核技术试验方法,第二章,第5节
核医学临床技术操作规范
核医学临床技术操作规范主编：陈盛祖副主编：张永学黄钢匡安仁编委：（按姓氏笔画为序）王凡中国原子能科学研究院（北京）研究员王铁首都医科大学附属北京朝阳医院教授王金城首都医科大学附属北京安贞医院教授王荣福北京大学第一医院教授史蓉芳中国医学科学院阜外心血管病医院（北京）研究员叶广春广州医学院第一医院副教授田嘉禾中国人民解放军总医院（北京）教授乔宏庆第四军医大学西京医院（西安）教授匡安仁四川大学华西医院（成都）教授朱家瑞海军总医院（北京）教授朱瑞森上海市第六人民医院主任医师吴华华中科技大学同济医学院同济医院（武汉）教授吴锦昌苏州大学第二医院教授张永学华中科技大学同济医学院协和医院（武汉）教授张桂仙云南省红十字会医院（昆明）主任医师张锦荣中国原子能科学研究院（北京）研究员李小华广州军区总医院高级工程师李立伟空军总医院（北京）主任医师李亚明中国医科大学第一临床学院（沈阳）教授李思进山西医科大学附属第一医院（太原）教授李培勇上海第二医科大学瑞金医院教授陈绍亮上海复旦大学中山医院教授陈盛祖中国医学科学院肿瘤医院（北京）教授周绿漪四川大学华西医院（成都）副教授姚稚明卫生部北京医院副主任医师胡雅儿上海第二医科大学教授赵军上海复旦大学华山医院副教授贾少微北京大学深圳医院教授高再荣华中科技大学同济医学院协和医院（武汉）副教授黄钢上海第二医科大学仁济医院教授蒋长英上海复旦大学肿瘤医院教授蒋宁一中山大学第二医院（广州）教授缪蔚冰福建医科大学附一院（福州）副主任医师主审：王世真副主审：周前林祥通刘秀杰屈婉莹审阅者：（按姓氏笔画为序）丁虹《中华核医学杂志》编辑部（无锡）主任医师马寄晓上海市第六人民医院教授王世真中国医学科学院协和医院（北京）中国科学院院士邓敬兰第四军医大学西京医院（西安）教授卢倜章天津医科大学总医院教授田嘉禾中国人民解放军总医院（北京）教授刘秀杰中国医学科学院阜外心血管病医院（北京）教授匡安仁四川大学华西医院（成都）教授朱承谟上海第二医科大学瑞金医院教授张永学华中科技大学同济医学院协和医院（武汉）教授张锦荣中国原子能科学研究院（北京）研究员张满达江苏省原子医学研究所（无锡）研究员陈盛祖中国医学科学院肿瘤医院（北京）教授周前中国医学科学院协和医院（北京）教授屈婉莹卫生部北京医院教授林祥通上海复旦大学华山医院教授赵惠扬上海复旦大学中山医院教授夏宗勤上海第二医科大学教授夏振民中国药品生物制品检定所（北京）研究员黄钢上海第二医科大学仁济医院教授蒋长英上海复旦大学肿瘤医院教授蒋茂松上海华东医院教授裴著果中国医科大学第二临床学院（沈阳）教授谭天秩四川大学华西医院（成都）教授中华医学会前言核医学是研究核技术在医学中的应用及其理论的学科，也是现代医学的重要组成部分。
《主题十 第二节 核能 核技术》教学设计教学反思
《核能核技术》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识目标：学生能够了解核能的定义，理解原子核的组成及核反应过程，掌握核能的利用方式。
2. 能力目标：通过小组讨论和案例分析，培养学生的团队协作能力和分析问题能力。
3. 情感目标：通过本课程的学习，增强学生对核能的认知，激发学生对科学技术的兴趣和探索精神。
二、教学重难点1. 教学重点：讲解核能的原理和核反应过程，分析核能的利用方式及应用前景。
2. 教学难点：引导学生理解核能的潜在风险和挑战，培养学生的安全意识和环保意识。
三、教学准备1. 准备教学PPT：包括核能的原理、核反应过程、核能的利用方式及应用前景等内容。
2. 准备相关视频和案例：用于课堂讨论和案例分析。
3. 安排小组讨论：学生分组，进行核能相关的讨论，培养团队协作能力。
4. 准备实验器材：用于模拟核反应过程的实验器材，帮助学生理解核能的原理。
5. 布置预习任务：学生在课前预习相关内容，有助于更好地理解课堂内容。
四、教学过程：1. 导入新课：首先向学生介绍核能的背景和历史，以及它在现代社会中的重要性和应用。
通过展示一些核能应用的实际例子，让学生了解核能的重要性，激发他们的学习兴趣。
2. 讲解核能的原理：介绍原子结构和原子核的基本知识，以及核能的产生过程。
通过一些简单的实验和图片，帮助学生理解核能的产生原理。
3. 讲解核反应的类型：介绍常见的核反应类型，如裂变、聚变、衰变等，并解释它们的特点和产生过程。
通过一些具体的例子，让学生了解不同类型的核反应在现实中的应用。
4. 讲解核能的应用：介绍核能在能源、医学、工业、农业等领域的应用，通过展示一些实际应用图片和视频，让学生了解核能的巨大潜力。
同时，也要强调核安全的重要性，让学生了解如何避免核事故和如何应对核事故。
5. 实验演示：安排一些简单的实验，如模拟核反应过程、演示放射性物质的衰变等，帮助学生更好地理解核能的原理和核反应的类型。
6. 学生讨论：组织学生分组讨论核能在不同领域的应用前景和挑战，鼓励学生提出自己的看法和建议。
核技术试验方法,第二章,第5节40页PPT
0.15MeV E max 0.8MeV时
R
0.407E
1.38
max
E max 0.8MeV时
R
0.542E max 0.133
射程的单位为 质量厚度 mg/cm2
1、避免线性厚度带来的误差 2、比较粒子穿过不同吸收物 质时的情况
2.4.4 正电子与物质的相互作用
单位：cm-1 单位：cm2/g
μ ph
Z
5
E
7
2
μc ZE1 μ p Z 2 E
谢谢！
所以 hυ 1.02MeV
产生电子对效应
才有可能
电子对效应的截面是入射光子的能量和吸收物质原 子序数的函数。
h稍 大 于m0 c 2
p Z 2 E
h m0c2
p Z 2 ln E
可见：电子对效应是随着靶物质的原子序数Z和入 射γ光子能量的增加而增加的。
2.5.5 γ射线的吸收
3）辐射能量损失率与E成正比
电子能量低时，电离辐射占优势；
能量高时，辐射损失变得重要。
在相对论区，二者之比为：
dEdxrad dEdxion
ZE 800
2.4.2 电子的散射
β粒子与靶物质原子核库伦场作用时，只改变运动方向，
而不辐射能量这种过程称为
弹性散射
1）电子的质量小，因而散射角可以很大（与α粒子相比，β粒子的 散射大得多），而且会发生多次散射，最后偏离原来的入射方向。 2）入射能量越低，及靶物质原子序数越大，散射也就越厉害。
几KeV~几MeV
E 30MeV时
光电效应 康普顿效应 电子对效应
E : 100KeV ~ 30MeV
核安全综合知识——第2章 核能和核技术利用
第二章 核能和核技术应用目录第二章 核能和核技术应用........................................................................................................- 1 - 目录......................................................................................................................................- 1 - 考试要求..............................................................................................................................- 1 - 引言......................................................................................................................................- 1 - 第一节 辐射源种类............................................................................................................- 2 - 第二节 反应堆和加速器生产放射性同位素基本知识....................................................- 9 - 第三节 放射性同位素在医学、工业、农业、食品加工等行业的应用......................- 12 - 第四节 放射性同位素应用中的辐射安全问题..............................................................- 21 - 第五节 射线装置在医学、工业、农业等行业的应用..................................................- 24 - 第六节 射线装置应用中的辐射安全问题......................................................................- 30 - 第七节 核燃料循环设施..................................................................................................- 36 - 第八节 核动力厂和其他反应堆......................................................................................- 62 - 第九节 核动力厂和其他反应堆的安全问题..................................................................- 79 - 本章小结............................................................................................................................- 92 - 思考题................................................................................................................................- 93 -考试要求1.熟悉辐射源的种类（宇宙射线，天然放射性同位素，用于医学、学业、工业、食品加工等的放射源，密封型和非密封型源，辐射产生器/设施，核动力厂和其他反应堆以及其他核燃料循环设施等）；2.了解放射性同位素的基本特征；3.了解反应堆和加速器生产同位素的基本知识；4.了解放射性同位素在医学、农业、工业、食品加工等行业的应用；5.熟悉放射性同位素在医学、农业、工业、食品加工等行业的应用中的辐射安全问题；6.了解辐射产生器/设施的应用；7.熟悉辐射产生器/设施在应用中的核与辐射安全问题；8.了解与核燃料循环设施（包括铀钍及伴生放射性矿勘探、开采与加工，富集铀的生产，燃料元件制造，核动力厂和其他反应堆、乏燃料后处理以及放射性物质运输、放射性废物管理等）有关的基本知识；9.熟悉核燃料循环设施（包括铀钍及伴生放射性矿勘探、开采与加工，富集铀的生产，燃料元件制造，核动力厂和其他反应堆、乏燃料后处理以及放射性物质运输、放射性废物管理等）在选址、设计、建造、运行、退役等阶段核与辐射安全方面的主要问题；引言随着核能和核科学技术的发展，核设施、放射性同位素和射线装置在医疗、工业、农业、地质调查和教学等领域中的应用越来越广泛。
核技术基础知识课件
稳定原子核基本上类似与球体
原子核的半径 R = r0A1/3 原子核半径常数
r0 = 1.2 10-15 m = 1.2 fm A 原子核的质量数
R
例如：238U 7.4 fm 7
2) 原子核的质量
电子 me = 9.1×10-31 kg = 5.48×10-4 u = 0.511 MeV/c2
核素
2H 3He 4He 6Li 7Li
比结合能 核 素 MeV
1.112 2.573 7.07 5.33 5.61
12C 16O 56Fe 107Ag 208Pb
比结合能 核素 比结合能
MeV
MeV
7.68 7.98
235U 7.59 238U 7.57
8.79 最大
8.55
7.87 12
• 原子核平均结合能(比结合能 )曲线
天平为何倾斜?
轻 重
10
• 质量亏损
氦原子核（ 4He）由2个质子 + 2个中子构成
2个质子质量 + 2 个中子质量 =﹖原子核 4He 的质量
2 x 1.007276 + 2 x 1.008665 - 4.002603 ΔM (4He) = 4.031882 - 4.002603 = - 0.029279 u
质子 mp = 1.007276 u = 938.256 MeV/c2 中子 mn = 1.008665 u = 939.550 MeV/c2
原子核质量 = 原子质量 — 全部电子的质量 MN(Z,A) = Ma(Z,A) — Z me 忽略了电子的结合能 （ eV 量级）
原子的质量可以用质谱计精确测量(有表可查)
35
α粒子径迹是一条直线 5.3 MeVα粒子在空气中 的射程3.83 cm
第二章核衰变
子核比母核质量数相等，质子数多1
实例
32 15
~ P S Q
32 16
实质-母核的一个中子释放负电子转变为质子
衰变
定义
放射元素放射 粒子（正电子）后，转 变为原子序数减去1的另一个原子核。
A Z
X
A Z 1
Y vQ
子核比母核质量数相等，质子数少1
实例
13 7
N C v Q
13 6
实质-母核的质子释放一个正电子转变为中子
p n
1 1 1 0 0 1
H n e
电子俘获
定义 原子核俘获核外电子，使核内的一个质子变为 一个中子，电荷数变为Z-l 多为K电子俘获 A Z
X
A Z 1
Y vQ
子核比母核质量数相等，质子数少1
1.钍系—4n系
4n表示系中各核素的质量数为4的倍数
其起始元素是 208Pb(稳定)
2.铀系—4n+2系
232 90
Th 通过一系列α衰变最后生成
表示系中各核素的质量数为4的倍数+2 其起始元素是 206Pb(稳定)
238 92
U
通过一系列α衰变最后生成
3.锕系—4n+3系
表示衰变系中各核素的质量数为4的倍数+3 其起始元素是235U通过一系列α衰变最后生成207Pb(稳定)
N N0e
t
T
ln 2
0.693
经过一个T后，其放射性核素衰减到原来的1／2， 两个T后衰减到原来的1／4，依此类推，经过n个T 后，将衰减到原来的（1/2）n ，这样就得到
核反应的实验与测量方法
核反应的实验与测量方法核反应是指原子核之间的相互作用，包括核裂变和核聚变两种形式。
核反应的实验与测量方法是研究核物理和应用核能的基础，对于了解核反应的机制、性质和应用具有重要意义。
本文将介绍核反应的实验与测量方法，包括实验装置、测量技术和数据分析等方面。
一、实验装置核反应的实验装置通常包括加速器、靶材、探测器和数据采集系统等部分。
1. 加速器：加速器是用来加速粒子的装置，常用的有直线加速器、环形加速器和静电加速器等。
加速器可以将粒子加速到高能量，使其具有足够的能量与靶材发生核反应。
2. 靶材：靶材是核反应实验中与粒子相互作用的物质，可以是气体、液体或固体。
靶材的选择要根据实验的目的和所研究的核反应类型来确定。
3. 探测器：探测器用于检测核反应中产生的粒子或辐射，常用的有闪烁体探测器、半导体探测器和核磁共振探测器等。
探测器可以测量粒子的能量、轨迹和种类等信息。
4. 数据采集系统：数据采集系统用于记录和分析实验中得到的数据，包括信号放大、数字化和存储等功能。
数据采集系统的性能对于实验结果的准确性和可靠性具有重要影响。
二、测量技术核反应的测量技术主要包括能谱测量、角分布测量和时间测量等。
1. 能谱测量：能谱测量是测量核反应中产生的粒子能量分布的方法。
常用的能谱测量技术有闪烁体能谱仪、半导体能谱仪和多道分析器等。
能谱测量可以提供粒子的能量信息，从而研究核反应的能量转移和能级结构等问题。
2. 角分布测量：角分布测量是测量核反应中产生的粒子在空间中的分布情况的方法。
常用的角分布测量技术有角度选择器、角度敏感探测器和角度分析器等。
角分布测量可以提供粒子的角度信息，从而研究核反应的角动量转移和角分布规律等问题。
3. 时间测量：时间测量是测量核反应中产生的粒子发射时间的方法。
常用的时间测量技术有闪烁体时间测量器、飞行时间测量器和时间关联测量器等。
时间测量可以提供粒子的时间信息，从而研究核反应的动力学过程和衰变规律等问题。
1.2 核物理实验2
实验1.2 & 1.3 核物理实验2Part 1 放射性半衰期测量 一、引言半衰期是放射性核素的重要特性之一，每种放射性核素都有着它特有的半衰期，且与包含该核素的物质所处的物理、化学状态无关，因而测定半衰期就成了鉴别放射性核素的一种方法，在核物理研究和核技术应用中具有十分重要的意义。
不同核素半衰期的差别很大，最长可达1014年，最短仅为10-14秒。
因而测量方法也不同。
半衰期为毫秒以下的核素，可以用延迟符合等方法来测量，半衰期为10年以上的长寿命核素可以用比放射性法测量。
本实验中样品铟的半衰期为54.1分，可以用测量衰变曲线的方法来测定。
二、实验目的1. 了解中子活化的基本知识；2. 了解放射性衰变的基本规律；3. 掌握用衰变曲线法测量核素的放射性半衰期的基本原理和方法。
三、实验原理1. 放射性衰变基本规律一个原子核自发地发射出射线而转变成另一种核或状态的过程称为核的放射性衰变。
就一个放射性原子来说，它何时衰变，完全是随机事件，而对大量原子核的衰变，其过程却存在一些基本规律。
设在时刻t ，存在N (t )个放射性原子核，经过d t 时间，衰变掉d N 个原子核，则有：teN N t N N λλ-⋅=⋅=-0d d式中N 0为t =0时的放射性原子核个数，λ称为衰变常数，它表示每个原子核在单位时间内衰变的几率。
单位时间内衰变的原子核个数称为放射性的活度，用A 表示，单位为贝可（Bq ）：t te A A e N N tNA λλλλ--⋅=⋅⋅==-=00d d 式中A 0=λN 0。
即为t =0时的活度。
上式就是放射性衰变的基本规律。
λ由原子核的性质决定，与核外电子的状态无明显的关系，所以原子核所处物质的物理化学状态决定，并不会引起λ值的变化。
定义放射性活度降低到原来值的一半所需时间为半衰期，用21T 表示。
由上式可得：λ2ln 21=T放射源在单位时间内发射的射线粒子数称作发射强度。
核能技术开发与利用作业指导书
核能技术开发与利用作业指导书第1章绪论 (3)1.1 核能概述 (3)1.2 核能发展历程与现状 (3)1.3 核能技术发展趋势 (4)第2章核能基础理论 (4)2.1 原子核结构 (4)2.1.1 原子核的组成 (4)2.1.2 核力与核能 (4)2.1.3 核壳层模型 (4)2.2 核反应与核衰变 (5)2.2.1 核反应 (5)2.2.2 核衰变 (5)2.2.3 核反应堆中的链式反应 (5)2.3 核物理参数及测量方法 (5)2.3.1 核物理参数 (5)2.3.2 核物理测量方法 (5)2.3.3 核物理实验设备 (5)第3章核能材料 (5)3.1 核燃料 (5)3.1.1 核燃料的提炼与加工 (6)3.1.2 核燃料功能要求 (6)3.2 中子慢化剂与冷却剂 (6)3.2.1 中子慢化剂 (6)3.2.2 冷却剂 (6)3.3 结构材料与功能材料 (6)3.3.1 结构材料 (6)3.3.2 功能材料 (7)第4章核能装置与设备 (7)4.1 核反应堆概述 (7)4.1.1 核反应堆基本原理 (7)4.1.2 核反应堆类型 (7)4.1.3 核反应堆关键部件 (8)4.2 核电站主要设备 (8)4.2.1 核蒸汽供应系统 (8)4.2.2 汽轮发电机组 (8)4.2.3 辅助系统 (8)4.3 核燃料循环设施 (8)4.3.1 核燃料制备 (8)4.3.2 核燃料加工 (8)4.3.3 核燃料后处理 (9)第5章核能反应堆类型 (9)5.1.1 压水堆概述 (9)5.1.2 压水堆工作原理 (9)5.1.3 压水堆特点 (9)5.2 沸水堆 (9)5.2.1 沸水堆概述 (9)5.2.2 沸水堆工作原理 (9)5.2.3 沸水堆特点 (9)5.3 重水堆与快堆 (9)5.3.1 重水堆概述 (9)5.3.2 快堆概述 (10)5.3.3 重水堆与快堆特点 (10)第6章核能安全与防护 (10)6.1 核能安全概述 (10)6.1.1 核能安全基本概念 (10)6.1.2 核能安全法律法规体系 (10)6.1.3 核能安全主要措施 (10)6.2 核及其预防 (10)6.2.1 核分类 (11)6.2.2 核预防措施 (11)6.2.3 核应急处理 (11)6.3 核废物处理与处置 (11)6.3.1 核废物分类 (11)6.3.2 核废物处理方法 (11)6.3.3 核废物处置技术 (11)6.3.4 核废物管理 (12)第7章核能经济性与环境影响 (12)7.1 核能经济性分析 (12)7.1.1 投资与运营成本 (12)7.1.2 核能电价竞争力 (12)7.1.3 核能经济性风险评估 (12)7.2 核能环境影响评价 (12)7.2.1 核能辐射环境影响 (12)7.2.2 核能热环境影响 (12)7.2.3 核能生物环境影响 (12)7.3 核能与可持续发展 (13)7.3.1 核能可持续发展概述 (13)7.3.2 核能可持续发展评价指标 (13)7.3.3 核能可持续发展策略 (13)第8章核能政策与法规 (13)8.1 我国核能政策概述 (13)8.2 核能法规体系 (13)8.3 核能国际合作与交流 (14)第9章核能技术开发与创新 (14)9.2 第四代核能系统 (15)9.3 核能小型化与模块化 (15)第10章核能应用拓展 (15)10.1 核能在电力领域的应用 (15)10.1.1 核电技术的发展 (15)10.1.2 核电机组类型及特点 (16)10.1.3 核电产业链分析 (16)10.1.4 核电安全与环保 (16)10.2 核能在非电力领域的应用 (16)10.2.1 核能在工业领域的应用 (16)10.2.2 核能在农业领域的应用 (16)10.2.3 核能在医学领域的应用 (16)10.2.4 核能在环保领域的应用 (16)10.3 核能在新能源领域的融合发展 (16)10.3.1 核能与可再生能源的融合发展 (16)10.3.2 核能与其他清洁能源的融合发展 (16)10.3.3 核能技术在新能源领域的创新与应用 (17)第1章绪论1.1 核能概述核能，作为人类在20世纪所掌握的一种新型能源形式，是指原子核内部蕴藏的巨大能量。
核安全专业实务2-7章
核安全专业实务第二章 铀（钍）矿与伴生放射性矿第一节 铀（钍)矿与伴生矿开采和加工的辐射防护和环境保护基本要求铀 1789—克拉普罗特（德国）发现铀矿，为纪念Uranus（天王星）定名Uranium（铀）；1896 —贝克勒尔（法国）发现铀具有放射性；1902 —居里夫妇从铀矿提取镭；1939—汉恩(法国)发现铀裂变；1942 —费米(美国)反应堆；1945—美国原子弹；1954 —苏联核电站、原子能破冰船；1955—美国建造鹦鹉核潜艇至今222年。
矿石中的铀（钍）含量达到工业开采品位（0.05%‐1.0%）要求的，并以开采和提炼铀（钍）金属为目的的矿山叫铀矿或钍矿。
共生放射性矿是指含有较高天然放射性核素（铀或钍）含量，并已达到工业开采品位要求的非铀（钍）矿。
伴生放射性矿是指含有较高天然放射性核素（铀或钍）含量，但未达到工业开采品位要求的非铀（钍）矿。
核燃料循环系统：铀矿地质勘探—铀矿开采—铀选矿—铀水冶—铀纯化（精制）—铀转化—铀浓缩（富集）—元件制造—反应堆—乏燃料的储存,乏燃料后处理（铀、钚分离）,废物储存与处理、处置。
纯化工艺：铀化学浓缩液—硝酸溶解—过滤—萃取—酸洗—水洗—反萃取 —浓缩及脱硝—沉淀—固液分离—转化结晶—过滤—煅烧（880℃）—、U3O8产包装（核冷却—UO电级天然铀）国际天然铀交易通常都是用U3O8产品进行的，这是由于U3O8是铀化合物中最稳定的缘故。
辐射防护的目的：通过硬件、软件的建设和管理。
遵循辐射防护三原则：即实践正当性、防护最优化和个人剂量限值。
使铀（钍）矿山与伴生放射性矿生产的各项安全、卫生、防护指标满足国家和行业要求。
最终目的是保障在铀（钍）矿冶与伴生放射性矿生产劳动过程中工作人员及周围公众的生命安全和身体健康。
辐射防护和环境保护的任务：（1）实施生产全过程防护管理；（2）开展工作场所及环境的辐射及有害物监测（3）对各种防护设施使用和运行情况进行监督检查（4）检查国家和行业法规和标准的贯彻执行状况（5）防护技术知识的宣传和培训。
物理实验技术中的核物理实验方法与注意事项
物理实验技术中的核物理实验方法与注意事项在物理实验中，核物理实验是一种常见的实验方法。
核物理实验旨在研究原子核的性质和相互作用。
本文将讨论核物理实验方法以及在进行核物理实验时需要注意的事项。
一、核物理实验方法1. 核衰变实验核物理中的核衰变实验是研究核反应和放射性衰变的重要方法。
通过测量核衰变的速率和类型，可以推断出核反应过程中发生的粒子反应和变化。
2. 核共振实验核共振实验是通过对原子核或核系统施加外部电磁场或带电粒子束来研究核的谐振模式。
利用核共振实验可以得到核的能级结构和核磁矩等信息。
3. 核散射实验核散射实验是将带电粒子或伽玛射线轰击目标核，通过测量散射粒子的方向和能量，来研究核的结构和相互作用。
核散射实验可以提供有关核反应截面和核力的信息。
4. 核磁共振实验核磁共振实验是利用核磁共振现象来研究核的表面形状和内部结构。
通过对核磁共振实验的测量和分析，可以得到核的电荷分布和磁矩分布等信息。
二、核物理实验的注意事项1. 安全措施核物理实验中常常涉及放射性物质和粒子束，所以必须严格遵守实验室的安全规定。
在实验中应使用适当的防护措施，如穿戴防护服、佩戴防护眼镜等，避免与放射性或高能粒子直接接触。
2. 设备校准与调试在进行核物理实验之前，需要对实验仪器进行校准和调试。
这样可以确保实验结果的准确性和可靠性。
同时，还需要定期检修和维护实验设备，保证设备的正常运行。
3. 数据处理与分析核物理实验产生的数据量较大，需要进行有效的数据处理和分析。
在数据处理过程中，应注意减小误差，提高测量结果的精确度。
同时，还需要使用适当的数据分析方法，如均值、标准差等，来研究实验结果。
4. 实验过程的控制在进行核物理实验时，需要严格控制实验过程中的各种参数。
例如，调整粒子束的强度和能量，保持稳定的实验环境条件等。
这样可以保证实验的可重复性，并减小实验误差。
5. 结果的解释和讨论在核物理实验中，得到的结果需要进行解释和讨论。
原子核物理实验方法
第一章放射性测量中的统计学放射性事件与核事件，例如核衰变、带电粒子在介质中损耗能量产生电子—离子对、 射线或中子与物质相互作用产生带电粒子等，在一定时间间隔内事件发生的数目和某一事件发生的时刻都是随机的，即具有统计涨落性。
因此在实验测量中，一定时间内测到的核事件数目或某种核事件发生的时刻也总是随机的。
了解放射性事件随机性方面的知识，一方面可以检验探测器的工作状态是否正常，分析测量值出现的不确定性是出于统计性原因还是仪器本身有其他误差因素，另一方面可对所测得的计数值进行一些合理校正，给定正确的误差范围，这对以后分析掌握辐射探测器的性能，安排实验测量是很有必要的，本章着重讨论在放射性测量中常遇到的一些统计涨落问题。
第一节核衰变数和计数的统计分布在放射性测量中，即使所有实验条件都是稳定的，如源的放射性活度、源的位置、源与探测器间的距离、探测器的工作电压等都保持不变，在相同时间内对同一对象进行多次测量，每次测到的计数并不完全相同而是围绕某个平均值上下涨落，这种现象称为放射性计数的统计涨落。
这种涨落不是由观测者的主观因素（如观测不准确）造成的，也不是由测量条件变化引起的，而是微观粒子运动过程中的一种规律性现象，是放射性原子核衰变的随机性引起的。
在放射性核衰变中，N个原子核在某个时间间隔内衰变的数目n是不确定的，这就引0起了放射性测量中计数的涨落，它服从统计分布规律。
另一方面，原子核衰变发出的粒子能否被探测器所接收并引起计数，也有统计涨落问题，即探测效率的随机性问题。
下面我们根据数理统计的理论分别讨论其规律性。
一、核衰变的统计分布假定在0t =时刻有0N 个不稳定的原子核，在某一时间t 内将有一部分核发生衰变。
先考虑一个原子核的情形。
假如在某一短时间间隔 t ∆内放射性原子核衰变的概率t P ∆与此原子核过去的历史和现在的环境无关，则t P ∆正比于t ∆，因此t P t λ∆=∆比例常数λ是该种放射性核素的特征值，因为衰变与不衰变是两种互相排斥的事件，两者概率之和为1，所以该原子核经过t ∆未发生衰变的概率是11t t q P t λ∆∆=-=-∆若将时间t 分为许多很短的时间间隔t ∆，则/t t i ∆=，那末该原子核经过2t ∆未发生衰变的概率为：2(1)(1)(1)t t t λλλ-∆-∆=-∆经过t 时间后未发生衰变的概率为：(1)(1)i i t t iλλ-∆=- 令i →∞，则0t ∆→，我们有：lim[1()]i t i t e iλλ-→∞+-= 所以一个放射性原子核经过t 时间后未发生衰变的概率为t e λ-，那末对于0t =时刻的0N 个原子核，在经过t 时间后未发生衰变的原子核数目为：0t N N e λ-= 1.1放射性核衰变服从的三种最基本的分布规律，即二项式分布，泊松分布，高斯分布（正态分布）。
物理实验技术的核物理实验方法
物理实验技术的核物理实验方法导言物理实验技术在科学研究中起着重要的作用。
在核物理实验中，特定的技术方法被广泛应用，以研究和了解原子核的性质。
本文将探讨一些核物理实验中常用的技术方法和仪器。
一、加速器加速器是进行核物理实验的重要工具。
它们可以加速离子或粒子以极高的速度，使其能够和原子核产生碰撞，进而探索其内部结构。
加速器的一种常见类型是线性加速器，它可以通过电场和磁场的组合来加速带电粒子。
另一种常见的加速器是环形加速器，如质子同步加速器（PSA）和正负电子对撞机（LEP），它们可以以环形轨道加速粒子。
二、粒子探测器粒子探测器用于观察和记录加速粒子与其他粒子的相互作用，以获取有关物质结构和性质的信息。
探测器的设计和使用通常取决于实验目的和粒子类型。
例如，传统的核探测器如气体室和闪烁体用于探测带电粒子的径迹和能量沉积。
而对于产生次级粒子的碰撞实验，常使用闪烁体、核磁共振和半导体探测器。
三、核研究中的中性粒子探测器在核物理实验中，探测到的粒子不仅限于带电粒子，中性粒子也被广泛研究。
中子是最常见的中性粒子之一，它在核物理研究中具有重要价值。
传统的方法涉及中子的探测是利用中子的散射和吸收性质。
例如，关键中子检测器如聚乙烯或液体硼具有高中子截面，能够探测和测量中子的流量和能量。
四、核同步辐射技术核同步辐射技术是一种非常有用的无损分析方法，可以用于研究固体、气体和液体材料的结构和组成。
核同步辐射是通过将电子或正电子注入加速器环中，并让它们通过磁场进行同步加速来产生的。
这种技术可用于测量材料的X射线吸收和衍射光谱，从而研究材料的元素、晶体结构和电子结构。
五、核反应原理核反应是核物理实验中的重要方法之一。
在核反应中，原子核与其他核或粒子发生相互作用，从而产生新的核和放射性粒子。
核反应可通过热核反应、弹性、非弹性和中子俘获等方式进行研究。
常见的核反应实验方法包括中子衰变实验、质子和离子入射实验等。
结语物理实验技术在核物理研究中起着至关重要的作用。
核工程与核技术作业指导书
核工程与核技术作业指导书第1章核工程基础理论 (3)1.1 核反应堆物理 (3)1.1.1 核反应堆的基本工作原理 (3)1.1.2 中子与物质的相互作用 (3)1.1.3 核反应堆临界理论 (4)1.1.4 核反应堆物理设计 (4)1.2 核反应堆热工水力学 (4)1.2.1 热能传递基本原理 (4)1.2.2 流体力学基本原理 (4)1.2.3 核反应堆热力循环 (4)1.2.4 核反应堆热工设计 (4)1.3 核材料科学 (4)1.3.1 核燃料材料 (4)1.3.2 结构材料 (4)1.3.3 控制材料 (5)1.3.4 辐照效应 (5)第2章核电站设计与安全 (5)2.1 核电站设计原理 (5)2.1.1 核反应堆 (5)2.1.2 能量转换 (5)2.1.3 辅助系统 (5)2.1.4 防护与屏蔽 (5)2.2 核电站安全分析 (5)2.2.1 设计基准分析 (5)2.2.2 系统可靠性分析 (6)2.2.3 安全裕度分析 (6)2.2.4 应急计划 (6)2.3 核电站严重预防与缓解 (6)2.3.1 设计安全性 (6)2.3.2 设备可靠性 (6)2.3.3 安全监控系统 (6)2.3.4 严重缓解措施 (6)第3章核反应堆类型及关键技术 (6)3.1 压水堆核电站 (6)3.1.1 基本原理 (6)3.1.2 关键技术 (7)3.2 沸水堆核电站 (7)3.2.1 基本原理 (7)3.2.2 关键技术 (7)3.3 高温气冷堆核电站 (7)3.3.1 基本原理 (7)第4章核燃料循环 (8)4.1 核燃料的提取与制备 (8)4.1.1 提取方法 (8)4.1.2 制备过程 (8)4.2 核燃料的利用与后处理 (8)4.2.1 核燃料利用 (8)4.2.2 核燃料后处理 (8)4.3 核废物处理与处置 (8)4.3.1 核废物处理 (8)4.3.2 核废物处置 (8)第5章核电站运行与维护 (9)5.1 核电站运行原理 (9)5.2 核电站运行监控 (9)5.3 核电站设备维护 (9)第6章核电站辐射防护 (10)6.1 辐射防护基础 (10)6.1.1 辐射类型及危害 (10)6.1.2 辐射防护原则 (10)6.1.3 辐射防护标准 (10)6.2 辐射防护措施 (10)6.2.1 设计阶段的辐射防护 (10)6.2.2 运行阶段的辐射防护 (10)6.2.3 维修与退役阶段的辐射防护 (11)6.3 辐射防护监测与评价 (11)6.3.1 辐射监测 (11)6.3.2 辐射评价 (11)6.3.3 辐射防护管理体系 (11)第7章核电站质量保证与安全管理 (11)7.1 核电站质量保证体系 (11)7.1.1 质量保证体系概述 (11)7.1.2 质量保证体系构建 (11)7.1.3 质量保证体系实施 (12)7.2 核电站安全管理 (12)7.2.1 安全管理概述 (12)7.2.2 安全管理体系构建 (12)7.2.3 安全管理体系实施 (12)7.3 核电站应急预案与应急响应 (12)7.3.1 应急预案概述 (13)7.3.2 应急预案编制 (13)7.3.3 应急响应实施 (13)第8章核电站经济性分析 (13)8.1 核电站投资与成本分析 (13)8.1.1 投资构成 (13)8.2 核电站电价与市场分析 (13)8.2.1 电价制定原则 (13)8.2.2 市场分析 (14)8.3 核电站经济性评价 (14)8.3.1 评价指标 (14)8.3.2 评价方法 (14)8.3.3 影响因素 (14)第9章核能发展现状与前景 (14)9.1 我国核能发展现状 (14)9.2 国际核能发展动态 (15)9.3 核能发展前景与挑战 (15)第10章核工程技术创新与发展 (15)10.1 核工程新技术 (15)10.1.1 先进反应堆技术 (15)10.1.2 核燃料循环技术 (16)10.1.3 核安全与防护技术 (16)10.2 核工程技术创新趋势 (16)10.2.1 数字化与智能化 (16)10.2.2 资源整合与协同创新 (16)10.2.3 绿色环保与可持续发展 (16)10.3 核工程可持续发展策略与实践 (16)10.3.1 政策法规与标准体系 (16)10.3.2 科技创新与人才培养 (16)10.3.3 社会责任与公众参与 (16)10.3.4 国际合作与交流 (17)第1章核工程基础理论1.1 核反应堆物理核反应堆物理是研究核反应堆中中子与物质的相互作用及其控制的基础科学。
核技术实验报告
一、实验目的1. 熟悉核技术的基本原理和应用。
2. 掌握核辐射剂量测量的方法。
3. 了解放射性物质的特性及其对环境和生物的影响。
4. 培养安全操作放射性物质的能力。
二、实验原理核技术是利用原子核的特性和相互作用来研究和解决各种问题的技术。
本实验主要涉及以下原理：1. 放射性衰变：放射性物质会自发地发射粒子或电磁辐射，这种衰变过程遵循放射性衰变定律。
2. 放射性测量：通过测量放射性物质的辐射强度，可以确定其活度和衰变常数。
3. 剂量测量：放射性物质对生物体造成的伤害可以通过剂量来衡量，剂量单位为戈瑞（Gy）。
4. 辐射防护：通过合理的设计和操作，可以减少放射性物质对环境和生物的危害。
三、实验器材1. 放射性样品：镭（Ra-226）、钍（Th-232）、铀（U-238）等。
2. 放射性剂量计：盖革-米勒计数器、剂量率仪等。
3. 放射性防护用品：防护服、手套、口罩、护目镜等。
4. 实验室设备：天平、计时器、计数器等。
四、实验步骤1. 样品准备：称取一定量的放射性样品，放入计数器中。
2. 测量放射性活度：使用盖革-米勒计数器测量样品的放射性活度，记录数据。
3. 测量放射性剂量：使用剂量率仪测量样品的放射性剂量，记录数据。
4. 数据分析：根据实验数据，计算样品的活度和衰变常数，分析放射性物质的特性。
5. 辐射防护：在实验过程中，严格按照操作规程，佩戴防护用品，确保人身安全。
五、实验结果与分析1. 放射性活度测量结果：样品的放射性活度分别为：镭（Ra-226）0.5 Bq，钍（Th-232）1.2 Bq，铀（U-238）2.5 Bq。
2. 放射性剂量测量结果：样品的放射性剂量分别为：镭（Ra-226）0.02 Gy/h，钍（Th-232）0.05 Gy/h，铀（U-238）0.1 Gy/h。
3. 数据分析：根据放射性衰变定律，计算样品的衰变常数，得出以下结果：- 镭（Ra-226）：衰变常数λ = 0.693 / 1600 = 4.345 × 10^-4 s^-1- 钍（Th-232）：衰变常数λ = 0.693 / 1382 = 5.018 × 10^-4 s^-1- 铀（U-238）：衰变常数λ = 0.693 / 4.47 × 10^9 = 1.55 × 10^-10s^-1通过实验结果可以看出，放射性物质的活度和衰变常数与其放射性种类密切相关。
核试验方法课件
研究射线与物质的相互作用，在原子和原子核物理、固体物 理、核辐射探测和防护、核技术应用和核能利用等许多领域中 有着重要的意义。对许多有关物理现象的分析、解释，以及在 应用和研究工作中实验方案和方法的确定，都要以此为基础。 因此，射线与物质的相互作用，是核物理工作者和从事载能粒 子束研究与应用工作者必须深入了解和熟练掌握的基础知识。
WX WY aM X aM X bM Y bM Y aM X bM Y
（2.13）
Байду номын сангаас
M是原子质量。
4.核阻止本领 核阻止就是入射粒子与靶物质原子核的弹性碰撞引起的能 量损失。采用前面计算电子组织本领相类似的步骤，得到了核 阻止本领如下：
dE 4z 2 e 4 NZ 2 ( )n Ln 2 dx m2 v
设带电粒子质量为m，电荷ze，入射能量E，速度v;靶物质中 的“自由电子”的质量m0，电荷-e。按经典处理方法，用碰撞 参量来描述入射带电粒子与这个电子之间的弹性碰撞。
设带电粒子在离电子的垂直距离为b(碰撞参数)的ox方向射入 靶物质时（如图2.1所示），靶物质中的电子就受到库仑力作用 而发生入射粒子与电子之间的能量转移。 当带电粒子离开电子的距离为r时， 电子受到的库仑力为
(2.2)
于是，碰撞参量为b时，入射带电粒子与单个电子碰撞而 损失掉的能量，也就是转移给电子的动能应该是：
Eb
Py2 2m0
2 z 2e 4 m0 v 2b 2
(2.3)
要进一步计算入射粒子在靶物质中与许多电子发生这样的 碰撞所引起的能量损失，必须对碰撞参量为b的所有电子求和， 并对所有的碰撞参量b求和。
中的电子或靶原子核。所以入射粒子穿过靶物质时，要与靶物质的原子核和核外
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2.4.4 正电子与物质的相互作用
特点：高速正电子进入物质后很快被慢化，在正电子径迹
末端遇见负电子即发生湮没，放出γ光子。
或是与一个负电子结合在一起，形成正电子素，衰变后转变 成电磁辐射。
能量守恒
h1h2 2m0c2
其中hv为光子能量，m0c2为电子静止能量
动量守恒
h1 c
h2 c
2）入射能量越低，及靶物质原子序数越大，散射也就越厉害。
反散射：多次碰撞→ →多次散射，经多次散射，对于β粒子最后
散射角大于90°的情况称为“反散射”。
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10
单能物质在不同靶物质上的反射系数（垂直入射时）
（纵坐标Ƞ为反射电子与入射电子的强度之比）
低能电子在高原子序数Z厚样品物质上的反射系数高达50%以上。
两个湮没光子能量相同
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16
第5节 用
γ射线与物质相互作
一、γ射线与物质相互作用的一般特性
二、光电效应
1、光电子的能量 2、光电截面 3、光电子的角分布
三、康普顿效应
1、散射光子和反冲电子的能量与散射角的关 系
2、康普顿散射的截面和角分布
3、反冲电子的能谱和角分布
四、电子对效应
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结论： 1）辐射能量损失率 与z2成正比，与m2成反比
1
1
m e73m 00 m e18m 3p6
速度相同的情况下，α粒子和质子的轫致辐射是电子的10-6 对于比质子更重的带电粒子的辐射能量损失完全可以忽略不计
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8
2）辐射能量损失率 与Z2成正比
用重元素作靶物质时，易于发生轫致辐射 当要吸收、屏蔽β射线时，不宜选用重材料
运动轨迹：不再是直线，而是十分曲折
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3
2.4.1 电子的能量损失
1、电离损失（与原子核外电子发生非弹性碰撞）
低能时：
ddExe 4 m0ve2 4NZln 2Im0 2v21.2329
高能时：应考虑相对论效应
ddExe 2 m0ve2 4NZl 1 n 2I2 m1 0v2 2E 28 1 1 l2 n 121 2212
β粒子的比电离
值较小
电离本领较弱
例如：
4MeVα粒子 在水中每微米产生3000对电子正离子对
1MeVβ粒子 在水中每微米产生 5对电子正离子对
结果（与α相比）：
电离本领弱、穿透力强
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6
2、辐射损失（与原子核发生非弹性碰撞）
带电粒子接近原子核时，受核库伦场作用速度迅速减低，会
以电磁波（光子）的形式辐射出来
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14
在实际工作中, 常使用经验公式计算β射线的射程
0.15MeV E max 0.8MeV时
R
0.407E
1.38
max
E max 0.8MeV时
R
0.542E max 0.133
射程的单位为 质量厚度 mg/cm2
1、避免线性厚度带来的误差 2、比较粒子穿过不同吸收物 质时的情况
3）辐射能量损失率与E成正比
电子能量低时，电离辐射占优势；
能量高时，辐射损失变得重要。
在相对论区，二者之比为：
dEdxrad dEdxion
ZE 800
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9
2.4.2
电子的散射
β粒子与靶物质原子核库伦场作用时，只改变运动方向，
而不辐射能量这种过程称为
弹性散射
1）电子的质量小，因而散射角可以很大（与α粒子相比，β粒子的 散射大得多），而且会发生多次散射，最后偏离原来的入射方向。
轫致辐射
z 2Z 2 m2
电磁辐射的强度正比于振幅的平方（
）
轫致辐射的能量损失率：
dEdxr
z2Z2 m2
NE
（m为入射粒子质量，E为入射粒完子整版能课量件p，pt z,Z分别为入射粒子的电荷数 7
对于电子有以下公式:
ddErxN1 ( E zm3 0 cz 1 4 ) e7 4( 4 lm2 n 0 E c23 4 )
实验中，宜用低Z物质做源的托架，以减少反射对测量结果的
影响。
收
吸收：β射线或单能电子束穿过一定厚度的物质时，其强度减弱的现象 原因：电离能量损失、辐射能量损失、散射 特点：运动路径曲折 路程>>射程 歧离效应较大
射程
单能电子束的吸收:粗略的是随厚度线性变化的。将其吸收曲线的 线性部分外推到零，来定出点子的射程——外推射程R0 。
第二章 射线与物质的相互作用
第4节 β射线与物质的相互作用 第5节 γ射线与物质相互作用
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1
第4节 用
β射线与物质的相互作
一、电子的能量损失
1、电离损失 2、辐射损失
二、电子的散射
三、β射线的射程和吸收
四、正电子与物质的相互作用
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2
β粒子的特点
β粒子 ：高速运动的电子 质量小 主要作用形式有： 电离能量损失、辐射能量损失、多次散射
其中E为入射电子的动能（总能量—静止能量）
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4
1) 差别仅在与方括号内的第二项(修正项)
2) (-dE/dx)e与粒子的速度v2成反比 相同能量时：
Ve >>Vα
子要小得多
β粒子的电离损失率比α粒
射线穿透物质的本领比α粒子大得多
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5
3) β粒子的电离本领较弱
电离损失率 β粒子<< α粒子
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12
β粒子在穿过物质时的总的能量损失率比α粒子小
所以：β粒子的射程>α粒子的射程
穿透力强
β射线能量分布是连续的、没有确定的射程，
用最大射程表示
RmaxEmax
最大射程：按照吸收曲线变化趋势外推到原始计数 率（扣除本底）的万分之一处，对应的吸收的厚度。
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13
β粒子、α粒子的吸收曲线：
17
2.5.1
γ射线与物质相互作用的一般特性
γ射线：波长极短的电磁波 能 量：天然放射性核素放射出来的γ射线能量
几KeV~几MeV
E 30MeV时
光电效应 康普顿效应 电子对效应
相干散射
E : 100KeV ~ 30MeV 光致核反应
完整版核课件共ppt振反应
贡献小于1%
18
γ射线与物质相互作用 用作用几率来描述
截面 σ：一个入射光子与单位面积上一个
靶原子发生相互作用的概率。 γ射线与物质发生不同的相互作用都具有一定的
概率，仍用截面这个物理量来表示作用概率的大小。 而且，总截面等于各作用截面之和，即：
ph c p
光电效应截面 康普顿效应截面
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电子对效应截面
19
2.5.2
光电效应