核辐射探测习题解答2

第七章作业答案1.设测量样品的平均计数率是5计数/s,使用泊松分布公式确定在任1s 内得到计数小于或等于2个的概率。

解：51525(,)!5(0;5)0.00670!5(0;5)0.03371!5(0;5)0.08422!NN r r r r N P N N e N P e P e P e ----=⋅=⋅==⋅==⋅= 在1秒内小于或等于2的概率为：(0;5)(1;5)(2;5)0.00670.03370.08420.1246r r r P P P ++=++=2.若某时间内的真计数值是100，求得到计数为104的概率。

解：高斯概率密度函数为：222220.012102()2(100104)4(;,)100,10104(104;100;10)0.0145N N P N N e N N P e e σσσ⋅-----======== 5.本底计数率n b =15计数/min,测量样品计数率n 0=60计数/min,试求对给定的测量时间t b +t s 来说净计数率精确度最高时的最优比值t b /t s ;若净计数率的误差为5％，t b 和t s 的最小值是多少？解：2:2:1s b s b t t t t ====若要使净计数率的误差为5％1122222211222222()60(6015)17.778().(6015).(5%)()15(6015)8.889().(6015).(5%)s s s s b s s b n b s b b s b n n n n t n n n n n t n n δδ+⋅+⋅===--+⋅+⋅===-- 6.为了探测α粒子，有两种探测器可以选择，一种的本底为7计数/min,效率为0.02;另一种的本底为3计数/min,效率为0.016,对于低水平测量工作，应选用哪一种探测器更好些？解：Q 为探测器的优质因子，其值越大，探测器性能越好。

2251252120.02 5.71070.0168.53103b Q n Q Q Q Q --===⨯==⨯<∑∴选用效率为0.016的探测器更好.。

核辐射探测习题解答

第二章气体探测器1、设由平行金属板构成的电极系统，极间距离2cm ，内充氩气1.5个大气压，二极板上加了1000伏的电位差。

问正离子由正极表面漂移到负极表面所需的时间为多少？解：由w p dp εμμμ+++=（）=（公式2.6a ）和d t w +=得 ddp t u μ+==22 1.51.371000⨯⨯⨯=4.38（ms ）2、气体探测器两端收集到的离子对数和两端外加电压存在一定的关系，具体分为哪几个区？答：复合区、饱和区、正比区、有限正比区、G-M 计数区、连续放电区。

3、设在平行板电离室中α离子的径迹如图所示，径迹长度为L 。

假设沿径迹各处的单位路程上产生的离子对数N 相等，且电子的漂移速度W -，求电子的电流脉冲。

（假设α粒子的径迹是在瞬间完成的）解：（1）当o t t 0<<时，o D L cos t w --=θ eNL I t w D -（）= (2)当0max t t t ≤≤时，exN I t w d-（）= 由三角形相似，可推知，D tw x cos --=θ因此，New I t D tw Dcos ---（）=（）θ（3）当max t>t 时，max d t w-= ，I t （）=0 4、离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么？答：（1）工作条件：前者 RC<<T +后者 T -<RC<<T +(2) 脉冲贡献：前者是正离子的贡献，后者是电子飘移贡献；（3）优点：前者可用于测量入射粒子的能量。

后者可获得较高计数率。

（4）缺点：前者脉冲较宽，限制了计数速度。

后者不能精确测量粒子的能量。

5、有一累积电离室，每秒有104，粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中，已知E α=3.5MeV ，电离室内充的纯氩气，试求累积电离室输出的平均电流。

解： 064195.31010 1.61026.4E n e Q ne I t t tαϖ-===⨯=⨯⨯⨯ =3.211010-⨯（A ）6、有一充氩的电离室（F=0.2），试计算用它来测定5MeV 的粒子能量时，所能达到的最佳分辨率。

核辐射试题及答案

核辐射试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 核辐射的主要来源是什么？A. 宇宙射线B. 地壳中的放射性物质C. 人造放射性物质D. 所有以上选项答案：D2. 哪种辐射类型对人体伤害最大？A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C3. 辐射防护的基本原则是什么？A. 时间、距离、屏蔽B. 增加辐射剂量C. 减少辐射时间D. 以上都不是答案：A4. 辐射剂量单位“希沃特”（Sv）表示什么？A. 辐射能量B. 辐射剂量C. 辐射源的强度D. 辐射防护设备5. 哪种物质可以作为γ射线的屏蔽材料？A. 铅B. 铝C. 木头D. 塑料答案：A6. 辐射对人体的影响可以分为哪两类？A. 急性和慢性B. 内部和外部C. 物理和化学D. 局部和全身答案：A7. 辐射防护的“时间”原则指的是什么？A. 减少暴露时间B. 增加暴露时间C. 暴露时间与辐射剂量无关D. 以上都不是答案：A8. 哪种类型的核事故可能导致大量放射性物质释放？A. 核反应堆故障B. 核武器试验C. 核潜艇事故D. 核废料泄漏答案：A9. 核辐射对人体的急性效应通常在多长时间内出现？B. 数天C. 数周D. 数月答案：A10. 辐射防护的“屏蔽”原则指的是什么？A. 增加辐射源的强度B. 减少辐射源的强度C. 增加辐射暴露时间D. 减少辐射暴露时间答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 辐射剂量单位“格雷”（Gy）表示辐射吸收的______。

答案：能量2. 辐射防护的“距离”原则指的是______。

答案：增加距离3. 核辐射对人体的慢性效应可能包括______。

答案：癌症4. 辐射防护的“屏蔽”原则中，铅的密度是______。

答案：11.34 g/cm³5. 辐射对人体的局部效应可能表现为______。

答案：皮肤烧伤6. 辐射防护的“时间”原则中，暴露时间与辐射剂量的关系是______。

答案：正比7. 辐射剂量单位“希沃特”（Sv）与“格雷”（Gy）的关系是______。

(完整版)原子核物理及辐射探测学1-4章答案

第一章习题答案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？答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 924003521511012222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-==；动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--= 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？答：α粒子的静止质量()()()u M m M m e 0026.44940.9314,244,224,20=∆+=≈-= α粒子的质量 g u m m 2322010128.28186.1295.010026.41-⨯==-=-=βα1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为J t cm E 510184.41001184.4⨯=⨯⨯=∆=∆。

()kg c E m 1228521065.4100.310184.4-⨯=⨯⨯=∆=∆ 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==()()u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。

答：最后一个中子的结合能()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==⋅-+=()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==⋅-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ∆：()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=∆-∆+∆= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=∆-∆+∆=其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。

核辐射探测1234章习题答案

1000 2 cm 2 atn V E 2 u 1.37 4.57 10 cm s P 1. 5 s V cm atm
漂移时间 t d u 2 4.57 10 2 4.37 ms 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 I (t ) 、
ph 1.33 10 32 82 5 4.93 10 23 cm 2
E e 661.661 88.001 573.660 KeV
1
对 Fe ， Z 26 ， K 7.111KeV
ph 1.33 10 32 265 1.58 10 25 cm 2
2
对（a）： I (t )
eu 0 ； Q t 0 ； Q 0 。 d eu 1.6 10 19 10 3 I (t ) 0.8 10 16 A d 2 I (t ) 0

（ 0 t 2ms ）；（ t 2ms ）。（ t 2 ms ）；（ t 2ms ）。
2.36
F 0.68 N0
式中 N 0 为入射粒子在灵敏体积内产生的离子对数
E 200 10 3 7.60 10 3 W 26.3 取法诺因子 F 0.3 F 0.68 0.3 0.68 2.36 2.36 2.68 10 2 2.68% N0 7.60 10 3 N 0
A

z2 p
R0 3.2 10 4 2 3.88 24.8m
z2 p mp Ep
2. 已知 1MeV 质子在某介质中的电离损失率为 A ，求相同能量的粒子的电离损失率。答：所以 3. 试计算答： 4. 计算答：

核辐射探测作业答案-9页精选文档

<<核辐射探测作业答案>>第一章作业答案 α在铝中的射程3．从重带电粒子在物质中的射程和在物质中的平均速度公式，估算4MeV 的非相对论α粒子在硅中慢化到速度等于零（假定慢化是匀速的）所需的阻止时间（4MeV α粒子在硅中的射程为17.8㎝）。

解：依题意慢化是均减速的，有均减速运动公式：依题已知：17.8s R cm α== 由2212E E m v v m αααααα=⇒= 可得：82.5610t s -=⨯ 这里 2727132271044 1.6610() 6.646510()44 1.60101.38910()m u kg kg E MeV Jv v m s ααα------==⨯⨯=⨯==⨯⨯==⨯4．10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比是多少？20MeV 的电子穿过铅时，辐射损失率和电离损失率之比是多少？解：由22rad dE z E dx m⎛⎫∝ ⎪⎝⎭5．能量为13.7MeV 的α粒子射到铝箔上，试问铝箔的厚度多大时穿过铝箔的α粒子的能量等于7.0MeV? 解：13.7MeV 的α粒子在铝箔中的射程1R α，7.0MeV α粒子在铝箔中的射程2R α之差即为穿过铝箔的厚度d 由 6．当电子在铝中的辐射损失是全部能量损失的1/4时，试估计电子的动能。

27MeV 的电子在铝中的总能量损失率是多少？解：不考虑轨道电子屏蔽时考虑电子屏蔽时12312232634(1)1()[ln((83))]1371841314 6.02310277.3107.9510[((8313)0.06] 3.03/() 3.03/0.437 6.93() 3.03 6.939.9610/e rad e ion z z NE dE r z dx MeV cmdEdx dEMeV cm dx ----+-=+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=-===+=≈和7.当快电子穿过厚为0.40㎝的某物质层后，其能量平均减少了25%.若已知电子的能量损失基本上是辐射损失，试求电子的辐射长度。

核辐射探测习题解答6

第一章习题答案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。

答：先求α粒子在空气中的射程cm E R 88.3304.5318.0318.05.15.10=⨯==α由1001A A R R ρρ= 对多种元素组成的化合物或混合物，因为与入射粒子的能量相比，原子间的化学键能可以忽略，所以其等效原子量∑=ii i A n A式中i n 为各元素的原子百分数。

对空气而言，81.30=A ，在标准状态下，33010226.1--⋅⨯=cm g ρ，所以04102.3R AR ρ-⨯=对水而言 21631132=+==∑ii i A n A 在水中的射程m R AR μρ8.2488.32102.3102.3404=⨯⨯⨯=⨯=--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。

答：1611144222222,,=⨯⨯=⋅⋅==pp p ppp ion ion E m z E m z v z v z S S αααααα所以 A S ion 16.=α3. 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。

答： MeV h c m h E e 478.0662.02511.01662.02120max ,=⨯+=+=νν4. 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。

答：Cs 137的γ射线能量为MeV h 662.0=ν，525410625.61371324545Z K ph ⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==-σσ25321033.1cm Z ⨯⨯=-对Pb ，82=Z ，KeV K 001.88=ε()2235321093.4821033.1cm ph --⨯=⨯⨯=σKeV E e 660.573001.88661.661=-=对Fe ，26=Z ，KeV K 111.7=ε()2255321058.1261033.1cm ph --⨯=⨯⨯=σKeV E e 550.654111.7661.661=-= 对Al ，13=Z ，KeV K 559.1=ε()22753210938.4131033.1cm ph --⨯=⨯⨯=σKeV E e 102.660559.1661.661=-=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。

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。

核辐射物理及探测学答案

核辐射物理及探测学答案核辐射物理及探测学是研究核辐射的性质、产生机制、相互作用规律以及辐射测量和探测技术的学科。

下面是核辐射物理及探测学的答案参考：1. 什么是核辐射？核辐射是指核物质发生放射性衰变时释放出的高能粒子或电磁波的过程。

常见的核辐射有α粒子、β粒子和γ射线。

2. 核辐射的产生机制是什么？核辐射的产生机制主要包括原子核的自发衰变和核反应两种形式。

自发衰变是核物质内部没有外界原因的情况下自动发生的衰变过程，而核反应是核物质与其他物质相互作用时发生的核变化过程。

3. 核辐射与物质的相互作用规律有哪些？核辐射与物质的相互作用规律包括电离作用、激发作用和相互作用距离的特性。

电离作用是指核辐射通过与物质内部原子或分子的相互作用，将其电子从原子或分子中脱离的过程；激发作用是指核辐射使物质原子或分子的能级发生变化，但并没有电离的过程；相互作用距离的特性指的是不同类型的核辐射在物质中的相互作用长度和穿透深度的区别。

4. 核辐射的测量与探测技术有哪些？核辐射的测量与探测技术主要包括电离室、半导体探测器、闪烁体探测器、核废液谱仪等。

电离室是一种通过测量核辐射在气体中电离产物的形成量来确定辐射强度的装置；半导体探测器利用半导体材料特殊的电子结构对核辐射进行测量；闪烁体探测器则是利用某些材料在受到核辐射后会产生可见光信号的特性进行测量；核废液谱仪是一种用于测量放射性废弃物中放射性核素种类和浓度的仪器。

5. 核辐射的应用有哪些？核辐射的应用涉及核能、医学、工业等领域。

在核能方面，核辐射被用于核电站的能源生产；在医学方面，核辐射被用于放射治疗、核医学诊断等；在工业方面，核辐射被用于材料检测、气候变化研究等。

此外，核辐射还被用于食品辐照处理、碳测年等。

《核辐射探测学》研究生课程习题与思考题

《核辐射探测学》研究生课程习题与思考题第一套1. 当电子的速度为2.5×108m/s 时，它的动能和总能量各为多少MeV ？2. 已知32P ，14C ，238U 的半衰期分别为14,5370a,4×109a ，试求它们的衰变常数（以s -1为单位）。

3238Pu 之一为制造核电池。

假定238Pu （1/2T 87.75, 5.4992a E MeV α==）的α衰变能的5%转变为电能，当电池的输出功率为20W 时，此电池应装多少克238Pu ？4. 确定下列核反应中的未知粒子x :(a) 188(,)O d p x ， (b) 8739(,)x p Y α ， (c) 1231245253(,)Te x d I 。

5. 试计算234U 和241m A 的裂变阈能。

第二套1. 已知： △（92，238）= 47V ； △(92,239) = 50V ；△ ( 92, 235) = 40V ； △(92,236)= 42V ；试计算239U,236U 最后一个中子的结合能。

2. 计算下面1射源的原子核数？（a ）18F ； (b)14C ； (c)222Rn ； (d)235U 。

3. 设Bb （A,Z ），Bb （4He ），Bb （A-4，Z-2）分别为母核、α粒子、子核的结合能，试证明 4Bb(A-4,Z-2)+Bb(He)-Bb(A,Z)Q α=。

4. 能量为6MeV 的质子投射到静态的12C 核上，试求质心的运动速度，取质子的质量为1u 。

5. 设一个聚变堆的功率为100万kW ，以d+T 为燃料，试计算一年要消耗多少氘？这么大功率的电站，若改用煤作燃料，则每年要消耗多少煤（煤的燃料热约为3.3×710 J/kg ）？第三套1. 当质子在球形核里均匀均匀分布时，原子核的库仑能为：203(1)54C e Z Z E Rπ-=ε Z 为核电荷数，R 为核半径，r 0 取1.5×10-15m 。

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+→。

原子核物理辐射探测学期末试题及其答案2

V(x)
0.2h 0.15h 0.1h
A.增大而减小 B.减小而增大 C.减小而减小 D.不变
0.05h 0 2τ 4τ 6τ 8τ 10τ 12τ
t
____________________________________________________________________________________________ 2009-2010-1 学期《核辐射探测学》-B 卷第1页共2页
E m0 c
2
) tan
。 2
h 1 h (1 cos ) m0 c2
4.康普顿效应中_______的能量与_______的能量及散射角的关系是 Er
5.光电倍增管中，一次闪烁引起的阳极电流脉冲_________。 6.光电倍增管中，_________和_________的关系式是 Y ph
____________________________________________________________________________________________ 2009-2010-1 学期《核辐射探测学》-B 卷第2页共2页
4.用 NaI（Tl）单晶 γ 谱仪测 137Cs 的 662 keV 的 γ 射线，已知光的收集效率 Fph=0.35，光电子收集效率 gc=1,光阴极的光电转换效率 Qk =0.22，NaI（Tl）晶体相对于蒽晶体的相对发光率为 230%，又知光电倍增管第一打拿极倍增因子 1 25 ，以后各级为 6，并认为 T 及 l 均为 4%，试计算闪烁谱仪的能量分辨率。（Yph=4.3×104 光子/MeV，不考虑 T 及 l 的影响）
6.单能射线的输出脉冲幅度谱（对小晶体），双逃逸峰（ h＞＞2m0 c 2 ）的位置在（

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

第二章气体探测器1、设由平行金属板构成的电极系统，极间距离2cm ，内充氩气1.5个大气压，二极板上加了1000伏的电位差。

问正离子由正极表面漂移到负极表面所需的时间为多少？解：由w p dp εμμμ+++=（）=（公式2.6a ）和d t w +=得 ddp t u μ+==22 1.51.371000⨯⨯⨯=4.38（ms ）2、气体探测器两端收集到的离子对数和两端外加电压存在一定的关系，具体分为哪几个区？答：复合区、饱和区、正比区、有限正比区、G-M 计数区、连续放电区。

3、设在平行板电离室中α离子的径迹如图所示，径迹长度为L 。

假设沿径迹各处的单位路程上产生的离子对数N 相等，且电子的漂移速度W -，求电子的电流脉冲。

（假设α粒子的径迹是在瞬间完成的）解：（1）当o t t 0<<时，o D L cos t w --=θ eNL I t w D -（）= (2)当0max t t t ≤≤时，exN I t w d-（）= 由三角形相似，可推知，D tw x cos --=θ因此，New I t D tw Dcos ---（）=（）θ（3）当max t>t 时，max d t w-= ，I t （）=0 4、离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么？答：（1）工作条件：前者 RC<<T +后者 T -<RC<<T +(2) 脉冲贡献：前者是正离子的贡献，后者是电子飘移贡献；（3）优点：前者可用于测量入射粒子的能量。

后者可获得较高计数率。

（4）缺点：前者脉冲较宽，限制了计数速度。

后者不能精确测量粒子的能量。

5、有一累积电离室，每秒有104，粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中，已知E α=3.5MeV ，电离室内充的纯氩气，试求累积电离室输出的平均电流。

解： 064195.31010 1.61026.4E n e Q ne I t t tαϖ-===⨯=⨯⨯⨯ =3.211010-⨯（A ）6、有一充氩的电离室（F=0.2），试计算用它来测定5MeV 的粒子能量时，所能达到的最佳分辨率。

2022年核辐射探测学习题参考答案

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：)()(22vR 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 粒子在硅中的射程为17.8um由T ≌1.2×107R E Ma，Ma=4得T ≌1.2×107×17.8×106×44s＝2.136×1012s3：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 ion dE E Z dx dE dx 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 Mevie hv E220200(1cos )2.04(1cos20) 4.16160.060.3947(1cos )0.511 2.04(1cos20)0.511 2.040.06Er Ee Mev m c Er 5:Y 射线束的吸收解：由题意可得线性吸收系数10.6cm ，311.2/pb g cm 12220.6 5.3610/11.2/m pbcm cm gg cm 质量吸收系数由r N 可得吸收截面：12322230.61.84103.2810/r cm cmN cm 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 要求射到容器外时强度减弱99.9%()0.1%0.001t I t e I 即t=5In10=11.513cm6：已知)1()(tιe A t f t 是自变量。

核辐射习题答案

第一章辐射源1、实验室常用辐射源有哪几类？按产生机制每一类又可细分为哪几种？2、选择辐射源时，需要考虑的几个因素是什么？3、根据衰变纲图分析辐射源241Am ；如果选择241Am 作电磁辐射源，须作哪些相关处理？4、252Cf 可作哪些辐射源？第一章1、答：2、答：能量、放射性活度、半衰期。

3、答：由衰变纲图可以看出，241Am 在衰变过程中放出四组能量的α射线，同时生成的子核处于激发态，退激后放出四种能量的γ射线，得到稳定核素237Np ，故放射性核素241Am可用作重带电粒子源和电磁辐射源。

如果用作电磁辐射源，需屏蔽掉重带电粒子α射线，基本处理措施有四：一、外加适当厚度的包鞘材料屏蔽掉衰变产生α射线；二、适当做成厚源，使源发生自吸收现象吸收掉衰变产生的α射线，外加包鞘材料屏蔽掉边缘的α射线；三、若源较薄且包鞘材料亦较薄，则需在源到探测器之间加屏蔽体吸收掉α射线；四、适当加大源到探测器的距离，使α射线在穿过中间的空气层时被吸收掉。

4、答：重带电粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。

第二章射线与物质的相互作用思考题：1、什么是带电粒子的电离损失和辐射损失？其作用机制各是什么？2、什么叫能量歧离？引起能量歧离的本质是什么？3、射程与路程有什么差别？入射粒子的射程如何定义？4、从辐射损失的理论表达式得到什么重要结论？为什么在电子与物质相互作用中辐射损失才是重要的？5、γ射线与物质相互作用和带电粒子与物质相互作用的最基本的差别是什么？6、光电效应截面与入射射线的能量和吸收介质有什么关系？7、康普顿散射是入射光子与原子的核外电子之间的非弹性散射，为什么可以按弹性散射来处理？？8、韧致辐射的产生机制是什么？韧致辐射的最大能量与入射带电粒子(主要是电子)能量有什么关系？9、什么是核反冲法？简述用水对中子进行慢化的基本原理。

10、什么是核活化法？如果以207Pb为例说明。

（Pb 的反应阈值为1.64MeV，产生的γ射线能量为1.064MeV和0.571MeV，分支比均为1。