核辐射探测第一章PPT课件
合集下载
核辐射传感及检测PPT课件
国外中子管的中子产额已达1012中子/s，完全 可以满足照相的要求。
第22页/共78页
从中子照相来说，要求中子射线强度大、射线 束质量高、便宜、方便、操作灵活等。
目前，强度大的源是核反应堆，但它投资大、 笨重、无法用于生产现场。
而小型加速器、中子管、同位素中子源等虽然 灵巧、方便，但强度总的来说还不够高。
目前可供照相用的中子源有核反应堆、加速器 和放射性同位索，常用的为(锎Cf252)
第21页/共78页
( 锎 )Cf252 中 子 源 的 半 衰 期 2.65 年 ， 产 额 2.3×1012中子/s/g，目前价各还很贵。利用Cf252 可做成可移动式中子照相装置。
另一种可移动中子装置，核心是与密封管中子 发 生 器 组 合 在 一 起 的 慢 化 器 ， 与 Cf252 中 子 源 不 同之处是可以关闭，不运行时无需屏蔽。
上述几种效应造成射线能量减弱，其原因是 物质对射线的吸收与散射。
射线被吸收时其能量转变为其它形式，如热 能，散射则使射线的传播方向改变。
第25页/共78页
(1) 射线的吸收
A 光电效应
射线通过物质时，光子与原子相互作用，光子 被吸收，原子中的电子被释放出来，称为光电子， 即光电效应。
当光子的能量处在γ射线的能量范围时，光电 效应与原子序数的关系密切，原子序数愈高，光 电效应愈显著，光电效应与光子能量的3次方成 反比，能量愈高，光电效应愈弱。
原子序数(钨Z=74)，U-管电压(V)。
X射线管的转换效率为
E IU
0ZU
其它转变为热能
第10页/共78页
当U=100kV时 η=0.7%
200kV 1.5%
300kV 2.2%
400kV
第22页/共78页
从中子照相来说，要求中子射线强度大、射线 束质量高、便宜、方便、操作灵活等。
目前，强度大的源是核反应堆，但它投资大、 笨重、无法用于生产现场。
而小型加速器、中子管、同位素中子源等虽然 灵巧、方便，但强度总的来说还不够高。
目前可供照相用的中子源有核反应堆、加速器 和放射性同位索，常用的为(锎Cf252)
第21页/共78页
( 锎 )Cf252 中 子 源 的 半 衰 期 2.65 年 ， 产 额 2.3×1012中子/s/g，目前价各还很贵。利用Cf252 可做成可移动式中子照相装置。
另一种可移动中子装置，核心是与密封管中子 发 生 器 组 合 在 一 起 的 慢 化 器 ， 与 Cf252 中 子 源 不 同之处是可以关闭，不运行时无需屏蔽。
上述几种效应造成射线能量减弱，其原因是 物质对射线的吸收与散射。
射线被吸收时其能量转变为其它形式，如热 能，散射则使射线的传播方向改变。
第25页/共78页
(1) 射线的吸收
A 光电效应
射线通过物质时，光子与原子相互作用，光子 被吸收，原子中的电子被释放出来，称为光电子， 即光电效应。
当光子的能量处在γ射线的能量范围时，光电 效应与原子序数的关系密切，原子序数愈高，光 电效应愈显著，光电效应与光子能量的3次方成 反比，能量愈高，光电效应愈弱。
原子序数(钨Z=74)，U-管电压(V)。
X射线管的转换效率为
E IU
0ZU
其它转变为热能
第10页/共78页
当U=100kV时 η=0.7%
200kV 1.5%
300kV 2.2%
400kV
核环境监测与评价 第1章 绪论幻灯片PPT
生态系统的基本组成成分
生 生产者 植物(光合作用,制造有机物)
物
部 消费者 动物(初级消费者次级消费者)
分
生 态
分解者
细菌、真菌等微生物（分解 动植物尸体）
系
统
物质：矿物质、空气和水等
非生物部分
能量：太阳能 热量
生 态 森林生态系统
系
统
图 片
草原生态系统
农田生态系统
湖泊生态系统 海洋生态系统 城市生态系统
2、环境自净 环境自净是指环境的修复性，环境污染后，在
自条件下，在有限的时间闪，污染物浓度或总量降 低到不产生危害的程度。可分为：物理自净、化学 自净、生物自净。
3、环境保护 指人类为解决现实的或潜在的环境问题，维持
自身生产和发展而进行的各种具体实践活动的总称。
1.2 核能与环境
1.2.1 能源需求与危机
链和食物网进展的； ▪ 食物链和食物网还提醒了环境中有毒污染物转
移、积累的原理和规律。
1.1.4 环境的污染与保护
1、环境污染 环境污染是指有害物质进入环境，经
过扩散、迁移、转化和积聚，引起环境 系统构造和功能的改变，导致环境质量 下降，对人类或其它生物的正常生存和 开展产生不利影响。向环境排放污染物 质或对环境产生有害影响的场所、设备 和装置等称为环境污染源。
4〕拮抗效应 总的环境效应小于任何单个有害 物质的环境效应。
1.1.3 生态
1、生态的含义 生态就是指生物在其生存环境中所处的状态及它们 与环境之间的相互关系。它包括非生命物质环境和生 命物质环境。
2、生态系统 生态系统〔ecosystem〕就是在一定空间中共同栖
居着的所有生物〔即生过程而形成的相互作用 和相互依存的统一整体。如森林、草原、荒漠、湿地、 海洋、湖泊、河流等。
核辐射探测学完美版PPT
核内的质子与质子之间还存在服从库仑定律的静电斥 力，使核倾向于分裂。此外，核内核子间还存在万有引力、 以及对β衰变一类变化起作用的弱力。
核力 为 1； 电磁力 10-2 ； 万有引力 10-38
核力的力程(相互作用的距离)很短，在10-13 cm以内，
核力
2021.09
<
0.8fm
排斥；
1fm 显著 ；
• 汤彬葛良全方方等，核辐射测量原理，哈尔滨工程大学出版社，
2021
• G F Knoll. Radiation Detection and Measurement.1989
• C E Crouthamel, Appliied Gamma-Ray Spectrometry,1970
• Nuclear Geophysics
第一，轨道电子在外部壳层各轨道之间跳跃时所产生的光谱 称为光学光谱。例如，假设轨道电子原来位于N层，当它在N、 O、P、Q、……等外部壳层之间跳跃时，就发生光学光谱。这 种外部跳跃时的原子能量变化较小，发出的光频率较低，一般 在可见光区或其附近。地质工作中用来分析岩矿元素的光谱分 析，就是利用这一局部特性。
原子atom ： 原子核 nucleus、电子 electron 原子核带正电、电子带负电〔电荷是量子化的〕 原子是电中性的 原子的大小： 10-10 米 原子的太阳系模型 核能，结合能，核能级，基态，激发态，跃迁
2021.09
7
原子及原子核的根底知识
核力：
原子核由中子和质子组成。它们靠什么力将这些核子 约束在原子核内呢？目前公认是：原子核内核子间存在核力， 它是中子与中子、中子与质子、以及质子与质子的相互吸引 力，使核子紧密地聚集在一起(各核子间具有相同的核力)。
核力 为 1； 电磁力 10-2 ； 万有引力 10-38
核力的力程(相互作用的距离)很短，在10-13 cm以内，
核力
2021.09
<
0.8fm
排斥；
1fm 显著 ；
• 汤彬葛良全方方等，核辐射测量原理，哈尔滨工程大学出版社，
2021
• G F Knoll. Radiation Detection and Measurement.1989
• C E Crouthamel, Appliied Gamma-Ray Spectrometry,1970
• Nuclear Geophysics
第一，轨道电子在外部壳层各轨道之间跳跃时所产生的光谱 称为光学光谱。例如，假设轨道电子原来位于N层，当它在N、 O、P、Q、……等外部壳层之间跳跃时，就发生光学光谱。这 种外部跳跃时的原子能量变化较小，发出的光频率较低，一般 在可见光区或其附近。地质工作中用来分析岩矿元素的光谱分 析，就是利用这一局部特性。
原子atom ： 原子核 nucleus、电子 electron 原子核带正电、电子带负电〔电荷是量子化的〕 原子是电中性的 原子的大小： 10-10 米 原子的太阳系模型 核能，结合能，核能级，基态，激发态，跃迁
2021.09
7
原子及原子核的根底知识
核力：
原子核由中子和质子组成。它们靠什么力将这些核子 约束在原子核内呢？目前公认是：原子核内核子间存在核力， 它是中子与中子、中子与质子、以及质子与质子的相互吸引 力，使核子紧密地聚集在一起(各核子间具有相同的核力)。
《核辐射与探测技术》课件
《核辐射与探测技术》 PPT课件
这个《核辐射与探测技术》PPT课件将带你了解核辐射的基本概念、辐射剂量 率的测量、辐射探测器的分类和特点、辐射安全控制、核事故的应对处理， 并分享学习心得和思考。
核辐射的基本概念
1 电离辐射
2 辐射源
了解不同类型的电离辐射，比如阿尔法、 贝塔和伽马射线。
探索核辐射的来源，如自然辐射和人为 辐射。
3 辐射相互作用
4 辐射的影响
研究辐射与物质之间的相互作用，如散 射和吸收。
了解辐射对生物和环境的影响，以及辐 射保护的重要性。
辐射剂量率及其测量
剂量率
解释剂量率的概念，并探 讨单位及其测量方法。
剂量计
介绍常见的剂量计类型， 如电离室和探针。
剂量测量技术
探索剂量测量的先进技术， 如闪烁体和核电子学。
3
辐射安全标准
介绍辐射安全标准的制定和实施。
核事故的应对处理
应急响应
探讨核事故发生时的应急响应程序和措施。
辐射监测
解释核事故后的辐射监测方法和相关技术。
核污染清理
介绍核污染清理的方法和技术。
食品和水源监测
讨论核事故后的食品和水源监测措施。
学习心得和思考
• 深入学习与核辐射和探测技术相关的论文和研究。 • 参加相关的学术会议和讲座，与其他专家交流经验。 • 自主实践，通过实验和模拟训练提升技术实力。
辐射探测器的分类和特点
盖革-穆勒计数管
了解盖革-穆勒计数管的原理和应用。
闪烁体探测器
探索闪烁体探测器的工作原理和优势。
半导体探测器
介绍半导体探测器在核辐射测量中的应用。
电离室
讨论电离室作为辐射测量标准的重要性。
辐射安全控制
这个《核辐射与探测技术》PPT课件将带你了解核辐射的基本概念、辐射剂量 率的测量、辐射探测器的分类和特点、辐射安全控制、核事故的应对处理， 并分享学习心得和思考。
核辐射的基本概念
1 电离辐射
2 辐射源
了解不同类型的电离辐射，比如阿尔法、 贝塔和伽马射线。
探索核辐射的来源，如自然辐射和人为 辐射。
3 辐射相互作用
4 辐射的影响
研究辐射与物质之间的相互作用，如散 射和吸收。
了解辐射对生物和环境的影响，以及辐 射保护的重要性。
辐射剂量率及其测量
剂量率
解释剂量率的概念，并探 讨单位及其测量方法。
剂量计
介绍常见的剂量计类型， 如电离室和探针。
剂量测量技术
探索剂量测量的先进技术， 如闪烁体和核电子学。
3
辐射安全标准
介绍辐射安全标准的制定和实施。
核事故的应对处理
应急响应
探讨核事故发生时的应急响应程序和措施。
辐射监测
解释核事故后的辐射监测方法和相关技术。
核污染清理
介绍核污染清理的方法和技术。
食品和水源监测
讨论核事故后的食品和水源监测措施。
学习心得和思考
• 深入学习与核辐射和探测技术相关的论文和研究。 • 参加相关的学术会议和讲座，与其他专家交流经验。 • 自主实践，通过实验和模拟训练提升技术实力。
辐射探测器的分类和特点
盖革-穆勒计数管
了解盖革-穆勒计数管的原理和应用。
闪烁体探测器
探索闪烁体探测器的工作原理和优势。
半导体探测器
介绍半导体探测器在核辐射测量中的应用。
电离室
讨论电离室作为辐射测量标准的重要性。
辐射安全控制
探测射线的方法以及放射性的应用与防护PPT教学课件_1
式(分子式)，或根据化学式判断化合价． 7．了解原子结构示意图、分子式、结构式和结构简式的
表示方法．
考情上线 物质的组成、性质和分类，化学用语是中学化学最 基础的概念，是历年高考的必考内容，也是新课标所要 求的重点内容，属于热点问题，但试题一般难度都不大， 主要以生活中的化学知识或重大科技成果为背景，以相 关的基础化学知识为考点．重点侧重概念的类比和辨 析．突出对概念的准确理解和化学用语的书写规范．预 计今后的高考中对本专题内容的考查不会有太大的变 化．但考查的方式会因试题的变化而变化．
人工放射性同位素
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子 轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还 探测到了正电子，正电子的质量跟电子相同， 所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷， 更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发 射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放 射性也有一定的半衰期．原来，铝核被粒子 击中后发生了下面的反应
体积有限，而且甚 为昂贵，
三、盖革-米勒计数器
一种能自动把放射 微粒计数出来的仪 器，利用了射线的 电离本领
放射性的应用与防护
问题情景： 为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的 时间长一些，能在长时间保持新鲜，你有 什么办法？
辐 射 方 法 处 理 粮 食
复习回顾：
1、什么是原子核的衰变？ 原子核放出a粒子或ß粒子，由于核电荷 数变了，而变成另一种原子核。
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在 一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液 体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液 体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰 撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在 复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形 成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长 大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进 行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得 到记录有高能带电粒子轨迹的底片。
表示方法．
考情上线 物质的组成、性质和分类，化学用语是中学化学最 基础的概念，是历年高考的必考内容，也是新课标所要 求的重点内容，属于热点问题，但试题一般难度都不大， 主要以生活中的化学知识或重大科技成果为背景，以相 关的基础化学知识为考点．重点侧重概念的类比和辨 析．突出对概念的准确理解和化学用语的书写规范．预 计今后的高考中对本专题内容的考查不会有太大的变 化．但考查的方式会因试题的变化而变化．
人工放射性同位素
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子 轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还 探测到了正电子，正电子的质量跟电子相同， 所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷， 更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发 射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放 射性也有一定的半衰期．原来，铝核被粒子 击中后发生了下面的反应
体积有限，而且甚 为昂贵，
三、盖革-米勒计数器
一种能自动把放射 微粒计数出来的仪 器，利用了射线的 电离本领
放射性的应用与防护
问题情景： 为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的 时间长一些，能在长时间保持新鲜，你有 什么办法？
辐 射 方 法 处 理 粮 食
复习回顾：
1、什么是原子核的衰变？ 原子核放出a粒子或ß粒子，由于核电荷 数变了，而变成另一种原子核。
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在 一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液 体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液 体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰 撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在 复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形 成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长 大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进 行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得 到记录有高能带电粒子轨迹的底片。
核辐射探测器(完整版)ppt资料
rlnba
电压-电流曲线〔气体探测器〕
气体探测器的原理
• 气体受放射源照射产生电离，外加电压收 集电离电荷
• 电离室：工作在饱和区上 • G-M管：工作在G-M区上
医用活度计(dose calibrator)
盖革-弥勒监测仪(G-M survey meter)
半导体探测器(semiconductor)
• The interval between the time when a ray interacts with a detector and the time when the detector responds and the event is recorded
• The shorter, the better
• Another way to look at FWHM is to consider it as a measure of error in the energy determination of an x- or γ–ray by a detector
其它方面〔性能指标〕
• The ability of a detector not to be appreciably affected by the fluctuations in line voltage and environment temperature
核辐射探测的对象
• 核辐射的质→射线的能量〔特征量〕→ 〔放射性〕核素的种类
• 核辐射的量→射线的强度〔累加量〕→ 〔放射性〕核素的活度
核辐射探测的实质
• 能量转换过程
• 即：将辐射能转变成可以记录的电信号的 过程
核辐射探测器的分类
• 按作用原理〔工作方式〕 • 带电粒子(α、β)探测器→电离和激发 • 非带电粒子(γ)探测器→通过三种效应产
电压-电流曲线〔气体探测器〕
气体探测器的原理
• 气体受放射源照射产生电离，外加电压收 集电离电荷
• 电离室：工作在饱和区上 • G-M管：工作在G-M区上
医用活度计(dose calibrator)
盖革-弥勒监测仪(G-M survey meter)
半导体探测器(semiconductor)
• The interval between the time when a ray interacts with a detector and the time when the detector responds and the event is recorded
• The shorter, the better
• Another way to look at FWHM is to consider it as a measure of error in the energy determination of an x- or γ–ray by a detector
其它方面〔性能指标〕
• The ability of a detector not to be appreciably affected by the fluctuations in line voltage and environment temperature
核辐射探测的对象
• 核辐射的质→射线的能量〔特征量〕→ 〔放射性〕核素的种类
• 核辐射的量→射线的强度〔累加量〕→ 〔放射性〕核素的活度
核辐射探测的实质
• 能量转换过程
• 即：将辐射能转变成可以记录的电信号的 过程
核辐射探测器的分类
• 按作用原理〔工作方式〕 • 带电粒子(α、β)探测器→电离和激发 • 非带电粒子(γ)探测器→通过三种效应产
《核辐射测量方法》课件
《核辐射测量方法》课件一、课件概述本课件旨在介绍核辐射的基本概念、测量方法及其应用。
通过本课件的学习，使学员掌握核辐射的性质、测量原理和常用的测量方法，为核辐射防护和核事故应急处理提供技术支持。
二、课件内容1. 核辐射的基本概念1.1 辐射1.2 核辐射1.3 辐射剂量2. 核辐射的性质2.1 辐射类型2.2 辐射能量2.3 辐射穿透性3. 核辐射测量原理3.1 辐射与物质的相互作用3.2 辐射探测原理3.3 辐射测量仪器4. 核辐射测量方法4.1 放射性核素测量4.1.1 活度测量4.1.2 核素识别4.2 射线辐射测量4.2.1 剂量率测量4.2.2 射线成像4.3 辐射环境监测4.3.1 环境辐射水平监测4.3.2 放射性废物监测5. 核辐射测量技术应用5.1 核能利用5.2 医学诊断与治疗5.3 地质勘探5.4 生物示踪6. 核辐射防护与应急处理6.1 辐射防护原则6.2 辐射防护措施6.3 核事故应急处理三、课件结构1. 课件首页：核辐射测量方法简介2. 章节页面：核辐射的基本概念、性质、测量原理、测量方法、应用、防护与应急处理3. 图片及动画：生动展示核辐射测量过程和防护措施4. 练习题：巩固所学知识四、课件制作要求1. 文字：清晰、简洁、易懂，符合学员阅读习惯2. 图片：选用高质量的图片，具有代表性，便于学员理解3. 动画：生动形象，展示核辐射测量过程和防护措施4. 练习题：具有针对性，帮助学员巩固所学知识五、课件使用建议1. 结合课程安排，合理安排课件内容的学习顺序2. 充分利用课件中的图片、动画等多媒体元素，提高学习兴趣3. 针对课件中的练习题，进行自我测试，巩固所学知识4. 如有疑问，及时与讲师或其他学员沟通交流，提高学习效果核辐射测量方法是核能利用、医学诊断与治疗、地质勘探等领域的重要技术手段。
通过本课件的学习，希望学员能够掌握核辐射的基本概念、性质、测量原理和应用，提高核辐射防护和应急处理能力。
核辐射测量方法ppt课件
2〕封装薄
0.09%
金属箔
0.143 5.456Mev
029.3204U43 28%
5.49Mev
72%
2.2 自发裂变 spontaneous fission
原那么上一切重核都能够自发地裂变成两个轻核碎 片。
超铀元素自发裂变几率高 动量守恒原理 两个碎片相向发射 能量由两碎片带走 伴随产生中子 、 γ射线
n p d t a β+ e+
Electrons or beta particle
µ meson ∏ Gamma ray neutrino Fission fragment
β- e-
µ ∏ γ v
Charge (relative)
0 1 1 1 2 1
Approximate rest mass 1 1 2 3 4 1/1840
或其他物质没有
➢
吸收
➢ c) 只需从源到丈量点的光子才有奉 献,忽略周围介质物
➢
质中的散射光子
典型同位素源的 δ 值
Cesium
3.3
Cobalt -57
0.9
Cobalt -60
13.2
Radium-226 8.25
Sadium-24 18.4
4 吸收剂量 Absorbed Dose
5
6
def: D= dE/dm
灯丝加热是丰富的电子源
电子从外表逸出时，起能量小于1ev 电压差 电子获得的能量
1V
1eV
1000V
10keV
2000V
20keV
大型电子加速器能加速到几 MeV
2 重带电粒子源 2.1 α衰变 Alpha decay
核武器辐射探测与防护基础ppt课件
dE dx辐射 EZ dE dx电离 800
综合思索防护β射线采用低Z物质，如铝。
二、β射线与物质的相互作用
2.3 β射线的吸收和射程
❖吸收
➢ β射线在经过一定厚度的物质时，电子的数目随 着间隔的添加而逐渐减少，这种景象称为吸收。
❖射程
➢ β射线从进入物质到完全被吸收沿原入射方 向穿过的最大间隔，称为该粒子在物质中的 射程。
❖ 采用高Z物质可以有效阻挠射线，例如铅； ❖ 采用高Z物质可提高探测效率，例如碘化钠； ❖ 总的来说，由于射线不带电、无静止质量，穿透
力较强。
射线与物质的相互作用
五、中子与物质的相互作用
❖弹性碰撞 ❖非弹性碰撞 ❖中子俘获
五、中子与物质的相互作用
5.1 弹性碰撞
➢ 中子与物质中原子核碰撞时把部分能量传给原子 核，带有能量的原子核脱离出原子,此原子核称反 冲核，而中子本身带着较低能量改动运动方向继 续行进，构成散射中子，这种景象称弹性碰撞。 带电荷的反冲核获得能量后，在其运动途中可引 起物质电离和激发。
二、β射线与物质的相互作用
2.1 与原子核外电子的非弹性碰撞
➢ β射线与核外电子发生非弹性碰撞，以使靶物质原子 电离或激发的方式而损失其能量，我们称它为电离损 失。
dx
电离
z2 v2
NZ
z β射线电荷数；v β射线速度；N物质单位体积的原子 数；Z物质原子的原子序数。
用高NZ元素，如铅来阻挠β射线比较有利。
1、与核外电子发生非弹性碰撞 2、与原子核发生非弹性碰撞 1、光电效应 2、康普顿效应 3、电子对效应 1、弹性散射 2、非弹性散射 3、俘获过程
二、β射线与物质的相互作用
2.2 与原子核的非弹性碰撞
综合思索防护β射线采用低Z物质，如铝。
二、β射线与物质的相互作用
2.3 β射线的吸收和射程
❖吸收
➢ β射线在经过一定厚度的物质时，电子的数目随 着间隔的添加而逐渐减少，这种景象称为吸收。
❖射程
➢ β射线从进入物质到完全被吸收沿原入射方 向穿过的最大间隔，称为该粒子在物质中的 射程。
❖ 采用高Z物质可以有效阻挠射线，例如铅； ❖ 采用高Z物质可提高探测效率，例如碘化钠； ❖ 总的来说，由于射线不带电、无静止质量，穿透
力较强。
射线与物质的相互作用
五、中子与物质的相互作用
❖弹性碰撞 ❖非弹性碰撞 ❖中子俘获
五、中子与物质的相互作用
5.1 弹性碰撞
➢ 中子与物质中原子核碰撞时把部分能量传给原子 核，带有能量的原子核脱离出原子,此原子核称反 冲核，而中子本身带着较低能量改动运动方向继 续行进，构成散射中子，这种景象称弹性碰撞。 带电荷的反冲核获得能量后，在其运动途中可引 起物质电离和激发。
二、β射线与物质的相互作用
2.1 与原子核外电子的非弹性碰撞
➢ β射线与核外电子发生非弹性碰撞，以使靶物质原子 电离或激发的方式而损失其能量，我们称它为电离损 失。
dx
电离
z2 v2
NZ
z β射线电荷数；v β射线速度；N物质单位体积的原子 数；Z物质原子的原子序数。
用高NZ元素，如铅来阻挠β射线比较有利。
1、与核外电子发生非弹性碰撞 2、与原子核发生非弹性碰撞 1、光电效应 2、康普顿效应 3、电子对效应 1、弹性散射 2、非弹性散射 3、俘获过程
二、β射线与物质的相互作用
2.2 与原子核的非弹性碰撞
核辐射测量教学课件PPT
沉积在堆芯的腐蚀活化产物的放射性很难直接测到。
若测得一回路冷却剂中腐蚀活化产物的放射性，同样可 求得在堆芯的表观停留时间。
冷却剂中活化核的数目变化率由下式确定：
dNc dt
N f KrS0
(
+)Nc
(4-30)
积分得：
Nc
NcKr S0
[1 e( )t
]
(4-31)
Nc为单位体积冷却剂中活化核的数目； Kr为活化核向冷却剂的释放率； S0为堆芯表面积； α为活化核在设备表面的沉积率；
➢ 测量还需要一段测量时间，对测量有较大贡献的是那 些半衰期比以上所说时间要长的、放射性比活度较大 的核素。
➢ 测量的β射线的能量范围为150keV-3MeV的总β放射性。
➢ 测量安全壳内空气中气溶胶总β放射性的目的是为了从 测量数据判断一回路压力边界有无泄漏和泄漏率的大 小。
➢ 常采用相对测量方法，即测量总β脉冲计数率的变化率， 求出取样点处放射性比活度，再进一步求出泄漏率。
➢ 20世纪80年代末，人们为了克服以上不足而研制出了 16N γ放射性连续监测系统，又称16N监测系统或16N监 测仪。
➢ 目前，这两种测量方法都被核电站采用，以用作综合 分析、判断。
1.基本原理 当压水堆动力装置的一回路冷却剂(H20)流经反应堆堆
芯时，16O因受到裂变中子的照射而发生如下核反应：
作用：处理测量单元的测量信号，产生易于理解的相 应于所测放射性监测结果的显示值，给出整个监测系统 运行状态信息，将显示值转换成模拟信号(直流电流)， 使能够远距离显示测量值和报警信号。
4.远程显示单元和接线盒（端子箱）
远程显示单元与信号处理单元中的显示电路完全相同 ，也是将处理过的信号以不同的单位显示出测量值。 只是它放置在需要随时观测测量结果的地方。
核辐射探测器教学课件PPT
和类型。
探测器分类
根据工作原理和探测对象的不同， 核辐射探测器可分为气体探测器、 闪烁体探测器和半导体探测器等。
探测器性能指标
核辐射探测器的性能指标包括能量 分辨率、探测效率、计数率和本底 等。
核辐射探测器分类
气体探测器
气体探测器利用气体分子对带电粒子的电离作用来测量核辐射， 具有较高的探测效率和较低的本底。
人工智能算法
利用人工智能算法对探测 器数据进行处理，自动识 别和分类核辐射信号。
无线通信技术
实现探测器与控制中心之 间的无线通信，方便远程 监控和数据传输。
多功能探测器应用
医疗领域
用于诊断和治疗放射性物质引起的疾病，如癌症 等。
环境监测
用于监测核设施周边的辐射水平，保障公众安全。
科研领域
用于研究核物理、放射化学等领域的基本原理和 现象。
医学影像
核辐射探测器在医学影像中主要用于 放射性成像，如X射线、CT、MRI等。 这些成像技术利用放射性物质在人体 内的分布来生成图像。
核辐射探测器还可以用于测量放射性 药物的浓度和分布，如正电子发射断 层扫描（PET）和单光子发射断层扫 描（SPECT）等。
核辐射探测器可以测量放射性物质在 人体内的分布，从而帮助医生诊断疾 病和评估治疗效果。
工业检测
核辐射探测器在工业检测中主要 用于检测放射性物质和测量各种 物理量，如厚度、密度、水分含
量等。
在工业生产中，核辐射探测器可 以用于检测产品的质量和控制生 产过程，例如在石油、化工、食
品等行业中。
核辐射探测器还可以用于检测放 射性废物和测量核设施的安全性
能等。
05
核辐射探测器的未来发展
高性能探测器材料
核辐射探测器教学课件
探测器分类
根据工作原理和探测对象的不同， 核辐射探测器可分为气体探测器、 闪烁体探测器和半导体探测器等。
探测器性能指标
核辐射探测器的性能指标包括能量 分辨率、探测效率、计数率和本底 等。
核辐射探测器分类
气体探测器
气体探测器利用气体分子对带电粒子的电离作用来测量核辐射， 具有较高的探测效率和较低的本底。
人工智能算法
利用人工智能算法对探测 器数据进行处理，自动识 别和分类核辐射信号。
无线通信技术
实现探测器与控制中心之 间的无线通信，方便远程 监控和数据传输。
多功能探测器应用
医疗领域
用于诊断和治疗放射性物质引起的疾病，如癌症 等。
环境监测
用于监测核设施周边的辐射水平，保障公众安全。
科研领域
用于研究核物理、放射化学等领域的基本原理和 现象。
医学影像
核辐射探测器在医学影像中主要用于 放射性成像，如X射线、CT、MRI等。 这些成像技术利用放射性物质在人体 内的分布来生成图像。
核辐射探测器还可以用于测量放射性 药物的浓度和分布，如正电子发射断 层扫描（PET）和单光子发射断层扫 描（SPECT）等。
核辐射探测器可以测量放射性物质在 人体内的分布，从而帮助医生诊断疾 病和评估治疗效果。
工业检测
核辐射探测器在工业检测中主要 用于检测放射性物质和测量各种 物理量，如厚度、密度、水分含
量等。
在工业生产中，核辐射探测器可 以用于检测产品的质量和控制生 产过程，例如在石油、化工、食
品等行业中。
核辐射探测器还可以用于检测放 射性废物和测量核设施的安全性
能等。
05
核辐射探测器的未来发展
高性能探测器材料
核辐射探测器教学课件
(1)核辐射探测基础知识-40页PPT资料
3.993
Ra-224
5.677
Rn-220
6.282
Po-216
6.774
Pb-212
Bi-212
6.051 0.337
Po-212
8.785 0.663
Tl-208
γ 射线
几率
能量(MeV)
0.197
0.06
0.030
0.241
--
--
--
--
0.470
0.239
0.337 0.293
2.620 0.583
1535 C 7 s1536 B 7 a
7
放射性衰变种类
２. β衰变
衰变； 1535 C 7 s1536 B 7 a
β 8%
↘ 1.17 MeV ↘
↘ ↘
Cs 137
55
30 年
0.51 MeV
↘ 92 %
↓γ 0.661 MeV
↘
↓
基态
137 56
Ba
8
放射性衰变种类
２. β衰变
衰变:原子核内，一个质子转变成一个中子，放出
一个正电子
Z AX Z A 1Y
1247S i 1237A l
9
放射性衰变种类
3. K俘获 K-capture 或称轨道电子俘获 EC
原子核俘获一个轨道电子，核内一个质子变成中子
A Z
X
eZ A1Y
2565Fe e2555Mn
镎系
neptunium series Np- 237
13
14
15
天然放射性元素射线谱
1.铀系
核素 α 射线
γ 射线
(MeV)
核辐射与探测第一章
激发——使核外层电子由低 使核外层电子由低 激发 能级跃迁到高能级而使原子 激发状态， 处于激发状态 退激发光。 处于激发状态，退激发光。
当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰 入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰 发生 以使靶物质原子电离 激发的方式而 电离或 撞，以使靶物质原子电离或激发的方式而 损失其能量，我们称它为电离损失 电离损失。 损失其能量，我们称它为电离损失。
m1 − m2 2m2 v1 = v10 + v20 m1 + m2 m1 + m2 2m1 m2 − m1 v2 = v20 + v10 m1 + m2 m1 + m2
3、弹性碰撞与非弹性碰撞 1 1 1 1 2 2 '2 '2 mv + MV = mv + MV + ∆E 2 2 2 2 ∆ E 为内能项 ∆E = 0 弹性碰撞（即动能守恒） 弹性碰撞（即动能守恒） ∆E ≠ 0 非弹性碰撞（即动能不守恒） 非弹性碰撞（即动能不守恒）
第一类非弹性碰撞， ∆E > 0 为第一类非弹性碰撞，如入射粒子与 处于基态的核碰撞，且使核激发； 处于基态的核碰撞，且使核激发；
∆E < 0 为第二类非弹性碰撞，如入射粒子与 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ二类非弹性碰撞，
处于激发态的核碰撞，且使其退激。 处于激发态的核碰撞，且使其退激。
4、带电粒子在靶物质中的慢化
载能带电粒子在靶物质中的慢化过程， 载能带电粒子在靶物质中的慢化过程， 慢化过程 可分为四种 其中前两种是主要的： 四种， 可分为四种，其中前两种是主要的：
1.2 重带电粒子与物质的相互作用
Interaction of Heavy Charged Particles
综合性活动：关注核辐射 PPT课件
多种氨基酸、微量元素、维生素、矿物质和生物 活性物质，可促进骨髓细胞的造血功能，增强骨 髓细胞的增殖活力，促进血清蛋白的生物合成， 从而提高人体的免疫力。因此，多吃海带、螺旋 藻之类等，具有明显的抗辐射作用。
： 花粉食品：花粉食品作为一种新型的营养
保健品风靡全球，被称为“完全营养食品”，在营 养食品中名列前茅。花粉中含有40%的糖和一定量的 脂肪，以及丰富的B族维生素和维生素A、D、E、K等， 其中维生素E、K都是被科学家证实的能延缓人体细 胞衰老过程的重要物质。花粉还含有铁、锌、钙、 镁、钾等10多种无机盐和30多种微量元素及18种酶 类。
关注核辐射
探究一：A组调查了解造成核辐射的 方式和来源。 探究二：B组查找核辐射的危害。
探究三：C组探索减少核辐射的方法。
核辐射，或通常称之为放射性，存在于所有的
物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正 常现象。是指来自于原子核的辐射。影响人类的 核辐射主要有三种，即α、β、γ射线。α射线是由 氦原子核组成的粒子流。它质量大且带电荷多， 但穿透物质的能力弱，射程也短，只要用一张普 通的纸就能挡住。但如果进入人体，会造成危害 性很大的内照射，因此在防护上要特别防止α发 射体进入人体内。β射线是由高速电子组成。与α 射线相比它有较大的穿透力，能穿透皮肤的角质 层而使活组织受到损伤，但它很容易被有机玻璃、 塑料或铝板等材料所屏蔽。其内照射的危害也比 α射线小。γ射线与X射线类似，也是由看不见的光
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
： 花粉食品：花粉食品作为一种新型的营养
保健品风靡全球，被称为“完全营养食品”，在营 养食品中名列前茅。花粉中含有40%的糖和一定量的 脂肪，以及丰富的B族维生素和维生素A、D、E、K等， 其中维生素E、K都是被科学家证实的能延缓人体细 胞衰老过程的重要物质。花粉还含有铁、锌、钙、 镁、钾等10多种无机盐和30多种微量元素及18种酶 类。
关注核辐射
探究一：A组调查了解造成核辐射的 方式和来源。 探究二：B组查找核辐射的危害。
探究三：C组探索减少核辐射的方法。
核辐射，或通常称之为放射性，存在于所有的
物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正 常现象。是指来自于原子核的辐射。影响人类的 核辐射主要有三种，即α、β、γ射线。α射线是由 氦原子核组成的粒子流。它质量大且带电荷多， 但穿透物质的能力弱，射程也短，只要用一张普 通的纸就能挡住。但如果进入人体，会造成危害 性很大的内照射，因此在防护上要特别防止α发 射体进入人体内。β射线是由高速电子组成。与α 射线相比它有较大的穿透力，能穿透皮肤的角质 层而使活组织受到损伤，但它很容易被有机玻璃、 塑料或铝板等材料所屏蔽。其内照射的危害也比 α射线小。γ射线与X射线类似，也是由看不见的光
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Neutrons
X-rays and rays
带电粒子与物质相互作用的分类
（1）强相互作用（核反应）（涉及到核力作用 范畴，要求入射带电粒子能量高） （2）电磁相互作用 （3）弱相互作用 带电粒子与物质的相互作用（电磁相互作用）
库仑力
带电粒子 碰撞 弹性
物质
非弹性碰撞
Eletrostatic Interaction
第一章
射线与物质的相互作用
Radiation Interactions with Matter
1.1关键词 带电粒子与物质的作用方式 电离 激发 轫致辐射 能量损失率 阻止本领
2
1.1 概述 1、什么是射线？ 射线，指的是如X射线、射线、射 线、射线等，本质都是辐射粒子。
射线与物质相互作用是辐射探测的基 础，也是认识微观世界的基本手段。
这种由入射带电粒子与靶原子核发生弹性碰撞引起入射 粒子的能量损失称之为核碰撞能量损失，我们把原子核 对入射粒子的阻止作用称为核阻止。
核碰撞能量损失只是在入射带电粒子能量很低或低速重 离子入射时，对粒子能量损失的贡献才是重要的。但对 电子却是引起反散射的主要过程。
(4)、带电粒子与核外电子的弹性碰撞
医疗诊断设备如CT、CR等使用的x射线12
(3)、带电粒子与靶原子核的弹性碰撞
带电粒子与靶原子核的库仑场作用而发生弹性散射。 弹性散射过程中，入射粒子和原子核的总动能不变，即 入射粒子既不辐射光子，也不激发或电离原子核，但入 射粒子受到偏转，其运动方向改变。
弹性碰撞过程中，为满足入射粒子和原子核之间的能量和 动量守恒，入射粒子损失一部分动能使核得到反冲。碰撞 后，绝大部分能量仍由入射粒子带走，但运动方向被偏转
原子核 核外电子
本书所涉及领域内，主要考虑带电 粒子与物质通过库仑力发生的相互作用5 。
动量定理，弹性碰撞
两个小球的质量分别为m1和m2，沿一直线 分别以速度v10和v20运动，两球发生弹性对 心碰撞，设碰撞后的速度分别为v1和v2， 由于是弹性碰撞，故总动量和总动能保持 不变，即
m 1 v 1 0 m 2 v 2 0 m 1 v 1 m 2 v 2
受核外电子的库仑力作用，入射粒子改变运 动方向。同样为满足能量和动量守恒，入射 粒子要损失一点动能，但这种能量的转移很 小，比原子中电子的最低激发能还小，电子 的能量状态没有变化。实际上，这是入射粒 子与整个靶原子的相互作用。
这种相互作用方式只是在极低能量(100eV) 的β粒子方需考虑, 其它情况下完全可以 忽略掉。
(1)电离损失——与核外电子的非弹性碰撞过程
入射带电粒子与靶原子的核外电子通过库仑作用，
使电子获得能量而引起原子的电离或激发。
电离——核外层电子克服 束缚成为自由电子，原子 成为正离子。
激发——使核外层电子由低 能级跃迁到高能级而使原子 处于激发状态，退激发光。
当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰 撞，以使靶物质原子电离或激发的方式而 损失其能量，我们称它为电离损失。
Hale Waihona Puke 本课程讨论对象为致电离辐射，辐射 能量大于10eV。即可使探测介质的原 子发生电离的能量。
2、射线与物质相互作用的分类
Charged Particulate Radiations
Heavy charged particles
,p,d,T, f
Fast electrons
e
Uncharged Radiations
(2)、辐射损失——与原子核的非弹性碰撞过程
入射带电粒子与原子核之间的库仑力作用，使入 射带电粒子的速度和方向发生变化，伴随着发射
电磁辐射—轫致辐射Bremsstrahlung。
当入射带电粒子与原子核发生非弹性碰撞时， 以辐射光子损失其能量，我们称它为辐射损 失。
α粒子质量较大，与原子核碰撞后，运动状态改变不大。 尤其β粒子质量较小，与原子核碰撞后运动状态改变显 著，因此β粒子与物质相互作用时，辐射损失是其重要 的一种能量损失方式。
1.2 重带电粒子与物质的相互作用
Interaction of Heavy Charged Particles
1、重带电粒子与物质相互作用的特点
重带电粒子均为带正电荷的离子；
重带电粒子主要通过电离损失而损失 能量，同时使介质原子电离或激发；
重带电粒子在介质中的运动径迹近似 为直线。
2、重带电粒子在物质中的能量损失规律
S
Sio
nSra
d
dE dE dxion dxrad
对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的 多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于 其电离能量损失率。
SSionddExion
2) Bethe 公式(Bethe formula)
E0为第二类非弹性碰撞，如入射粒子与
处于激发态的核碰撞，且使其退激。
4、带电粒子在靶物质中的慢化
载能带电粒子在靶物质中的慢化过程， 可分为四种，其中前两种是主要的：
(a) 带电粒子与靶物质原子中核外电 子的非弹性碰撞过程－－电离损失。
(b) 带电粒子与靶原子核的非弹性碰 撞过程－－辐射损失。
(c) 带电粒子与靶原子核的弹性碰撞 (d) 带电粒子与核外电子弹性碰撞
1) 能量损失率(Specific Energy Loss)
指单位路径上引起的能量损失，又称为比能
损失或物质的阻止本领(Stopping Power)。
S dE dx
碰撞过程是随机的，所 以-dE/dx是平均能量损 失率。
按能量损失作用的不同，能量损失率可分为
“电离能量损失率”和“辐射能量损失率”。
E2
1 2
m 2v22
1 2
m 2 (2v10 )2
2 m 2v10 2 6
3、弹性碰撞与非弹性碰撞
1m 2 v 1M 2 V 1m '2 v1M '2 VE
22 2 2
E为内能项
E0 弹性碰撞（即动能守恒） E0 非弹性碰撞（即动能不守恒）
E0为第一类非弹性碰撞，如入射粒子与
处于基态的核碰撞，且使核激发；
1 2m 1 v 1 021 2m 2v2 021 2m 1 v 1 21 2m 2v22
v1
m1 m1
m2 m2
v10
2m2 m1 m2
v20
v2
m2 m1 m1 m2
v20
2m1 m1 m2
v10
m1 v10 m2 v20
v1
v2
讨论
若 则
v20 0 ，m1 m2 v1 v10
v2 2v10
X-rays and rays
带电粒子与物质相互作用的分类
（1）强相互作用（核反应）（涉及到核力作用 范畴，要求入射带电粒子能量高） （2）电磁相互作用 （3）弱相互作用 带电粒子与物质的相互作用（电磁相互作用）
库仑力
带电粒子 碰撞 弹性
物质
非弹性碰撞
Eletrostatic Interaction
第一章
射线与物质的相互作用
Radiation Interactions with Matter
1.1关键词 带电粒子与物质的作用方式 电离 激发 轫致辐射 能量损失率 阻止本领
2
1.1 概述 1、什么是射线？ 射线，指的是如X射线、射线、射 线、射线等，本质都是辐射粒子。
射线与物质相互作用是辐射探测的基 础，也是认识微观世界的基本手段。
这种由入射带电粒子与靶原子核发生弹性碰撞引起入射 粒子的能量损失称之为核碰撞能量损失，我们把原子核 对入射粒子的阻止作用称为核阻止。
核碰撞能量损失只是在入射带电粒子能量很低或低速重 离子入射时，对粒子能量损失的贡献才是重要的。但对 电子却是引起反散射的主要过程。
(4)、带电粒子与核外电子的弹性碰撞
医疗诊断设备如CT、CR等使用的x射线12
(3)、带电粒子与靶原子核的弹性碰撞
带电粒子与靶原子核的库仑场作用而发生弹性散射。 弹性散射过程中，入射粒子和原子核的总动能不变，即 入射粒子既不辐射光子，也不激发或电离原子核，但入 射粒子受到偏转，其运动方向改变。
弹性碰撞过程中，为满足入射粒子和原子核之间的能量和 动量守恒，入射粒子损失一部分动能使核得到反冲。碰撞 后，绝大部分能量仍由入射粒子带走，但运动方向被偏转
原子核 核外电子
本书所涉及领域内，主要考虑带电 粒子与物质通过库仑力发生的相互作用5 。
动量定理，弹性碰撞
两个小球的质量分别为m1和m2，沿一直线 分别以速度v10和v20运动，两球发生弹性对 心碰撞，设碰撞后的速度分别为v1和v2， 由于是弹性碰撞，故总动量和总动能保持 不变，即
m 1 v 1 0 m 2 v 2 0 m 1 v 1 m 2 v 2
受核外电子的库仑力作用，入射粒子改变运 动方向。同样为满足能量和动量守恒，入射 粒子要损失一点动能，但这种能量的转移很 小，比原子中电子的最低激发能还小，电子 的能量状态没有变化。实际上，这是入射粒 子与整个靶原子的相互作用。
这种相互作用方式只是在极低能量(100eV) 的β粒子方需考虑, 其它情况下完全可以 忽略掉。
(1)电离损失——与核外电子的非弹性碰撞过程
入射带电粒子与靶原子的核外电子通过库仑作用，
使电子获得能量而引起原子的电离或激发。
电离——核外层电子克服 束缚成为自由电子，原子 成为正离子。
激发——使核外层电子由低 能级跃迁到高能级而使原子 处于激发状态，退激发光。
当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰 撞，以使靶物质原子电离或激发的方式而 损失其能量，我们称它为电离损失。
Hale Waihona Puke 本课程讨论对象为致电离辐射，辐射 能量大于10eV。即可使探测介质的原 子发生电离的能量。
2、射线与物质相互作用的分类
Charged Particulate Radiations
Heavy charged particles
,p,d,T, f
Fast electrons
e
Uncharged Radiations
(2)、辐射损失——与原子核的非弹性碰撞过程
入射带电粒子与原子核之间的库仑力作用，使入 射带电粒子的速度和方向发生变化，伴随着发射
电磁辐射—轫致辐射Bremsstrahlung。
当入射带电粒子与原子核发生非弹性碰撞时， 以辐射光子损失其能量，我们称它为辐射损 失。
α粒子质量较大，与原子核碰撞后，运动状态改变不大。 尤其β粒子质量较小，与原子核碰撞后运动状态改变显 著，因此β粒子与物质相互作用时，辐射损失是其重要 的一种能量损失方式。
1.2 重带电粒子与物质的相互作用
Interaction of Heavy Charged Particles
1、重带电粒子与物质相互作用的特点
重带电粒子均为带正电荷的离子；
重带电粒子主要通过电离损失而损失 能量，同时使介质原子电离或激发；
重带电粒子在介质中的运动径迹近似 为直线。
2、重带电粒子在物质中的能量损失规律
S
Sio
nSra
d
dE dE dxion dxrad
对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的 多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于 其电离能量损失率。
SSionddExion
2) Bethe 公式(Bethe formula)
E0为第二类非弹性碰撞，如入射粒子与
处于激发态的核碰撞，且使其退激。
4、带电粒子在靶物质中的慢化
载能带电粒子在靶物质中的慢化过程， 可分为四种，其中前两种是主要的：
(a) 带电粒子与靶物质原子中核外电 子的非弹性碰撞过程－－电离损失。
(b) 带电粒子与靶原子核的非弹性碰 撞过程－－辐射损失。
(c) 带电粒子与靶原子核的弹性碰撞 (d) 带电粒子与核外电子弹性碰撞
1) 能量损失率(Specific Energy Loss)
指单位路径上引起的能量损失，又称为比能
损失或物质的阻止本领(Stopping Power)。
S dE dx
碰撞过程是随机的，所 以-dE/dx是平均能量损 失率。
按能量损失作用的不同，能量损失率可分为
“电离能量损失率”和“辐射能量损失率”。
E2
1 2
m 2v22
1 2
m 2 (2v10 )2
2 m 2v10 2 6
3、弹性碰撞与非弹性碰撞
1m 2 v 1M 2 V 1m '2 v1M '2 VE
22 2 2
E为内能项
E0 弹性碰撞（即动能守恒） E0 非弹性碰撞（即动能不守恒）
E0为第一类非弹性碰撞，如入射粒子与
处于基态的核碰撞，且使核激发；
1 2m 1 v 1 021 2m 2v2 021 2m 1 v 1 21 2m 2v22
v1
m1 m1
m2 m2
v10
2m2 m1 m2
v20
v2
m2 m1 m1 m2
v20
2m1 m1 m2
v10
m1 v10 m2 v20
v1
v2
讨论
若 则
v20 0 ，m1 m2 v1 v10
v2 2v10