實驗步驟

1) 直接將Minipix EDU插入電腦USB接口，探測面向上

2)   打開軟件Pixet，如下設(shè)置好參數(shù)：

•    Mode：counting/Energy

•    Count（幀數(shù)）：60

•    Time（曝光時間）：60s

•    Type（測量模式）：Integral（積分）

3)   點擊開始按鈕進行觀測

實驗結(jié)果

圖1 觀測到三種不同徑跡的輻射粒子

從積分像（圖1）可以看到探測到的大氣背景輻射大致有三種形狀，這三種粒子徑跡對應(yīng)的正是三種輻射粒子。其中，少數(shù)大而明亮的斑點是α粒子（圖2a）。大量彎彎扭扭，形似蠕蟲的徑跡是β粒子（圖2b）。而第三種單像素或幾像素的小點（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）有很強的電離本領(lǐng)，電離物質(zhì)的過程也是它迅速失去能量的過程，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-空穴對接近硅傳感器（300微米厚）的上表面，電荷在向底部電極運動的同時會發(fā)生橫向擴散。因此，我們看到的徑跡是幾十個像素大小的斑點。從圖2a的色階可知，斑點中間的能量更高，而四周沉積的能量相對較少。

2. β粒子是高能的電子或正電子，它進入傳感器后會與硅原子的核外電子發(fā)生碰撞，而逐漸失去能量。同時這種隨機碰撞會改變它的運動方向，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放出一個低能電子，只能產(chǎn)生最多幾個像素的信號。低能的β粒子也可能形成這種點信號，對于大氣背景輻射探測，僅從形狀和能量很難分辨其粒子類型。