NaI(Tl)闪烁探测器单能γ谱的Compton坪台

张为天，杨 东，汪知昌，宗子诏，王 莹，陆景彬，马玉刚，李 剑，韩 炜，杜晓波，王文全

(吉林大学物理学院，长春130012)

光子散射时波长会随散射角的不同而变化，该现象称为Compton效应［1］.Compton效应中光子与原子的核外电子发生弹性碰撞，一部分能量转移给电子，使其脱离原子成为反冲电子，从而散射光子的能量和运动方向发生变化［2］.对γ射线进行能量探测时，若γ光子在探测区域首次发生的是Compton效应且散射光子逃逸出探测区，则反冲电子将形成一个能量从0～Eγ/(1+(1/4)Eγ)的连续谱，即Compton坪台［3］.本文使用NaI(Tl)闪烁探测器测量137Cs点源的γ能谱，并利用Compton散射截面Klein-Nishina公式和Monte-Carlo粒子输运(MCNP)程序研究NaI(Tl)探测器单能γ谱的Compton坪台［4］.

1 实验装置与过程

实验装置如图1所示.使用的探头为吉林大学物理学院近代物理实验中心的SG1101型NaI(Tl)闪烁探测器.闪烁晶体为圆柱体，直径与高度均为7.62 cm.其中氧化镁反射层厚0.05 cm，晶体外包裹铝壳，侧面厚0.20 cm，前部厚0.25 cm，光学玻璃厚0.2 cm.NaI(Tl)探测器置于铁制框架上.为更好地消除反散射峰对实验结果的影响，实验时将NaI(Tl)探头向上放置，137Cs点源置于探头上方7.7 cm处.

先测量实验室的本底，测量时间为1 781 s，在本底谱中低能区的大量计数主要来源于系统的噪声.再测量用于能量刻度的152Eu标准源能谱，测量时间为1 542 s.本文选取152Eu标准源0.121，0.244，0.344，0.778 MeV的特征射线进行能量刻度.最后测量了137Cs标准源能谱，测量时间为1 631 s.测量过程中探测器的高压为475 V，线性放大器放大倍数为600.

图1 实验装置Fig.1 Experimental equipments

2 结果与分析

137Cs单谱和实验室本底谱如图2所示.根据测量时间对本底……