符合法测量放射源活度

一、基础知识

贺玉震 20120127

符合技术是利用电子学的方法在不同探测器的输出脉冲中把有时间关联的事件选择出 来。选择同一时刻脉冲的符合称为瞬时符合。选择不同时的，但有一定延迟时间联系的脉冲 符合称为延迟符合。而排斥同一时刻脉冲或时间关联脉冲的技术就是反符合或延迟反符合。 符合法是研究相关事件的一种方法。符合技术在核物理的各领域中都获得了广泛的应用，如 测量放射源活度、研究核反应产物的角分布、测定核激发态的寿命、角关联、测量飞行粒子 的能谱、研究宇宙射线和实现多参数测量等。

研究从天空不同方向射来的宇宙射线的强度，可以将几个 G-M 管按放在一条直线上， 只有当宇宙射线中的粒子同时通过所有计数管并放电从而输出脉冲时，才使总的符合电路有 输出脉冲，而仅通过部分计数管的粒子不被记录。利用这一符合装置可以选出不同方向射来 的粒子。

1. 符合概念与分辨时间 一个原子核级联衰变时接连放射 β 和 γ 射线，这一对 β、 γ 如果分别进入两个探测器，

将两探测器输出的脉冲引到符合电路输入端时，便可输出一个符合脉冲，这种一个事件与另 一个事件具有内在因果关系(即相关性)的符合输出称为真符合。

符合电路功能主要是由逻辑门来控制，对于符合门，当两个输入端同时有正脉冲时，符 合门打开有脉冲输出，否则没有脉冲输出。探测器的输出脉冲总有一定的宽度，在选择同时 事件的脉冲符合时，当两个脉冲的起始时间差别很小，以致于符合装置不能区分它们的时间 差别时，就会被当作同时的事件记录下来。符合装置具有一定的时间分辨能力，符合装置所 能够区分的最小时间间隔 τ 称为符合的分辨时间，它的大小与输入脉冲的形状、持续时间、 符合电路的性能有关。分辨时间是符合装置的基本参量，它决定了符合装置研究不同事件的 时间关系时所能达到的精确度。

对于大量的独立事件来说，两个探测器的输出信号同时发生在 τ 时间内，这时符合电路 也输出符合脉冲，但这个事件是不具有时间关联的事件，这种符合称偶然符合。例如某个核 在某时刻发生衰变，其 β 粒子被 β 探测器记录，但级联的 γ 射线却没有被 γ 探测器记录到， 如果此时恰好有另一个核的 γ 射线被 γ 探测器记录到，那么这两个来自不同原子核的 β 和 γ 射线在符合电路中产生的符合就是无时间关联事件间的符合即属偶然符合。

图 7-5-1 符合脉冲 图 7-5-2 发生符合的脉冲间隔 我们假设两符合道的脉冲均为理想的矩形脉冲，其宽度为τ。再设第Ⅰ道的平均计数率

= 2τ n n

，则：

为 n1，第Ⅱ道的平均计数率为 n2，则在 t0 时刻，第Ⅰ道的一个脉冲可能与从 t0-τ到 t0+τ时间 内进入第Ⅱ道的脉冲发生偶然符合，如图 7-5-2 所示，其平均符合率为 2τn2。从而，第Ⅰ道

n1 个计数的偶然符合计数为n

rc

1 2

n

rc

(7-5-1)

显然，减少 τ，能够减少偶然符合几率，但是 τ 减少到一定程度时，由于辐射进入探测器的 时间与输出脉冲前沿之间存在统计性的时间离散，如同时事件的脉冲可能因脉冲前沿的离散 而成为时距大于符合电路的分辨时间 τ，则在符合电路中不会引起符合计数，从而造成真符 合的丢失。

τ = 2n1n2

2. 测量符合分辩时间的两种方法