符合、反符合测量

对同时（或很短的一定时间内）发生的两个或多个事件进行的测量称为符合测量；排除上述事件，只对不同时发生的事件进行的测量称为反符合测量。利用符合与反符合测量，可对射线进行时间或空间上的选择，能够获得核事件的因果关系或空间分布，能够排除外界干扰，获得更准确可靠的结果。在不少仪器内部，为了增加仪器的某些特定功能，也包含有符合或反符合单元。例如，最常用的单道分析器内部，就有一个反符合电路，大多数液体闪烁计数器中则包括一个符合电路。
符合与反符合 当两个或多个事件在某一时刻同时出现时，就称此两个或多个事件为符合事件。由于表征每一个事件的信号(电压、电流、光等)，有一定的持续时间，在此时间范围内先后到达的信号，记录电路（即符合电路）不可能分辨，都被认为是同时的。这个时间间隔的限度称为符合分辨时间。
在时间上有内在联系的事件所产生的符合称真符合。例如，一个带电粒子在很短时间内先后穿过计数管A和B，使两者各输出一个信号，在符合电路中产生符合计数，就代表一个真符合。没有任何内在联系的两个信号，仅仅由于正当在分辨时间内先后或同时到达符合电路而产生一个输出信号，这就是偶然符合。偶然符合计数用Nc表示，可由下式计算：

Nc=2τN₁·N₂

其中N₁和N₂是符合电路两输入端的计数，τ是符合分辨时间。
反符合是一个与符合相对立的概念。在计数管A与B组成的一个测量系统中，当计数管A记录到一个信号而计数管B在反符合分辨时间内没有信号，反符合电路就有信号输出，表明在A和B两计数管组成的系统中，有一个反符合； A和B同时或在反符合分辨时间内各有信号进入反符合电路，则反符合电路没有信号输出。
符合测量装置 符合测量的仪器装置如图1所示(一般情况下，反符合测量只需把符合电路换成反符合电路)。
探测器I和II根据被测射线的性质，可选用不同类型的探测器。探测器输出的信号，分别经过放大器2放大，单道分析器3进行幅度选择或甄别噪音，再经过时间延迟电路4调整两道的时间延迟，使同时事件产生的信号能同时到达符合电路5。方块7为定标器。

图1 典型的快慢符合测量装
置方框
I.探测器I II.探测器II
1. 高压电源 2. 放大器
3. 单道脉冲分析器 4. 时
间延迟电路 5. 符合电路
6. 快符合电路 7. 定标器

虚线框中是快符合电路部分。快符合电路具有很小的分辨时间(<10^-7秒)，因而能大大降低偶然符合计数率。但是，由于放大器和单道分析器等仪器输出信号的上升时间晃动较大，不适应快符合电路的需要，故在快符合电路前面不加放大器和单道分析器，不能进行能量选择。而慢符合电路则允许进行能量选择，但分辨时间较大，偶然符合较多。快慢符合电路结合在一起，可以同时作到选择能量和减少偶然符合，整个装置的性能就更完善了。符合技术的应用 符合技术在核物理和宇宙射线研究方面已广泛应用，如建立核素的衰变纲图，测量能级寿命，确定宇宙射线的方向等。与核医学关系较大的应用有：
(1)活度（衰变率）测量： 某些核素通过α、β或EC衰变后，其子体处于激发态，在极短的时间内发射出γ线，退激到基态。对于这一类型的核素，利用两道符合，一个探测器测量母体核发出的射线，另一个探测器测量子体核发出的γ线，就能准确地测定出样品的活度。
仪器布置可参看上图，通常省去快符合部分。
探测器I的选用： β线用盖革计数管、4π正比计数器或液体闪烁计数器。X线用薄碘化钠晶体或高气压4π计数器，也可以用液体闪烁计数器。α线用硫化锌闪烁体、面垒型半导体探测器或4π计数器。
探测器II大多用碘化钠晶体，近年来也有用大型Ge(Li)的。
对级联衰变的γ线作γ-γ符合测量，同样能定出样品的活度。探测器I和II都采用碘化钠闪烁计数器或Ge(Li)半导体探测器。这对于一些包装好的样品是极其方便的。缺点是测量结果受几何条件和核参数影响，精度较差。
经符合测量得到的符合计数率及各探测器单独的计数率，用一定公式计算即可得到样品的活度(见“放射性核素的绝对测量”条)。
(2) 正电子湮没扫描： 对于β+衰变的核素 (如¹⁸F)，可以利用其湮没辐射，进行γ照相或扫描。正电子湮没反应见下式：

两个γ线能量各为0.511MeV，以相差180°的方向飞出。由于β+线的射程很短，湮没主要发生在该核素所在的脏器内。扫描可按两种条件进行。一种是用普通的扫描机，另一种是用双探头扫描，加上符合电路，用一个探头的信号与另一个探头符合，打印机只打出符合计数。由于两探头相对放置，只接收180°方向的湮没辐射，因而能减少本底或其他干扰，使扫描图象清晰。
反符合技术的应用 反符合技术主要用于消除本底干扰，剔除某些不需要的信号，提高测量灵敏度。利用反符合技术，在主探测器外面包围上另一组探测器，用这后一组探测器的信号去控制反符合电路，只有当这一组探测器不计数时，主探测器的信号才能被记录。这样，就能将外来射线的计数排除掉。设计良好的反符合系统，可将本底降到1～2计数/天。下图是一个反符合屏蔽简单装置。

图2 反符合屏蔽示意
Ⅰ.主探测器 Ⅱ.另一组探测
器 1. 反符合电路 2.计
数器 3.多道分析器

反符合技术的另一广泛应用是在γ能谱测量方面。在碘化钠或Ge(Li)晶体外面，加上大体积的碘化钠或塑料闪烁体，组成反符合屏蔽。当射线在主探测器中不是产生光电效应而是产生康普顿或电子对效应时，就有散射光子进入反符合探测器中。通过反符合电路将这种计数扣除，在记录仪器中记下的主要是光电效应，能谱中的康普顿分布和电子对峰就不显著。反符合电路在单道脉冲分析器中的应用，见“核射线的探测”条。
符合与反符合技术在射线测量工作中的应用是多种多样的。根据不同的目的，选择不同的探测器，还可以组成符合加反符合、多重符合、延迟符合等，以进行各种不同目的的测量。