伽马光谱

伽马光谱是定量研究能谱的伽马射线源，如在核工业，地球化学调查和天体物理学。

大多数放射源会产生不同能量和强度的伽马射线。当这些发射被光谱系统检测和分析时，可以产生伽马射线能谱。

对该光谱的详细分析通常用于确定伽马源中存在的伽马发射体的身份和数量，并且是辐射测定中的重要工具。伽马光谱是源中包含的发射伽马核素的特征，就像在光谱仪中一样，光谱是样品中所含材料的特征。

用闪烁计数器测定γ-辐射谱的实验室设备。闪烁计数器的输出进入处理和格式化数据的多通道分析器。

伽马光谱仪的主要组件是能量敏感辐射探测器和分析探测器输出信号的电子设备，例如脉冲分选器（即多通道分析仪）。附加组件可能包括信号放大器、速率计、峰值位置稳定器和数据处理设备。

选择伽马光谱系统以利用几​​个性能特征。其中最重要的两个包括检测器分辨率和检测器效率。

在光谱系统中检测到的伽马射线会在光谱中产生峰值。这些峰也可以通过类似于光谱学的方式被称为线。峰的宽度由检测器的分辨率决定，这是伽马光谱检测器的一个非常重要的特性，高分辨率使光谱学家能够将两条彼此靠近的伽马线分开。伽马光谱系统经过设计和调整，以产生具有最佳分辨率的对称峰。峰形通常是高斯分布。在大多数光谱中，峰的水平位置由伽马射线的能量决定，峰的面积由伽马射线的强度和探测器的效率决定。

用于表示检测器分辨率的最常见数字是半高全宽(FWHM)。这是伽马射线峰在峰分布最高点一半处的宽度。分辨率数字是参考指定的伽马射线能量给出的。分辨率可以用xxx值表示（即eV或MeV)或相对术语。例如，碘化钠(NaI)检测器在122keV时的FWHM可能为9.15keV，在662keV时为82.75keV。这些分辨率值以xxx值表示。为了用相对术语表示分辨率，以eV或MeV为单位的FWHM除以伽马射线的能量，通常以百分比表示。使用前面的示例，检测器的分辨率在122keV时为7.5%，在662keV时为12.5%。锗探测器可在122keV下提供560eV的分辨率，产生0.46%的相对分辨率。

并非所有通过探测器的源发射的伽马射线都会在系统中产生计数。发射的伽马射线与探测器相互作用并产生计数的概率是探测器的效率。高效检测器比低效检测器在更短的时间内产生光谱。通常，较大的探测器比较小的探测器具有更高的效率，尽管探测器材料的屏蔽特性也是重要因素。通过将来自已知活动源的光谱与每个峰中的计数率与从每个伽马射线的已知强度预期的计数率进行比较来测量检测器效率。

效率与分辨率一样，可以用xxx或相对术语来表示。使用相同的单位（即百分比）；因此，光谱学家必须注意确定检测器的效率类型。xxx效率值表示通过探测器的指定能量的伽马射线相互作用并被探测到的概率。相对效率值通常用于锗探测器，并将探测器在1332keV下的效率与NaI探测器中3in×3的效率进行比较（即，1.2×10-3cps/Bq在25cm处）。因此，当使用非常大的锗探测器时，可能会遇到大于xxx的相对效率值。

被探测的伽马射线的能量是探测器效率的一个重要因素。可以通过绘制不同能量下的效率来获得效率曲线。然后可以使用该曲线来确定检测器在与用于获得曲线的能量不同的能量下的效率。高纯锗(HPGe)探测器通常具有更高的灵敏度。