實(shí)驗(yàn)步驟

1) 直接將Minipix EDU插入電腦USB接口，探測(cè)面向上

2)   打開(kāi)軟件Pixet，如下設(shè)置好參數(shù)：

•    Mode：counting/Energy

•    Count（幀數(shù)）：60

•    Time（曝光時(shí)間）：60s

•    Type（測(cè)量模式）：Integral（積分）

3)   點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕進(jìn)行觀測(cè)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖1 觀測(cè)到三種不同徑跡的輻射粒子

從積分像（圖1）可以看到探測(cè)到的大氣背景輻射大致有三種形狀，這三種粒子徑跡對(duì)應(yīng)的正是三種輻射粒子。其中，少數(shù)大而明亮的斑點(diǎn)是α粒子（圖2a）。大量彎彎扭扭，形似蠕蟲(chóng)的徑跡是β粒子（圖2b）。而第三種單像素或幾像素的小點(diǎn)（典型為1-4），大多由γ射線造成（圖2c）。

圖2a	圖2b	圖2c

結(jié)果闡釋

1. α粒子、β粒子和γ射線顯示出的不同粒徑本質(zhì)上源于不同質(zhì)量的帶電粒子、光子與硅傳感器相互作用的差別。重粒子（如α粒子）有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)，電離物質(zhì)的過(guò)程也是它迅速失去能量的過(guò)程，因此它在物質(zhì)中的平均自由程很短。其電離產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)接近硅傳感器（300微米厚）的上表面，電荷在向底部電極運(yùn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)發(fā)生橫向擴(kuò)散。因此，我們看到的徑跡是幾十個(gè)像素大小的斑點(diǎn)。從圖2a的色階可知，斑點(diǎn)中間的能量更高，而四周沉積的能量相對(duì)較少。

2. β粒子是高能的電子或正電子，它進(jìn)入傳感器后會(huì)與硅原子的核外電子發(fā)生碰撞，而逐漸失去能量。同時(shí)這種隨機(jī)碰撞會(huì)改變它的運(yùn)動(dòng)方向，從而形成彎曲的徑跡。

3. γ射線是能量為幾十keV的光子，這種光子跟硅原子作用會(huì)放出一個(gè)低能電子，只能產(chǎn)生最多幾個(gè)像素的信號(hào)。低能的β粒子也可能形成這種點(diǎn)信號(hào)，對(duì)于大氣背景輻射探測(cè)，僅從形狀和能量很難分辨其粒子類型。