基本介紹
- 中文名：核能譜測量
核能譜測量簡介,主要測量方法,脈衝幅度測量,中子飛行時間測量,磁譜儀,
核能譜測量簡介
對各種核輻射粒子的能量分布情況的測量。測量核能譜的方法較多，但在核物理實驗中，核電子學方法測量能譜是最主要的一種手段。用核電子學方法測量能譜，主要有脈衝幅度測量、飛行時間測量及與磁譜儀配合進行位置測量等。
主要測量方法
脈衝幅度測量
幅度測量就是測量入射粒子在探測器中產生電脈衝的幅度分布。很多種探測器的輸出脈衝幅度分布與入射粒子能量在探測介質中的損失具有線性關係，所以測出的幅度分布就能說明入射粒子的能量分布。這種方法既適用於帶電粒子，也適用於中性粒子和X、γ等電磁輻射。因此,它在能量測量中使用最為廣泛。各種基於脈衝幅度測量的能譜儀的基本組成除輻射探測器外，還需要有一系列與之配合的核電子學儀器，包括低噪聲前置放大器、主放大器、多道脈衝幅度分析系統和供電電源等。但為了能在各種條件下得到良好的能量分辨，實際的譜儀系統往往比較複雜。例如，在高計數率情況下工作時，為了減少脈衝堆積和基線漂移對譜形造成的畸變，就需要在測量系統中配備堆積拒絕器和基線恢復器。為了防止譜儀系統長時間工作時不穩定性的影響，就需要用穩譜器來進行自動調整。此外，還可根據實驗的要求配置活時間校正、能量選擇和時間選擇等電路。在進行γ能譜測量中，為了壓低康普頓散射峰對譜形的影響，還研製成各種類型的康普頓剔除譜儀，或稱反康普頓譜儀。其原理是利用反符合電路抵消由康普頓散射給出的電脈衝，儘量減小對能譜測量的干擾。為了克服鍺探測器靈敏體積不易做得很大和效率較低的缺點，還可採用多路開關電路，使多個探測器並聯使用時做到探測效率相加而不影響其能量分辨性能。此外，現代譜儀系統還廣泛套用計算機進行線上數據自動獲取與處理，包括各種譜處理功能，如自動找峰、定峰位、求峰面積、計算峰的半高寬、能量刻度以及對複雜譜線的解譜等。
中子飛行時間測量
主要用於中子能譜測量。中子飛行一定距離所需的時間與其能量的平方根成反比，所以測量中子飛行時間的分布情況，即可得出中子的能量分布。基於這個原理而設計的核電子學儀器系統，稱為中子飛行時間譜儀。確定中子飛行的起始時間主要有兩種方式，即起始時間信號可由在中子起飛處的伴隨粒子探測器給出；也可以用與中子脈衝束同步的電信號（如加速器高頻信號或反應堆旁轉子信號）給出。終止時間信號則由中子飛行管道終點處的中子探測器給出。在測量快中子飛行時間時，由於這一時間間隔很短，不易精確測出。最常用的是時間-幅度變換方法，將時間間隔變換為幅度與之成正比的電壓脈衝，即可用多道脈衝幅度分析方法進行分析。另外，也可用游標尺的原理將時間間隔加以擴展，再進行時間分析。為了能夠得到良好的時間分辨，定時精度非常重要，故對探測器輸出的信號往往要求經過定時濾波放大和快定時甄別，儘量減少定時誤差。在有強γ射線干擾的場合下，還要求使用具有中子、γ分辨能力的探測器，並與波形甄別電路配合，以便譜儀只對中子進行分析。
磁譜儀
磁譜儀是用於測量帶電粒子能譜的一種大型探測儀器。它具有遠比其他各種能譜儀更高的能量分辨能力。它的工作基於同一類型的帶電粒子在磁場中偏轉的角度與其能量有關的原理。因此，在逐步改變磁場強度時，即可根據處於一定位置的輻射探測器測得的計數變化情況求出所測帶電粒子的能量分布。近年來，由於廣泛採用位置靈敏探測器而簡化了複雜的磁場調整，進一步提高了測量效率。利用這種原理還可以設計成具有良好粒子分辨本領的譜儀系統（見粒子識別技術）。
