阀门转向吸“关”的位置(注意:
提升抽筒切忌用力过猛和下压抽气筒,防止液体溢出)。
必须经实验老师检查后方可开始抽气。
4.重复步骤6-12,进行测量,并记录测量结果。
5.小心断开液体镭源与抽筒的接头,关闭液体镭源。
6.放入另一个铝片,重复步骤6-12进行测量。
共放入三个铝片。
7.按公式计算仪器常数(换算系数)。
8.排空液体镭源扩散器中的残存氡器,密封液体镭源,并记录密封时间。
9.收整仪器等附件。
实验四现场伽马能谱测量
-------闪烁多道伽马能谱仪(F2)
一、实验目的
1、熟悉闪烁多道伽马能谱仪(NaI(Tl)探测器和digiDART谱仪)工作的原理及仪器操作方法;
2、了解几种核素的特征γ射线谱以及改变增益对谱线的影响;
3、了解多道与四道伽马能谱仪的区别。
二
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- 放射性 实验 指导书
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