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γ射线定性、定量能谱分析
来源:     发布日期:2016年11月04日


γ能谱的解析就是从所测得的脉冲幅度谱中,通过一定的数据分析方法,求出待测样品的定性、定量结果。下面分别介绍定性、定量分析过程。


1 定性分析

    能谱定性分析的目的是得知所测待测核素的种类。由于每种放射性核素所发出的特征射性的能量不同,从而可以根据所测能谱中各特征射线的能量来确定待测样品所含有的各种核素。前面介绍了能谱的能量刻度,在能谱能量刻度中,我们可以得出全谱能量刻度曲线。而寻峰方法中介绍了如何找出能谱中峰位,所以我们可以得知能谱中各峰的能量值。知道全谱中各峰的能量,要达到进行定性分析的目的,必须知道自然界中各种放射性核素所发出的特征射线的能量(或受激辐射出的特征X 射线的能量),从而可以比较得出待测样品中所含有的未知核素的种类。从上面的分析当中可以得出,在能量刻度之前必须建立核素库(元素的种类、半衰期、特征射线的能量、分支比、所生成的核素),以便搜索比较以分析能谱中待测核素的种类。由于能量刻度是采用最小二乘法拟合得,而且在能谱的测量过程中,由于环境、仪器长时间工作等因素导致谱线发生漂移(峰位有小的偏移),导致所得到能谱中计算出的特征射线的能量值与核素库中的能量值有一定的偏差,则定义下式作为能量判别标准能量最相近的两条射线的能量间隔与谱仪漂移的能量值中的最大值。由于谱仪发生漂移或者是谱仪的分辨率导致比较过程中核素库中有多条特征射线的能量满足上式,从而不能得到很好的定性分析结果。但是,由于很多核素本身不止发射一种特征射线(如Cu 被激发发射出Kα、Kβ、Lα1、Lα2 特征X 射线,能量分别为8.046keV、8.904keV、0.93keV、0.95keV;60Co 能发射出级联的特征γ 射线,能量分别为1.173MeV、1.332MeV)或者其所生成的核素能发射出一种或几种特征射线(如137Cs 只有一种特征γ 射线,能量为0.661MeV。但是137Cs 发生β 衰变生成137 Ba,137 Ba 退激时发射特征X 射线,其能量为32.2keV),所以我们可以通过比较能谱中是否存在该核素的其它特征射线来确定待分析的能谱中到底含有何种核素。


2.定量分析

    

    定性分析当中确定了能谱中含有何种核素,在定量分析中为的是确定各待测核素的含量。定量分析中,我们感兴趣的只是全能峰的计数。因为全能峰可以反映同位素的特征,能够表征某种同位素的全能峰称特征峰。特征峰所包含的若干“道”,称为特征道区。其它全能峰所对应的道区称能峰道区。特征道区选择的原则是:⑴、对于发射多种能量射线的放射性核素或受激元素,应该选择分支比最大的射线全能峰区作为特征峰区;⑵、如果几种能量的射线丰度差不多,那么应选择其它核素射线影响(康普顿坪或激发源的散射射线)最少的最高能量的射线峰区作为特征峰区;⑶如果两种放射性核素或受激元素分支比最大的射线峰重叠,那么应选择次要射线峰区作为特征峰区。