《致电离辐射探测学》练习题

一.选择题:

1、写出放射性原子核衰变时所服从的泊松分布和高斯分布表达式。

答：

m

n

e

n

m

n

P-

=

!

)

(

2

2

2

)

(

2

1

)

(σ

σ

π

m

n

e

n

P

-

-

=

。

2、描述探测器分辨时间的模型如下图所示，请给出这两个模型对测量计数的修正公式。

解：真实计数率为n, 探测器测得的计数率m, 探测器分辨时间为τ

3、用正比计数管测量辐射如示意图，画出测得的微分能谱

解：

τ

m

m

n

-

=

1

τn

ne

m-

=

非时滞延迟模型

时滞延迟模型

4、电离室中存在的负电性气体分子会： （1）捕获电子形成负离子，减小复合损失； （2）捕获离子，形成负离子，增加复合损失； （3）捕获电子形成负离子，增加复合损失； （4）捕获离子，形成负离子，增加复合损失

（ ） 5、减小由于负离子的形成而造成的复合损失的措施 （1）增加工作气体的压力； （2）减小工作电压；

（3）纯化气体，添加少量双原子气体； （4）减小电子的漂移速度

（ ） 6、电离室输出的脉冲信号是由

（1）电极完全收集电子和离子后形成的；

（2）电极收集电子和离子过程中，电极上感生电荷的变化形成的； （3）收集快电子形成的； （4）收集慢离子形成的

（ ） 7. 什么原因造成电离室在饱和区内电流仍随电压升高而增大？ （1）电压升高时，电极边缘的电场增强，使实际的灵敏体积扩大

（2）由于负电性气体杂质的存在，消除负离子和正离子复合需要更强的电场。

8. 电离室测量辐射时，输出的电流或电压信号，试分析他们的成份，并画出随时间变化规律的示意图。

电离室的电流或电压信号是由电子和离子的定向漂移，在电极上感生电荷的变化形成的，其主要成分为，电子脉冲和离子脉冲， 其变化规律如图发射的光子，

分析气体探测器中的电压信号的成分，并给出信号随时间变化的关系和变化曲线示意图。 答：主要有电子和离子的漂移感生的两种信号构成：

其变化如图所示 0000

000

()() 3.13()(3.13

)(3.13)

C x e

V t W W t t a C d

W x d x e

W t x t b C d W W d x e

t c C W +--

+-++

=

+<

-=+≤≤-=

=

当（）

当当

9、画出气体脉冲电离室典型的输出脉冲波形，说明输出回路对波形的影响。

10. 简述正比计数管中的雪崩现象

当射线通过电极间气体时，电离产生的电子和正离子在电场作用下，分别向阳极和阴极漂移。正离子的质量大，且沿漂移方向的电场又是由强盗弱，因此电场的加速不足以使它发生电离碰撞。而电子则不然，漂移愈接近阳极，电场强度愈强。到达某一距离后，电子在平均自由程上获得的能量足以与气体分子发生电离碰撞，产生新的离子对。同样地，新的电子又被加速再次发生电离碰撞。漂移愈接近，电离碰撞的概率愈大。于是，不断增殖的结果将倍增出大量的电子和正离子，这就是电子雪崩的过程。

11.正比计数器在发生电子雪崩的过程中，除了加速电子与气体分子的碰撞产生的电子之外，还有哪些原因产生新的电子？

光电效应：受激原子在退激发时发射的光子，以及复合等过程，只要能量足够大，都可能在气体分子或光阴极表面打出光电子

阴极表面的二次电子发射：正离子或受激原子撞击阴极表面时可能发射二次电子

12 .猝熄气体的主要作用是什么？

吸收紫外光的作用

抑制正离子发射作用

13. 造成G-M管的死时间的原因是

（1）电子雪崩产生的大量的电子，削弱阳极的电场强度；

（2）电子雪崩产生的大量的正离子，削弱阳极的电场强度；

（3）猝熄分子终止放电；

（4）猝熄抑制正离子的发射。

14、在GM管中，引起多次放电的主要原因是什么？如何抑制这种现象？

答：主要原因有两个：（1）受激气体退激发产生的紫外光在阴极上由于广电效应产生新的电子；（2）具有一定动能的正离子撞击在阴极上产生的二次电子发射。这些新产生的电子在GM管中引起新的放电。（2分）

抑制的措施：引入多原子分子，由于它们具有密集的振动和转动能级，能强烈地吸收多种能量的光子，从而抑制光电子的产生；引入猝熄气体分子，利用它与正电荷气体分子的电荷交换，由于激发态猝熄分子的解离寿命比退激发光的寿命短很多，故大部分也超前解离而不发射光子，从而抑制正离子在阴极上的二次电子发射。

15. G-M管的坪曲线存在坪斜的原因？

乱真放电随电压升高而增多，从而造成假计数增多，乱真放电有以下两个来源

猝息不完全：猝息分子的正离子到达阴极有时还能打出少数电子；

负离子的形成：电子被捕获形成负离子后漂移速度大大减慢，一直等到放电终止后才能到达强场区

16、造成GM管死时间的原因是什么？如何确定GM管的分辨时间？

答：入射粒子进入计数器引起放电后，形成了正离子鞘，使阳极周围的电场减小。终止了放电，这时，进入计数器的粒子则不能引起放电，直到正离子鞘移出强场区，场强恢复到足以维持放电的强度为止，这段时间为死时间。采用双源法

17. 光电倍增管的光阴极的作用是

(1) 将电离辐射转换为光子；

（2）将电离辐射转换成电子；

（3）将电子转换成光子；

（4）将光子转换为光电子

18. 闪烁体NaI晶体中掺元素铊（Tl）的作用是

（1）增加光子转换效率；

（2）增加光电效应

（3）减小晶体对辐射产生的光子的自吸收；

（4）改善晶体的发射光谱