《核辐射探测器与核电子学》复习题
核电子学期末考试试题
核电子学期末考试试题考试日期:2022年月日考试类别:考试考试时间:120分钟题号得分得分一二三四总分一、填空题:(每空1分,共20分)阅卷人1.核辐射探测器输出信号的数学模型为电流函数,表达式为2.由于载流子产生、消失的随机涨落而产生的噪声称为噪声;由于载流热运动,使电流产生涨落而产生的噪声称为噪声;一种随频率降低而增大的噪声称为噪声。
3.谱仪放大器需要完成的两大任务是和4.一个单位冲击信号δ(t)加到一个线性网络上,得到的输出称为;其能够反映网络的特征。
5.滤波成形在谱仪放大器中的作用是:抑制系统的噪声,使系统最佳;.对信号进行成形,使信号满足后继分析电路的要求。
6.常用的核脉冲计数设备有和7.多道分析器以多种方式获取数据,一般可归纳为三种基本类型:、和8.从物理测量的要求看,电荷灵敏和电压灵敏前置放大器主要用于测量分析系统,电流灵敏放大器则主要用于测量分析系统。
9.在谱仪放大器中为了解决基线漂移问题而采用技术,为剔除堆积信号而采用技术。
得分二、选择题:(每题2分,共20分)阅卷人1.时间分辨率好,但能量分辨率较差的探测器为()第1页共8页(A)气体探测器(B)半导体探测器(C)闪烁探测器(D)电离室2.已知一个电荷灵敏前置放大器的开环放大增益为66DB,反馈电容为1PF,反馈电阻为10M,可估算其变换增益为()(A)1000(B)66DB(C)1012V/C(D)10000003.n节放大节组成的放大器上升时间与各放大节上升时间的关系为tr=()(A)tr1tr2trn(B)tr1+tr2+…+trn(C)tr1某tr2某…某trn(D)MA某{tr1,tr2,…,trn}4.双极性准高斯成形一般组成为()(A)一次微分一次积分电路(B)两次微分一次积分电路(C)两次微分多次积分电路(D)多次微分多次积分电路5.起停型时幅变换器的充电电容C为200pF,充电恒流I为10mA,若起始信号和停止信号之间的时间间隔为50n,则时幅变换器的输出幅度为()。
核辐射探测复习资料B.
核技术 核探测复习材料 一、简答题:1.γ射线与物质发生相互作用有哪几种方式?( 5分)答:γ射线与物质发生相互作用(1)光电效应 (2)康普顿效应(得2分)(3)电子对效应(得2分) 2.典型的气体探测器有哪几种?各自输出的最大脉冲幅度有何特点,试用公式表示。
(5分) 答:典型的气体探测器有(1)电离室(得1分)(2)正比计数管(得1分)(3)G-M 计数管(得1分)脉冲幅度:(1)电离室:C e w E v =(得1分)(2)正比计数管:Cew E M v ∙= (得0.5分)(3)G-M 计数管 最大脉冲幅度一样(得0.5分)3.简述闪烁体探测器探测γ射线的基本原理。
(5分)答:γ射线的基本原理通过光电效应 、 康普顿效应和电子对效应产生次级电子(得1分),次级电子是使闪烁体激发(得1分),闪烁体退激发出荧光(得1分),荧光光子达到光电倍增管光阴极通过光电效应产生光电子(得1分),光电子通过光电倍增管各倍增极倍增最后全部被阳极收集到(得1分),这就是烁体探测器探测γ射线的基本原理。
注:按步骤给分。
4.常用半导体探测器分为哪几类?半导体探测器典型优点是什么?(5分)答:常用半导体探测器分为(1) P-N 结型半导体探测器(1分)(2) 锂漂移型半导体探测器;(1分)(3) 高纯锗半导体探测器;(1分)半导体探测器典型优点是(1) 能量分辨率最佳;(1分)(2)射线探测效率较高,可与闪烁探测器相比。
(1分)5.屏蔽β射线时为什么不宜选用重材料?(5分)答:β射线与物质相互作用损失能量除了要考虑电离损失,还要考虑辐射损失(1分),辐射能量损失率222NZm E z dx dE S radrad∝⎪⎭⎫ ⎝⎛-= 与物质的原子Z 2成正比(2分),选用重材料后,辐射能量损失率必然变大,产生更加难以防护的x 射线(2分)。
故不宜选用重材料。
注:按步骤给分。
6.中子按能量可分为哪几类?中子与物质发生相互作用有哪几种方式。
核电子学习题+答案+课后答案
,
噪声均方值:
对B点:
,
噪声均方值:
第二章
2.1电荷灵敏前置放大器比电压灵敏前置放大器有什么优点?为什么把反馈电容称为积分电容,作用是什么?
优点:VOM稳定性高,能用高能量分辨能谱系统
Cf起积分作用,当A很大时,
2.2试对下图典型的电荷灵敏前置放大器电路在输入冲击电流I(t)=Q·δ(t)时,
1
【判断题】
电荷灵敏和电流灵敏析系统。
错
2
【判断题】
要提高放大电路输出稳定性,减小相对变化量,一般要求放大器开环增益A0必须很高。
对
3
【判断题】
信号由基极输入,发射极输出,构成共集电极放大电路,又叫射极跟随器。
对
4
【判断题】
放大电路中的自举电容,从本质上来说起到一种特殊形式的正反馈。
7.定时误差通常按误差产生的原因分为两类:___时移___和___时晃_。
8.放大器输出信息中,总是由:_信号__,__噪声__,__干扰__组成。
二、选择题:(每题2分,共20分)
1.下列探测器中,能量分辨率最佳的是(B)
A.闪烁体探测器B.半导体探测器C.电离室D.气体探测器
2.CR微分电路(高通滤波器)的频率响应为(A)
优点:有源滤波器更接近于理想的微分和积分特性,把放大和滤波成形连在一起,既节省元件,又比无源滤波器级数少,效果好。
4.改善放大器线性的方法,可以简单归结为:(1)合理选择工作点__。
(2)__采用负反馈_。
5.谱仪放大器基本上由____放大电路__和滤波成形电路组合而成,对滤波成形电路来讲,有_弹道亏损_____和__堆积畸变_两种信息畸变。
6.脉冲幅度甄别器是将__模拟脉冲__转换成__数字逻辑脉冲_输出的一种装置。
《核辐射探测器与核电子学》复习题
《核辐射探测器与核电子学》复习题《核辐射探测器与核电子学》期末考试复习题一、填空题1.α粒子与物质相互作用的形式主要有以下两种:康普顿散射、散射、光电效应、激发、形成电子对、电离、发射电子、发射光子、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射。
2.γ射线与物质相互作用的主要形式有以下三种:康普顿散射、散射、光电效应、激发、形成电子对、电离、发射电子、发射光子、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射。
3.β射线与物质相互作用的主要形式有以下四种:康普顿散射、散射、光电效应、激发、形成电子对、电离、发射电子、发射光子、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射。
4.NaI(Tl)组成的闪烁计数器,分辨时间约为:零点几、几、十几、几十、几百μs;G-M计数管的分辨时间大约为:零点几、几、十几、几十、一百、几百μs。
5.电离室、正比计数管、G-M计数管输出的脉冲信号幅度与入射射线的能量、初始电离产生的离子对数、初始电离产生的电荷总数成正比。
6.半导体探测器比气体探测器的能量分辨率高,是因为:其体积更小、其密度更大、其电离能更低、其在低温下工作使其性能稳定、气体探测器有放大作用而使其输出的脉冲幅度离散性增大。
7.ZnS(Ag)组成的闪烁计数器,一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
8.NaI(Tl)组成的闪烁计数器,一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
9.电离室一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
10.正比计数管一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
11.G-M计数管一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
12.金硅面垒型半导体探测器一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
13.Si(Li)半导体探测器一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。
核电子学复习
1、名词解释:核电子学:物理学、核科学与技术、电子科学与技术、计算机科学与技术等相结合而形成的一门交叉学科。
核辐射探测器:利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为辐射探测器。
核仪器:是指用于核辐射产生或测量的一类仪器的统称。
能量-电荷转换系数:设辐射粒子在探测器中损失的能量为E,探测器产生的电子电荷数为N,则N/E称为探测器的能量-电荷转换系数θ。
θ=N/E能量线性:定义:是指探测器产生的离子对数平均值和所需消耗的粒子能量之间的线性程度。
探测器的稳定性:探测器中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
核电子学电路的稳定性:核电子学电路中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
信噪比:信号幅度与噪声均方根值之比冲击函数:系统函数:H(s)=Uo(s)/Ui(s)极点:系统函数中使分母为零的点零点:系统函数中使分子为零的点有源滤波器:将RC积分网络接在放大器的反馈回路里,就构成有源积分电路,或称为有源滤波器。
积分谱:改变阈电压U T,测量到相应的大于U T的脉冲数N(U T),得到N(U T) - U T 分布曲线,得到的就是积分谱微分谱:从阈电压U Tn上的脉冲计数减去阈电压U Tn+1上的计数就可得到阈电压上间隔ΔU=U Tn-U Tn+1中的计数ΔN。
ΔN和U T的关系曲线,就是脉冲幅度分布曲线(微分谱)仪器谱:仪器实测得的能谱脉冲幅度分布谱:积分谱和微分谱道宽:Uw=Uu - U L > 0时间移动:输入脉冲的幅度和波形的变化引起定时电路输出脉冲定时时刻的移动时间晃动:系统的噪声和探测器信号的统计涨落引起的定时时刻的涨落时间漂移:元件老化、环境温度或电源电压变化(属于慢变化)引起的定时误差慢定时:μs量级的定时快定时:p s量级的定时(还有ns的说法)自然γ全谱:用仪器测得的,能量在及时keV-2.62MeV的自然γ仪器谱。
核辐射物理与探测学课后习题
核辐射物理与探测学课后习题第一章原子核的基本性质1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时,它的动能和总能量各为多少?1-2 将α粒子的速度加速至光速的0.95时,α粒子的质量为多少? 1-5 已知()()92,23847.309,92,23950.574MeV MeV ?=?= ()()92,23540.921,92,23642.446MeV MeV ?=?=试计算239U ,236U 最后一个中子的结合能。
1-8 利用结合能半经验公式,计算U U 239236,最后一个中子的结合能,并与1-5式的结果进行比较。
第二章原子核的放射性2.1经多少半衰期以后,放射性核素的活度可以减少至原来的3%,1%,0.5%,0.01%?2.7 人体内含%18的C 和%2.0%的K 。
已知天然条件下C C 1214与的原子数之比为12102.1,C 14的573021=T 年;K 40的天然丰度为%0118.0,其半衰期a T 911026.1?=。
求体重为Kg 75的人体内的总放射性活度。
2-8 已知Sr 90按下式衰变:Zr Y Sr h a 9064,901.28,90??→→?--ββ(稳定) 试计算纯Sr 90放置多常时间,其放射性活度刚好与Y 90的相等。
2-11 31000cm 海水含有g 4.0K 和g 6108.1-?U 。
假定后者与其子体达平衡,试计算31000cm 海水的放射性活度。
第三章原子核的衰变3.1 实验测得Ra 226的α能谱精细结构由()%95785.41MeV T =α和()%5602.42MeV T =α两种α粒子组成,试计算如下内容并作出Ra 226衰变网图(简图)(1)子体Rn 222核的反冲能;(2)Ra 226的衰变能;(3)激发态Rn 222发射的γ光子的能量。
3.2 比较下列核衰变过程的衰变能和库仑位垒高度:Th He U 2304234+→;Rn C U 22212234+→;Po O U 21816234+→。
核电子学习题+答案+课后答案
C. D.
6.下图中针对于被测信号 ,发生了(D)
A.峰堆积B.前沿堆积C.后沿堆积D.尾堆积
7.极零相消电路的功能是(A)
A.消除单极性信号下冲B.微分电路C .消除零基线D.积分电路
8.一个最大量化电平数为8192的模数变换器,其分辨率R为(B)
A.2-10B.2-13C.2-14D.2-11
优点:有源滤波器更接近于理想的微分和积分特性,把放大和滤波成形连在一起,既节省元件,又比无源滤波器级数少,效果好。
(3)比较两种情况下输出电压幅度的大小。
解:(1)
2.(本题10分)下图是电荷灵敏前置放大器的简图,试问
(1)RF在此电路中所起的作用?
(2)计算此放大器电路的开环增益:(已知T1管的跨导 为4.5 mA/V; ; ; )
解:(1)RF在此电路中所起的作用为
1.与反馈电容并联的电阻起到泄放上电荷的作用。…………2分
不能。用同向接法。用双芯同轴电缆把信号送到差分放大器。
3.4试分析和讨论下面两个谱仪放大节电路,指出在电路中采取了什么措施,目的是什么?
a:
T1共射极放大,T3,T4两级共集电极放大
恒流源作负载,10μ自举电容,电压并联负反馈。
b:
T1共基,T2共射,T3共集,T4,T5互补复合跟随器。
1μ自举电容,电压并联负反馈。
输入电阻热噪声:
Ig噪声:
沟道热噪声:
∴
2.6分析快电荷灵敏前置放大器,
(1)画出简化框图
(2)分别计算电荷和能量变换增益;
(ω=3.6ev/电子空穴对,e=1.6×10-19库仑)
(3)估算电路的开环增益(gm=5mA/V, A3=0.98)
(4)估算该前放的上升时间(Ca=5pF, Ci=5pF)
核探测技术与核电子学核探测技术与核电子学考试卷模拟考试题.docx
《核探测技术与核电子学》考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
1、核辐射探测的主要内容有哪些?( )2、辐射探测器( )3、常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类?( )4、闪烁计数器由哪几个部分组成?( )5、核辐射探测器输出的脉冲,其哪些参量与射线强弱、能量大小有着什么样的定性关系?( )姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------6、按不同的分类标准,闪烁体分为哪几类?()7、对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求?()8、对于分辨率分别为8%和13%的NaI(Tl)晶体,哪个晶体的能量分辨能力高?()9、用好的NaI(Tl)晶体和光电倍增管,能量分辨率可达多大?()10、量分辨能力与射线能量有何关系?()11、探测效率()12、常用的闪烁体有哪些?()13、为什么NaI(Tl)探测器具有很高的探测效率?()14、与NaI(Tl)探测效率有关的因素有哪些?()15、使用NaI闪烁体有哪些注意事项?()16、NaI(Tl)中含有少量的铊,铊起什么作用?使用时要注意什么?()17、当NaI(Tl)晶体用来探测低能量X射线时,对晶体的封装有何要求?为什么?()18、ZnS(Ag)闪烁体有哪些优缺点?()19、CsI(Tl)闪烁体有哪些优缺点?()20、简述对液体闪烁体的了解?()21、简述光电倍增管及微通道板的作用。
二者有何特点、区别?()22、简述光电倍增管的工作原理。
()23、闪烁计数器由哪几部分组成?()24、在闪烁计数器中,什么是光导?当光电倍增管与闪烁体不能直接接触时,怎么办?()25、测量α射线采样哪种闪烁体?需要注意什么?()26、测量β射线采样哪种闪烁体?需要注意什么?()27、测量γ射线采样哪种闪烁体?()28、光电倍增管各倍增极上的电压可以通过分压电阻得到,对分压电阻有何要求?为什么?()29、影响闪烁计数器稳定性的主要因素有哪些?()30、何为闪烁计数器的“坪”曲线?()31、为什么要利用闪烁计数器的“坪”曲线?()32、使用闪烁计数器有哪些注意事项?()33、气体探测器有哪几种?()34、电离室有哪两种类型?分别解释之。
核辐射探测第一章填空选择题答案
核辐射探测第一章填空选择题答案第一章核辐射及其探测原理1. 带电粒子进入物质后,与物质原子的相互作用机制有:带电粒子与靶原子中核外电子的非弹性碰撞、带电粒子与靶原子中核外电子的弹性碰撞、带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞和带电粒子与靶原子核的弹性碰撞。
(课本中答案:电离和激发、非弹性碰撞和弹性碰撞。
)2. 带电粒子的能量损失包括电离损失和辐射损失。
3. 入射带电粒子在物质中因原子的激发和电离在单位路径上引起的能量损失叫电离损失率。
4. 带电粒子受到阻止介质原子核的库仑相互作用,其运动方向和速度发生变化并发射电磁辐射而损失能量,这种电磁辐射称做轫致辐射,又称做轫致X 射线。
5. 4Mev 的α粒子的穿过厚度为其射程1/2的物质后,消耗能量为 D 。
(α粒子在空气中的射程为R 0=0.3185.1αE 3Mev<αE <7Mev )A. 2.8MevB. 2.52MevC. 1.2MevD. 1.48Mev6. 5Mev 电子入射到铁靶上(Z=26),其辐射损失率和电离损失率之比为: B 。
A. 1:1B. 13:70C. 70:13D. 15:817. 康普顿散射是发生在入射光子与物质原子核外的轨道电子之间的非弹性碰撞。
8. 光子通过物质时和物质原子相互作用,光子被原子吸收后发射轨道电子的现象,称为光电效应,也称光电吸收。
9. 对中子的探测是通过中子和原子核的相互作用产生的带电粒子或γ光子间接进行的。
据中子与原子核相互作用方式的不同,中子的探测方法分为核反应法、核反冲法、核裂变法和活化法。
10. 已知MeV 1质子在某介质中的电离损失率为A ,求相同能量的α粒子的电离损失率。
11. 试计算Cs 137KeV E 662=γγ射线发生康普顿效应时,反冲电子的最大能量。
核辐射探测复习题第二章练习题答案
复合 区饱合 区正比区有限 正比 区G | M 区工作电压(V)离子对收集数v0连续放电区1. 电离室、正比计数管和盖革—弥勒(G —M)计数管;电离室。
2. δ电子。
3. 辐射光子、发射俄歇电子、亚稳原子。
4. 利用收集核辐射在气体中产生的电离电荷来探测核辐射。
5.6. 电流电离室、脉冲电离室、累计电离室。
7. 第一步,假设回路中没有负载电阻,求出极板a 、b 间的电荷量Q ;第二步,根据高斯定律,即正电荷靠哪个极板近,哪个极板上产生的感应电荷多;第三步,得出正离子漂移所引起的负感应电荷在回路中流过的电荷量-q;第四步,外回路电流结束后,流过外回路的总电荷量为? 8. 正比,Cew E C e N V ⋅-=-=009.λR λCLR C '1C)(0t I )(t V 0C)(0t IR )(t V10. 脉冲幅度谱峰值一半处所对应的全宽度称为半高宽,用FWHM表示,V V FW HM σ355.2=∆=;能量分辨率定义为探测器微分脉冲幅度分布谱中的特征峰半高宽与峰值所对应的脉冲幅度之比,用η表示,EEV V ∆=∆=ηη或 11. 入射带电粒子进入正比计数管灵敏体积后,使气体分子或原子电离,生成N0个离子对(初电离)。
初电离电子在电场作用下向中心阳极漂移过程中,不断和气体分子或原子碰撞而损失能量,又不断地从电场获得能量,离中心收集极越近,电场越强,在r=r0处,电场强度足够大,可以使初电离电子获得更大冲量而使气体分子或原子电离(次电离),次电离电子又会产生新的次电离。
于是电子不断地增殖,增殖的结果将产生大量的电子和正电子,这就是气体放大的过程。
12. 非自持放电、同轴圆柱型。
13. 坪特性。
14. 【优点】:制造简单,价格便宜,易于操作,输出脉冲幅度大,对电子学线路要求简单;【缺点】:死时间长,不能用于高计数率场合。
15. 10≈νM16. ①G-M 计数管的电荷增殖主要是由光电子引起的雪崩决定的,而正比计数管主要是由电离电子引起;②正比计数管每次雪崩在管内都是对应于入射辐射产生初始自由电子的那一侧,即气体放大只是在管内局部区域发生,而对于G-M 技术管,光子是各个方向发射的,所以雪崩放大是在整个管子范围内,不管初始电离发生在管内何处,雪崩放电都会逐渐包围整个阳极丝。
核辐射探测习题解答5
第一章习题1. 计算Po 210放射源发射的α粒子()MeV E 304.5=α 在水中的射程。
2. 已知MeV 1质子在某介质中的电离损失率为A ,求相同能量的α粒子的电离损失率。
3. 试计算Cs 137KeV E 662=γγ射线发生康普顿效应时,反冲电子的最大能量。
4. 计算Cs 137的γ射线对Al Fe Pb ,,的原子光电吸收截面及光电子能量。
从中可得到什么规律性的启迪?已知k ε分别为KeV KeV KeV 559.1,111.7,001.88。
5.试证明γ光子只有在原子核或电子附近,即存在第三者的情况下才能发生电子对效应,而在真空中是不可能的。
第二章习题1. 为什么射线在气体中产生一对离子对平均消耗的能量要比气体粒子的电离能大?2. 设一由二平行金属板构成的电极系统,极间距离2cm ,内充氩气1.5大气压,二极板上加了1000伏的电位差。
问正离子+A 由正极表面漂移到负极表面所需时间为何?3.计算出如图所示电离室中在(a)、(b)、(c)三处产生的一对离子因漂移而产生的)(t I +、)(t I -、)(t Q +、)(t Q -以及+Q 、-Q 分别为何?(假定所加电压使电子漂移速度为105cm/s ,正离子漂移速度为103cm/s )。
4.画出下列各种输出电路的等效电路,并定性地画出输出电压脉冲形状,标明极性及直流电位。
题4之图5.有一累计电离室,每秒有104个α粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中。
已知3.5=αE MeV ,电离室内充的纯氩气,试求出累计电离室输出的平均电流=0I ?6.在上题条件下,若选择输出电路之Ω10010=R ,pf C 200=,问该电离室输出电压信号的相对均方根涨落为何?7.为什么圆柱形电子脉冲电离室的中央极必须为正极?8.试说明屏栅电离室栅极上感应电荷的变化过程。
9.什么屏栅电离室的收集极必须是正极?10.离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么?11.累计电离室所能测的最大幅射强度受何因素限制?脉冲电离室呢?12.为什么正比计器的中央丝极必须是正极?13.圆柱形电子脉冲电离室的输出电荷主要是由电子所贡献,但在圆柱形正比计数器中输出电荷却主要是正离子的贡献,这是什么原因?14.有一充氩之正比计数器。
(完整word版)核辐射物理与探测学复习
核辐射物理与探测学复习注:本提纲中的问题覆盖范围并不完备,因此不能完全替代书本复习,仅作参考之用!一、关于载流子1) 无论是气体探测器,还是闪烁、半导体探测器,其探测射线的本质都是将射线沉积在探测器灵敏体积内的能量转换为载流子。
这三种探测器具有不同的载流子,分别是:气体(),闪烁体(),半导体();答:气体:电子-离子对;闪烁体:第一个打拿极收集到的光电子;半导体:电子-空穴对;2) 在这个转换过程中,每产生一个载流子都要消耗一定的能量,称之为(),对于三种探测器来说,这个能量是不同的,分别大概是多少?气体(),闪烁体(),半导体()。
这个能量是大些好,还是小些好?为什么?答:平均电离能;30eV,300eV,3eV;这个能量越小越好,因为平均电离能越小,产生的载流子就越多,而载流子的数目服从法诺分布,载流子越多则其数目的相对涨落越小,这会导致更好的能量分辨率;3) 在这个转换过程中,射线沉积在探测器中的能量是一个()变量,而载流子的数目是一个()变量,载流子的数目是不确定的,它服从()分布,该分布的因子越是大些好,还是小些好?为什么?答:连续型变量;离散型变量;法诺分布;法诺因子越小越好,小的法诺因子意味着小的统计涨落,导致好的能量分辨率;二、关于探测效率1) 对于不带电的粒子(如γ、中子),在探测器将射线沉积在其灵敏体积中的能量转换为载流子之前,还需要经历一个过程,如果没有该过程,则探测器无法感知射线。
以γ射线为例,这个过程都包含哪些反应()?这个过程的产物是什么()?对于1个1MeV的入射γ射线,请随便给出一个可能的该产物能量()?答:对于γ射线,这些反应包括光电效应、康普顿散射以及电子对效应(如果γ射线的能量>1.022MeV);这些反应的产物都是次级电子;对于1个1MeV的γ射线,次级电子的能量可以是几十keV~几百keV,也可以是接近1MeV;2) 这个过程发生将主要地决定探测器的探测效率,那么影响探测效率(本征)的因素都有哪些()?在选择探测器的时候,为了得到高的探测效率(本征),应该做什么考虑()?答:影响本征探测效率的因素有:探测器的原子序数、密度、体积、形状,以及γ射线的能量,甚至还包括射线射入探测器的位置、角度;在选择探测器时,为了得到高的本征探测效率,应该选择那些原子序数高、密度大的探测器,探测器的体积要大并且探测器的形状合理(例如正圆柱形);3) 绝对探测效率和本征探测效率的区别是什么?答:绝对探测效率考虑的是对每一个源发射出的粒子,探测器测量到的计数值;本征探测效率考虑的是对每一个射入探测器的粒子,探测器测量到的计数值。
核辐射探测期末考试试题
核辐射探测期末考试试题# 核辐射探测期末考试试题## 一、选择题(每题2分,共20分)1. 核辐射探测中,β射线的穿透能力比γ射线:- A. 强- B. 弱- C. 相同- D. 不可比较2. 以下哪个设备不用于探测α粒子:- A. 盖革计数器- B. 闪烁计数器- C. 半导体探测器- D. 静电计3. 核辐射探测中,γ射线的电离能力比X射线:- A. 强- B. 弱- C. 相同- D. 不可比较4. 核辐射中,对人体危害最大的是:- A. α射线- B. β射线- C. γ射线- D. 中子5. 核辐射探测器中,用于测量辐射剂量率的是:- A. 个人剂量计- B. 环境监测仪- C. 放射性物质分析仪- D. 核素识别器## 二、填空题(每空1分,共10分)1. 核辐射探测中,________ 是一种测量辐射能量的设备。
2. 核辐射对人体的影响主要取决于辐射的________、________和________。
3. 核辐射探测中,________ 是一种常见的α射线探测器。
4. 核辐射探测中,________ 是一种可以测量β、γ射线的探测器。
5. 核辐射探测的目的是为了保护人类免受________ 的伤害。
## 三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述核辐射探测中,探测器的工作原理。
2. 描述在核事故应急响应中,核辐射探测器的作用。
## 四、计算题(每题15分,共30分)1. 假设有一个γ射线源,其活度为1.11 GBq,距离探测器1米。
已知探测器的效率为30%,求探测器在1小时内接收到的γ射线数。
2. 一个β射线源在空气中产生的β粒子的平均能量为1 MeV,探测器的探测效率为40%,若探测器记录到的β粒子数为1000个,求源的活度。
## 五、论述题(20分)论述核辐射探测技术在环境监测和医学领域的应用。
注意:请考生在答题时,注意审题,确保答案的准确性和完整性。
考试时间为120分钟,请合理分配时间。
核辐射探测材料考核试卷
B. X射线探测器
C.紫外线探测器
D.红外线探测器
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.核辐射探测中,可用于探测α粒子的探测器有哪些?()
A.电离室探测器
B.闪烁探测器
C.固态探测器
D.液体探测器
2.下列哪些材料可用于制作闪烁探测器?()
C.减少接触时间
D.提高放射性物质的活度
20.核辐射探测中,下列哪些方法可用于放射性物质的定量分析?()
A.活度计
B.放射性同位素稀释法
C. γ谱分析
D. β谱分析
三、填空题(本题共10小题,每小题2分,共20分,请将正确答案填到题目空白处)
1.在核辐射探测中,α粒子的质量数为_______,电荷数为_______。
核辐射探测材料考核试卷
考生姓名:________________答题日期:________________得分:_________________判卷人:_________________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.以下哪种材料最适合作为核辐射探测的半导体材料?()
C.闪烁探测器
D.电离室探测器
9.下列哪些单位用于表示放射性物质的活度?()
A.贝克勒尔(Bq)
B.库仑(C)
C.摄尔(Sv)
D.西弗(Gy)
10.放射性物质对生物体的危害程度与哪些因素有关?()
A.活度
B.半衰期
C.线性能量传递(LET)
D.放射性浓度
11.核辐射探测中,下列哪些技术用于放射性物质的识别和分类?()
核辐射探测学习题参考答案(修改)
核辐射探测学习题参考答案(修改)第⼀章射线与物质的相互作⽤1.不同射线在同⼀物质中的射程问题如果已知质⼦在某⼀物质中的射程和能量关系曲线,能否从这⼀曲线求得d (氘核)与t (氚核)在同⼀物质中的射程值?如能够,请说明如何计算?解:P12”利⽤Bethe 公式,也可以推算不同带点例⼦在某⼀种吸收材料的射程。
”根据公式:)()(22v R M M v R b ab b a a Z Z =,可求出。
步骤:1先求其初速度。
2查出速度相同的粒⼦在同⼀材料的射程。
3带⼊公式。
2:阻⽌时间计算:请估算4MeV α粒⼦在硅中的阻⽌时间。
已知4MeV α粒⼦的射程为17.8µm 。
解:解:由题意得 4MeV α粒⼦在硅中的射程为17.8um 由T ≌1.2×107-REMa,Ma=4得 T ≌1.2×107-×17.8×106-×44()s =2.136×1012-()s3:能量损失率计算课本3题,第⼀⼩问错误,应该改为“电离损失率之⽐”。
更具公式1.12-重带点粒⼦电离能量损失率精确表达式。
及公式1.12-电⼦由于电离和激发引起的电离能量损失率公式。
代参数⼊求解。
第⼆⼩问:快电⼦的电离能量损失率与辐射能量损失率计算:()20822.34700700()rad iondE E Z dx dEdx*??=≈4光电⼦能量:光电⼦能量:(带⼊B K )康普顿反冲电⼦能量:200.511m c Mev =ie hv E ε-=220200(1cos ) 2.04(1cos 20) 4.16160.060.3947(1cos )0.511 2.04(1cos 20)0.511 2.040.06Er Ee Mev m c Er θθ--?====+-+-+?5:Y 射线束的吸收解:由题意可得线性吸收系数10.6cm µ-=,311.2/pb g cm ρ=12220.6 5.3610/11.2/m pb cm cm g g cmµµρ--∴===?质量吸收系数由r N µσ=*可得吸收截⾯:12322230.61.84103.2810/r cm cm N cm µσ--===?? 其中N 为吸收物质单位体积中的原⼦数2233.2810/N cm =? 0()t I t I e µ-=要求射到容器外时强度减弱99.9% 0 ()0.1%0.001t I t e I µ-∴=∴=即t=5In10 =11.513cm6:已知)1()(tι--=e A t f t 是⾃变量。
核辐射探测习题解答5.
核辐射探测习题解答5.第一章习题1. 计算Po 210放射源发射的α粒子()MeV E 304.5=α 在水中的射程。
2. 已知MeV 1质子在某介质中的电离损失率为A ,求相同能量的α粒子的电离损失率。
3. 试计算Cs 137KeV E 662=γγ射线发生康普顿效应时,反冲电子的最大能量。
4. 计算Cs 137的γ射线对Al Fe Pb ,,的原子光电吸收截面及光电子能量。
从中可得到什么规律性的启迪?已知k ε分别为KeV KeV KeV 559.1,111.7,001.88。
5.试证明γ光子只有在原子核或电子附近,即存在第三者的情况下才能发生电子对效应,而在真空中是不可能的。
第二章习题1. 为什么射线在气体中产生一对离子对平均消耗的能量要比气体粒子的电离能大?2. 设一由二平行金属板构成的电极系统,极间距离2cm ,内充氩气1.5大气压,二极板上加了1000伏的电位差。
问正离子+A 由正极表面漂移到负极表面所需时间为何?3.计算出如图所示电离室中在(a)、(b)、(c)三处产生的一对离子因漂移而产生的)(t I +、)(t I -、)(t Q +、)(t Q -以及+Q 、-Q 分别为何?(假定所加电压使电子漂移速度为105cm/s ,正离子漂移速度为103 cm/s )。
4.画出下列各种输出电路的等效电路,并定性地画出输出电压脉冲形状,标明极性及直流电位。
题4之图5.有一累计电离室,每秒有104个α粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中。
已知3.5=αE MeV ,电离室内充的纯氩气,试求出累计电离室输出的平均电流=0I ?6.在上题条件下,若选择输出电路之Ω10010=R ,pf C 200=,问该电离室输出电压信号的相对均方根涨落为何?7.为什么圆柱形电子脉冲电离室的中央极必须为正极?8.试说明屏栅电离室栅极上感应电荷的变化过程。
9.什么屏栅电离室的收集极必须是正极?10.离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么?11.累计电离室所能测的最大幅射强度受何因素限制?脉冲电离室呢?12.为什么正比计器的中央丝极必须是正极?13.圆柱形电子脉冲电离室的输出电荷主要是由电子所贡献,但在圆柱形正比计数器中输出电荷却主要是正离子的贡献,这是什么原因?14.有一充氩之正比计数器。
核探测技术与核电子学核探测技术与核电子学试卷(练习题库)(2023版)
核探测技术与核电子学核探测技术与核电子学试卷(练习题库)1、核辐射探测的主要内容有哪些?2、辐射探测器3、常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类?4、闪烁计数器由哪几个部分组成?5、核辐射探测器输出的脉冲,其哪些参量与射线强弱、能量大小有着什么样的定性关系?6、按不同的分类标准,闪烁体分为哪几类?7、对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求?8、对于分辨率分别为8%和13%的Na1(TI)晶体,哪个晶体的能量分辨能力高?9、用好的Na1(T1)晶体和光电倍增管,能量分辨率可达多大?10、量分辨能力与射线能量有何关系?11、探测效率12、常用的闪烁体有哪些?13、为什么Na1(T1)探测器具有很高的探测效率?14、与Na1(T1)探测效率有关的因素有哪些?15、使用NaI闪烁体有哪些注意事项?16、NaI(T1)中含有少量的铭,诧起什么作用?使用时要注意什么?17、当Na1(T1)晶体用来探测低能量X射线时,对晶体的封装有何要求?为什么?18、ZnS(Ag)闪烁体有哪些优缺点?19、CsI(TI)闪烁体有哪些优缺点?20、简述对液体闪烁体的了解?21、简述光电倍增管及微通道板的作用。
二者有何特点、区别?22、简述光电倍增管的工作原理。
23、闪烁计数器由哪几部分组成?24、在闪烁计数器中,什么是光导?当光电倍增管与闪烁体不能直接接触时,怎么办?25、测量α射线采样哪种闪烁体?需要注意什么?26、测量β射线采样哪种闪烁体?需要注意什么?27、测量γ射线采样哪种闪烁体?28、光电倍增管各倍增极上的电压可以通过分压电阻得到,对分压电阻有何要求?为什么?29、影响闪烁计数器稳定性的主要因素有哪些?30、何为闪烁计数器的“坪”曲线?31、为什么要利用闪烁计数器的“坪”曲线?32、使用闪烁计数器有哪些注意事项?33、气体探测器有哪几种?34、电离室有哪两种类型?分别解释之。
35、在电离室中,造成谱线展宽最基本的因素是什么?能量分辨力由什么决定?36、气体放大现象37、与电离室相比,正比计数器有哪些优点?38、正比计数器可根据不同的探测对象充气,如探测热中子、探测快中子、探测X射线分别充什么气体?39、G-M计数器探测射线具有哪些优、缺点?40、使用G-M计数管有哪些注意事项?41、半导体探测器与气体电离室有何主要区别?42、列举几种半导体探测器。
核技术探测复习材料剖析
2010《核辐射探测器与核电子学》期末考试试题A参考答案一、填空题(20分,每小题2分)1. 由NaI(Tl)组成的闪烁计数誥,分餅时间约为,几U s。
2. 由ZnS(Ag)组成的闪烁计数器,一般用来探测a射线的强度。
3. 由NaI(Tl)组成的闪烁计数器,一般用来探测Y(X)射线的能量和強度°4. G-M计数管一般用来探测0、Y、X射线的冬度°5. 金硅面垒型半导体探测器一般用来探测」_射线的能量和强度・6. HPGe半导体探测器一般用来探测Y射线的能量和强度。
7. 对高能Y射线的探测效率则主要取决于探测器的有效体积°8. 前宜放大器的鬲小主要作用杲,提高信-噪比、阻抗匹配。
9. 谱仪放大器的希个主要作用是;信号放大、脉冲成形。
10. 微分电路主要作用是:使输入信号的宽度变窄和隔离低频信号°二、名词解释(15分,每小题5分)1. 探测效率一一定义为探测器输岀信号数量(脉神数)与入射到探测器(表面)的粒子数之比。
2. 仅器洁一一由仪器(探测器)探测(响应)入射射线而输岀的脉冲幅度分布图,是一连续诸。
3. 全能峰一一入射粒子以各种作用方式(一次或多次)将全部能量消耗在探测器内而形成的仪器诣峰。
三、计算题(S分)试粗略计算6.0MeV的a粒子在电离室和金硅面垒探测器中产生的初始电离(离子对数目),并以此说明金硅面垒半导体探测器能量分辨率比正比计数管高的原因。
旦离室是气体探测器.金硅面垒探测器是半导体探测器.它们的平均电离能(W)大约分别为30eV和3eV。
所叹:旦离室产生的初始电离(N 1)=6000000 30=200000 (对)登硅面垒探测器产生的初始电离(N2>6000000 3=2000000 (对)可见,N2比N1大10倍.即N2因统计涨落产生的相对标准差比N1小,金硅面垒探测器的能量分辨率(FWHM)比电离室好。
四、论述題(20分,每小题10分)1. 简述闪烁计数器探测Y射线的工作过程。
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一、填空题(20分,每小题2分)1.α粒子与物质相互作用的形式主要有以下两种:激发、电离2.γ射线与物质相互作用的主要形式有以下三种:康普顿散射、光电效应、形成电子对.3.β射线与物质相互作用的主要形式有以下四种:散射、激发、电离、轫致辐射。
4.由NaI(Tl)组成的闪烁计数器,分辨时间约为:几μsG-M计数管的分辨时间大约为:几百μs。
5.电离室、正比计数管输出的脉冲信号幅度与入射射线的能量、初始电离产生的离子对数、初始电离产生的电荷总数成正比。
6.半导体探测器比气体探测器的能量分辨率高,是因为:其电离能更低7.由ZnS(Ag)组成的闪烁计数器,一般用来探测α射线的强度。
8.由NaI(Tl)组成的闪烁计数器,一般用来探测γ、X 射线的能量和强度。
9.电离室一般用来探测α(重带电粒子) 射线的能量和强度。
10.正比计数管一般用来探测X 射线的能量和强度。
11.G-M计数管一般用来探测β、γ、X 射线的强度。
12.金硅面垒型半导体探测器一般用来探测α射线的能量和强度。
13.Si(Li)半导体探测器一般用来探测X 射线的能量和强度。
14.HPGe半导体探测器一般用来探测γ射线的能量和强度。
15.对高能γ射线的探测效率则主要取决于探测器的有效体积。
16.对低能γ射线的探测效率则主要取决于“窗”的吸收17.G-M计数管的输出信号幅度与入射射线的能量无关。
18.前置放大器的类型主要分为以下三种:电压型、电流型、电荷灵敏型、。
19.前置放大器的两个主要作用是:提高信-噪比、阻抗匹配。
20.谱仪放大器的两个主要作用是:信号放大积、脉冲成形。
21.滤波成效电路主要作用是:抑制噪声、改造脉冲波形以满足后续测量电路的要求。
22.微分电路主要作用是:使输入信号的宽度变窄和隔离低频信号。
23.积分电路主要作用是:使输入信号的上升沿变缓和过滤高频信号。
24.单道脉冲幅度分析器作用是:选择幅度在上下甄别阈之间的信号。
25.多道脉冲幅度分析器的道数(M)指的是:多道道脉冲幅度分析器的分辨率。
26.谱仪放大器的线性指标包括:积分非线性、微分非线性。
二、名词解释及计算题(10分,每小题5分)1.能量分辨率:半高宽除以所对应的能量2.探测效率:探测器输出信号的对应的脉冲数与入射到探测器表面粒子数的比值。
3.仪器谱:探测系统器响应入射粒子的输出信号的幅度分布。
4.能谱:脉冲幅度经能量刻度后可得到的计数率随粒子能量分布的曲线5.全能峰:入射粒子所有的能量以各种形式消耗在探测器内部形成的峰6.逃逸峰:当入射光子进入计数管后所产生的次级光子逃出晶体使一部分能量没有被吸收,由此形成的峰叫逃逸峰7.特征峰:表征某种射线能量和性质的谱峰8.分辨时间:第一个脉冲开始到第二个脉冲的幅度恢复到Vd的时间内,进入计数管的粒子均无法记录下来。
9.死时间:入射粒子进入计数管引起引起放电后,形成正离子鞘,使阳极周围的电场削弱,终止放电。
若再有粒子进入就不能引起放电,直到正离子移出强场区,场强恢复到足以维持放电的强度为止,这段时间叫死时间10.试粗略计算6.0MeV的α粒子在电离室和金硅面垒半导体探测器中产生的初始电离(离子对数目),并以此说明金硅面垒半导体探测器能量分辨率比正比计数管高的原因。
N=E/w,W气体=30ev,W半=3ev。
所以对于同样能量的入射粒子,半导体介质产生电子对和空穴对平均所需的能量比气体探测器所需能量的低,且电离密度比气体探测器大3个量级所以半导体探测器的能量分辨率高于气体探测器。
三、论述题(30分,每小题10分)1.简述闪烁计数器探测γ射线的工作过程。
(P80答:1发光过程。
入射粒子使闪烁体的原子核激发,电离而产生荧光光子。
2,光电转换过程。
荧光光子在光电倍增管的光阴极(K极)上由于光电效应而转化为光电子3,电子倍增过程。
K极发出的子在第一个打拿极上打出N倍电子,第一极在第二极上打出N倍电子·······。
最后在光电倍增管的阳极(A极)上收集一大群电子。
4,脉冲信号的形成。
A极上的大量电子在前置电路上形成脉冲信号。
2.简述核辐射探测器探测效率曲线的一般特征。
答:如图所示,入射粒子能量较小时,其探测效率产生随入射粒子能量的增加增大,主要取决于窗口的吸收;入射粒子能量达到一定值后,探测效率达到最大值,并保持一定范围内的稳定不变;当入射粒子能量继续的增加,探测效率随入射粒子能量的增加而减小,主要取决于探测器的厚度,厚度越大,下降能量越靠后。
3、简述正比计数器的工作原理。
答:入射带电粒子经过气体探测器时,与气体发生相互作用,使气体分子电离或激发,并在粒子通过的路径上生成大量的粒子对,当气体探测器工作于正比区时,在离子收集的过程中将出现气体放大现象,离子数增加,离子数正比于原电离的电荷数,后级电子学电路即可对该脉冲信号进行处理。
4、简述多道脉冲幅度分析器的一般构成及其工作特征。
工作过程:1、峰值保持过程:将峰值保持住,然后给ADC发出启动变换信号。
2、AD变换过程,ADC将V P赋给数码,变换后给MCB发出数据可用信号。
3、数据获取与处理过程:通过MCU对AD变换的数据进行处理。
4.、复位过程:将电路复位,等待下一个脉冲信号。
5、简述前置放大器的作用、分类及主要特点。
作用:1。
提高信噪比;2。
减小信号经电缆传送时外界干扰的影响。
3、阻抗匹配分类:1。
电压灵敏型2。
电流灵敏型3。
电荷灵敏型特点:1.电压型(电路简单,噪声影响大,中低分辨率谱仪电荷型)2、电荷型(低噪声,输出信号幅度不受探测器电容,放大器开环时输入电容和电压增益等参数稳定性的影响,分辨率高)3电流灵敏型(输出信号快,可进行高计数活高本地测量,要求高匹配,允许噪声较大可以做时间谱仪)简述谱仪放大器中微分电路、积分电路、基线恢复器的主要作用。
答:微分电路使长尾缩短,减少分辨时间,使信号宽度变窄,隔离低频信号。
积分电路:使信号前沿变缓,过滤低频信号。
整个由微分电路与积分电路构成的滤波成形电路抑制了熊他能干的噪声,使系统信噪比最佳,使得信号的形状满足后续分析测量设备的要求;基线恢复器:消除基线便宜,改善能量分辨率。
四、综合题(40分,每小题20分)1.以表格方式比较气体探测器、闪烁计数器、半导体探测器的主要特性、特点(着重比较探测器效率、能量分辨率、价格、用途及使用中的注意事项等)。
探测器探测器效率能量分辨率用途价格注意事项气体探测器最差较好电离室用来探测α(重带电粒子) 射线的能量和强度正比计数管一般用来探测X 射线的能量和强度G-M计数管一般用来探测β、γ、X 射线的强度便宜GM计数管应避光使用,维护容易闪烁计数器最好最差ZnS(Ag)一般用来探测α射线的强度。
由NaI(Tl)一般用来探测γ、X 射线的能量和强度。
较便宜半导体探测器较好最好金硅面垒探测器一般用来探测α射线的能量和强度。
Si(Li) 探测器一般用来探测X射线的能量和强度。
HPGe探测器一般用来探测γ射线的能量和强度。
最贵要在低温下使用,需要用液氮冷却,不易修复2.画出单道脉冲幅度分析器的工作原理图、工作波形,简述其工作过程及主要特点。
答:工作原理图及工作波形:P245图8.2.4工作过程:单道脉冲幅度分析器由上甄别器下甄别器及反符合电路组成。
设上阈电平为V U,下阈电平为V L,V U>V L,上甄别器输出接反符合电路的反符合输入端,下甄别器输出接符合输入端,输入信号按其幅度v i的大小分成以下三种情况:(1)vi<V L:上下甄别器皆无输出,反符合电路无输出。
(2)V L<vi<V U:上甄别器无输出,下甄别器有输出,反符合电路有输出。
(3)vi>V U:上下甄别器皆有输出,反符合电路无输出。
主要特点:只有输入脉冲幅度落入给定的电压范围之内时,才输出逻辑脉冲。
而输入脉冲的幅度小于V L或大于V U是皆无输出脉冲;结构简单,价格便宜。
3.画出一般的线性脉冲放大器的原理框图、指出各部分的主要作用、主要节点的波形变化。
答:4.画出无源CDD基线恢复器的电路简图,简述其工作原理。
答:电路图P228。
当输入正脉冲时,D1截止,D2导通,电流为2I2。
由于I2为恒流源,信号对电容C以电流I2的大小充电。
当正脉冲过后由于下跳使D1导通,D2截止。
充电的电荷通过D1放电,放电的电流为I2,充放电的时间相等,电路恢复原状。
同样,当负脉冲输入时,D1导通,D2截止,流过D1的电流为2I2,一个I2流到下面一个恒流源去,另一个I2流到电容C,只是与正脉冲的方向相反,当负脉冲过后,由于上跳,使D1截止,D2导通,电容C上的电荷以I2的电流使电容上的电荷放完,方向与正脉冲的相反。
可见负脉冲时和正脉冲对基线作用是一样的。
5.NaI闪烁伽玛探头的基本构成及其工作过程。
答:1、射线进入闪烁体,与之发生相互作用,闪烁体吸收带电粒子能量而使原子、分子的电离和激发;2、受激原子、分子退激时发射荧光光子;3、利用反射物和光导将闪烁光子尽可能多的收集到光电倍增管的光阴极上,由于光电效应光子在光阴极上打出光电子;4、光电子在光电倍增管中倍增,数量由一个增加到104~~109个,电子流在阳极负载上产生电信号;5、此信号由电子仪器记录和分析。