运用核物理教学实验测量和分析照明光源的辐射.pdf

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1、第27卷第5期大学物理实验V01．27NO．52014年10月PHYSICALEXPERIMENT0FC0LLEGE0et．2014文章编号：1007—2934(2014)05—0027—02运用核物理教学实验测量和分析照明光源的辐射云月厚，杨军(内蒙古大学，内蒙古呼和浩特010021)摘要：用盖革一谬勒计数器对Et光灯、白炽灯、LED等光源进行测量，发现日光灯发射高能光子，它能穿透包封感光胶片的黑纸。用能谱分析仪测量日光灯发射光子能谱显示，日光灯发射峰值能量为83keV。因辐射对视网膜神经组织伤害较大，长期使用日光灯时要利用射线在空气中衰减很快的特性，应保持眼睛距日光灯50cm以外。

2、关键词：计数器；能谱仪；日光灯；辐射中图分类号：TG441．7文献标志码：A大学核物理实验教学一直采用盖革一谬勒计数器研究原子核衰变放射性计数统计分布规律及2实验原理及测试方法用能谱分析仪测量Cs、C060等标准源的^y能谱，核物理实验与社会生产实践联系较少，学生实2．1三种照明光源穿透黑纸辐射光子计数对比验兴趣不高，我们将现开设的核物理实验进行拓测量展，用现有实验仪器对照明光源辐射进行对比研盖革一谬勒(Geiger—Miller)计数器是常用的探究，得到了有益结果，不仅对人们在使用照明光源测辐射仪器。可以准确记录入射光子或粒子数时提供指导以有利于保护眼睛，且对拓展大学生目，但不能区别

3、能量大小和所带电荷多少。实验科研训练有积极作用。已有研究表明高能光子对原理参见文献[3]，测量前在铅室内用标准放射人体有害，特别是对视网膜神经组织的杀伤较性同位素Cs做高能光子源，调整触发阈值、工大1-2]。日常中一般对电视机、计算机荧屏的辐作电压等工作参数。然后将光源放在距探测窗口射较为关注_7J，迄今还未见到有关照明光源辐射不同距离下测试。为了滤掉可见光、紫外光，用包研究报道，运用核物理教学实验对照明光源辐射装照相底片的黑纸屏蔽计数器窗口。光源的入射进行研究，经过用包装照相底片的黑纸滤波后，用光子穿过黑纸进入计数管，其触发的脉冲经过计盖革一谬勒计数器对几种照明光源辐射测量，用数管探

4、头、定标器，在打印机显示所接受的光子能谱分析仪测量了Et光灯的发射能谱，结果显示数目。普通荧光日光灯辐射的高能光子要远远超过2．2用能谱分析仪测日光灯的发射能谱LED、白炽灯、太阳光，并且不同品牌的Et光灯辐用能谱分析仪测试光源发射光谱的实验原理射剂量差别也很大。参见文献[3]。当光子射入闪烁晶体后，受激的晶体原子退激发射的光子数与入射光子的能量成1实验仪器正比，经过光电倍增管和线性放大器，单道脉冲分析器和自动定标器甄别，在打印机上显示出不同盖革．谬勒计数器(F-1-365)，标准放射源能量的光子数。测试前用放射性同位素cs"发cs"，单道能谱分析仪(FH10098)、记忆存储示波射^

5、y射线的184keV的背散射峰和662keV的全器(PM3266)、打印机(FH464)。能峰，标定出能谱仪测量时能量刻度，然后测量日光灯发射光子的能谱。可以将阈值电压换算成能收稿日期：2014—05-27基金项目：国家自然科学基金(J1103214)运用核物理教学实验测量和分析照明光源的辐射量(keY)。光子逸出形成高能光子辐射。可见光能量是1～7eV，紫外光是7～1keV，X射线是1k～300keV，3测量结果及讨论300keV以外是射线。图2所示的主要光子辐射所呈现的复杂谱形与灯管中的其它元素、荧光3．1照明光源辐射光子计数及发射能谱测量粉材料、能谱分析仪晶体的散射效应等问题有关

6、。当不用黑纸遮盖探测管窗口，在太阳光下计实验结果表明，普通荧光13光灯辐射的高能数的显示每秒计数29342个，在用黑纸屏蔽探测光子数量要远远超过白炽灯和LED灯。并且实管窗口后，在太阳光下计数为0。用黑纸滤波后，验显示穿透黑纸的高能粒子在空气中按指数规律用盖革一谬勒计数器对不同厂家生产的4OW普衰减的很快，在超过50cm后其强度已显著减小。通13光灯，如国产、台湾产、菲利浦等品牌的普通日光灯辐射的射线在空气中，一般对人体不构成13光灯测试结果显示，不同品牌13光灯辐射高能威胁，但在较近距离，特别是近距离使用目光灯光子差别很大，有些杂牌灯管辐射量是菲利浦灯时，其辐射对视网膜神经组织的杀伤

7、作用不可忽管的十余倍。为便于对比，图1画出用100s定时视。虽然辐射剂量拉德(red=100erg／g)很小，但测量，在不同距离时，40w菲利浦灯管、40w白视网膜神经组织生物学效应系数(RBE)很炽灯、40WLED灯发出的穿透黑纸的光子数如图大，生物辐射剂量公式为：1所示伦姆(rem)=拉德(red)~RBE长期近距离使用光源的科研、教学、医务人员应注意防护，使用近距离光源时应采用白炽灯或LED灯为宜。参考文献：1#：目光灯；2#：白炽灯；3