核电子学与核辐射仪器(部分答案)第三章
核辐射探测器与核电子学期末复习题
《核辐射探测器与核电子学》期末考试复习题填空题（20分，每小题2分）a 粒子与物质相互作用的形式主要有以下 两种： 激发、电离Y 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B 射线与物质相互作用的主要形式有以下 四种： 激发、电离、形成离子对、形成电子 -空穴对、轫致辐射由Nal （TI ）组成的闪烁计数器，分辨时间约为：几卩s ;G - M 计数管的分辨时间大约为：一百卩s 。
电离室、正比计数管、 G-M 计数管输岀的脉冲信号幅度与 入射射线的能量 成正比。
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岀的脉冲幅度离散性增大由ZnS （Ag ）组成的闪烁计数器，一般用来探测 a 射线的强度由NaI （Tl ）组成的闪烁计数器，一般用来探测 丫、X 射线的能量、强度、能量和强度 电离室一般用来探测 a 、B 、Y 、X 、重带电粒子 射线的 能量、强度、能量和强度 。
正比计数管一般用来探测 B 、Y 、X 射线的 能量 G - M 计数管一般用来探测 a 、B 、Y 、 X 射线的 强度金硅面垒型半导体探测器一般用来探测 亠射线的能量、强度、能量和强度Si （Li ）半导体探测器一般用来探测 a 、B 、Y 、 X 射线的 能量、强度、能量和强度 HPGe 半导体探测器一般用来探测a 、B 、Y 、 X 、带电粒子、重带电粒子 射线的 能量对高能Y 射线的探测效率则主要取决于 探测器的有效体积 对低能Y 射线的探测效率则主要取决于 “窗”的吸收 G - M 计数管的输出信号幅度与工作电压无关。
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 前置放大器的 两个主要作用是：提高信-噪比、阻抗匹配 。
谱仪放大器的 两个主要作用是：信号放大、脉冲成形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噪声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谱仪放大器的线性指标包括： 积分非线性INL 、微分非线性DNL名词解释及计算题（10分，每小题5分）能量分辨率：表征Y 射线谱仪对能量相近的Y 射线分辨本领的参数，可用全能峰的半高宽度 FWHM 或相对半高宽度表示探测效率：定义为探测器输岀信号数量 （脉冲数）与入射到探测器（表面）的粒子数之比 仪器谱：由仪器（探测器）探测（响应）入射射线而输出的脉冲幅度分布图，是一连续谱 能谱：脉冲幅度经能量刻度后就可以得到计数率1.2.3. 4. 5. 6.7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.22.23.24.25.26.、1. 2. 3. 4. 5. 6.全能峰：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谱峰逃逸峰：若光电效应在靠近晶体表面处发生，则X射线可能逸岀晶体，相应的脉冲幅度所对应的能量将比入射光子能量小，这种脉冲所形成的峰称为全能峰7. 特征峰：许多放射源本身具有特征X射线它们在能谱上形成的峰为特征X射线峰8. 分辨时间：第一个脉冲开始到第二个脉冲幅度恢复到Vd的时间，该时间内探测器无法记录下进入计数管的粒子9. 死时间：入射粒子进入计数管引起放电后，形成了正离子鞘，使阳极周围的电场削弱，终止了放电。
核电子学习题解答e
核电子学习题解答第一章第二章第三章第四章第五章第六章第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。
1.4 当探测器输出等效电流源时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R0C0<<τ的情况。
V0(s) = I0(s)·[R0∥(1/sc)]= I0[1/(s+1/τ)]·[R0(1/sc0)/( R0+(1/sc0))=( I0/ c0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R0 c0)]}∴当R0 c0<<τ时，τ－R0 c0≈τ∴1.5 如图，设，求输出电压V(t)。
1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η (FWHM)NE不是1.7 设探测器反向漏电流ID=10-8A，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于ID的比值。
1.8 试计算常温下（设T=300K）5MΩ电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz），并与1MHz能量在20pF电容上的输出幅值作比较。
∵∴1.9U求单个矩形脉冲f（t）通过低通滤波器，RC=T，RC=5T，及RC=T/5，时的波形及频谱。
1.10 电路中，若输入电压信号Vi（t）=δ（t），求输出电压信号V0（t），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
由，得：1.12 设一系统的噪声功率谱密度为，当此噪声通过下图电路后，求A点与B点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
对A点：,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）求Vo(t)的一般表达式（2）当Cf=1pF, Rf=109Ω时，画出大致波形并与Rf→∞时作比较。
电荷灵敏前置放大器A
探测器中的噪声
半导体探测器是反向偏置的PN结，其中存在着三种噪声源。 •并联电阻Rp的热噪声，Rp是耗尽层或补偿层的电阻 •串联电阻Rs的热噪声，Rs为探测器非灵敏区的材料体电阻 与引线电阻之和 •探测器漏电流ID的散粒噪声
iD CD Rp
Rs
vo(t)
对于面垒型探测器，Rp约为108-109Ω，在低温下工作的P-I-N 探测器， Rp可达1012Ω或更高。通常Rp比前置放大器或探测器 的偏置电阻大很多，因此， Rp及其热噪声可以忽略。 串联电阻Rs的影响虽然比Rp大，但是对性能良好的探测器来说 Rs也可忽略。
R1
iD(t) R C -高压
探测器和放大器 距离要足够短， 避免震荡
Z0 A
+
vo(t ) iD(t )R1
前置放大器的特点与选择（重点）
前放种类
电压灵敏 前放
特点
VoM=Q/Ci 电压幅度稳定 性较差 VoM=Q/Cf 电压幅度稳定 性较好 V(t)=Ri(t) 电压波形与探 测器电流相同
应用
慢计数系统、 能量分辨要求 较低的能谱测 量系统 能量分辨要求 较高的能谱测 量系统 快计数系统、 时间测量系统
注意事项
电荷灵敏 前放 电流灵敏 前放
系统的时间分辨本领除了与 所用探测器有关外，前放的 噪声也必须加以考虑。一般 情况下，前放上升时间选为 探测器上升时间的0.5-2倍之 间。
在实际应用中，选择前放要根据探测器的种类来 决定前放种类，同时注意前放上升时间应远小于 后面成形电路的成形时间。前放选定后，它和探 测器的连接要尽可能近，连接端要接触良好，电 缆要尽可能短。
输出电压的稳定性
当A0>>1时 则Ci 、A0分别变化时，有
核电子技术原理 (王芝英 着) 原子能出版社 部分课后答案
（1）求 Vo(t)的一般表达式 （2）当 Cf=1pF, Rf=109Ω时，画出大致波形并与 Rf→∞时作比较。
（1）
⎛
⎞
⎛
∵VO ( s) = −Q ⎜⎜⎝ Rf
1 //
sC f
⎞Q ⎟⎟⎠ = − C f
⎜ ⎜
1
⎜ ⎜ ⎝
s
+
1 Rf C
f
⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠
( ) ∴VO
t
=
Q
−t
e RfCf
核电子学习题解答
第一章 第三章 第五章
第二章 第四章 第六章
第一章
1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信 号的特点来说明。
在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非 等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。
1.4 当探测器输出等效电流源 io (t) = I0 ie−t /τ 时，求此电流脉冲在 探测器输出回路上的输出波形并讨论 R0C0<<τ的情况。
3.7 试说明核信号通过图示的滤波成型电路后得到什么，失去什么， 画出图形。
得到能量信息，失去了时间信息。 极零相消，两次无源积分，加两次有源积分。
3.8 说明弹道亏损的原因。
输入电流的脉冲宽度有限时，在信号的宽度内，电容 C 被充电，且通过 R 放电， 故产生弹道亏损。
3.9 什么是信号的峰堆积和尾堆积？对输出信号的幅度产生什么影 响？引起什么样的谱形畸变？
第三章
3.1 试论述放大器在核物理实验中的作用，对各个性能指标应如何协 调考虑？
放大器在核物理实验中主要有放大和成形作用。，且必须保持探测器输出的有用 信息。 对各个性能指标应从能量测量和时间测量分别考虑。
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。
核电子学与核仪器
1．说明：核辐射探测器辐射探测器是将入射射线的信息(能量、强度、种类等)转换成电信号或其它易测量信号的转换器，即传感器或换能器。
是用来对核辐射和粒子的微观现象，进行观看和研究的传感器件﹑装置或材料。
2．核辐射探测的要紧内容有哪些？辐射探测的要紧内容有：记录入射粒子的数量(射线强度)，测定射线的种类，确信射线的能量等。
应用要求不同，探测的内容可能不同，利用的辐射探测器也可能不同。
3．常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类？常见的辐射探测器，按工作原理可分成以下几类:①利用射线通过物质产生的电离现象做成的辐射探测器，例如，电离室、半导体探测器等。
②利用射线通过物质产生荧光现象做成的探测器，例如，闪烁计数器。
③利用辐射损伤现象做成的探测器，例如，径迹探测器。
④利用射线与物质作用产生的其他现象，例如，热释光探测器。
⑤利用射线对某些物质的核反映、或彼此碰撞产生易于探测的次级粒子做成的探测器，例如，中子计数管。
⑥利用其他原理做成的辐射探测器。
4．闪烁计数器由哪几个部份组成？答：闪烁计数器由闪烁体和光电倍增管等组成。
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？入射射线强时，单位时刻内产生的脉冲数就多一些；入射粒子能量大时，产生的光子就多，脉冲幅度就大一些，从这些情形即可测知射线的强度与能量。
6．对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求？①闪烁体应该有较大的阻止本领，如此才能使入射粒子在闪烁体中损耗较多的能量，使其更多地转换为光能，发出较亮的闪光。
为此，闪烁体的密度及原子序数大一些对测量γ射线是适合的。
②闪烁体应有较大的发光效率(也称转换效率)。
③闪烁体对自己发出的光应该是透明的，如此，闪烁体射出的光子能够大部份(或全数)穿过闪烁体,抵达其后的光电倍增管的阴极上，产生更多的光电子。
④闪烁体的发光时刻应该尽可能短。
闪烁体的发光时刻越短，它的时刻分辨能力也就越强，在必然时刻距离内，能够观测的现象也就更多，能够幸免信号的重叠。
核电子学习题解答汇总
习题解答第一章绪论1、核信息的获取与处理主要包括哪些方面的？①时间测量。
核信息出现的时间间隔是测定核粒子的寿命或飞行速度的基本参数，目前直接测量核信息出现的时间间隔已达到皮秒级。
②核辐射强度测量。
核辐射强度是指单位时间内核信息出现的概率，对于低辐射强度的测量，要求测量仪器具有低的噪声本底，否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。
对于高辐射强度的测量，由于核信息十分密集，如果信号在测量仪器中堆积，有可能使一部分信号丢失而测量不到，因此要求仪器具有良好的抗信号堆积性能。
对于待测核信息的辐射强度变化范围很大的情况(如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍)，如测量仪器的量程设置太小，高辐射强度的信号可能饱和；反之，如量程设置太大，低辐射强度的信号又测不到，因此对于这种场合的测量则要求测量仪器量程可自动变换。
③能谱测量。
辐射能谱上的特征是核能级跃迁及核同位素差异的重要标志，核能谱也是核辐射的基本测量内容。
精确的能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特，并具有抑制计数速率引起的峰位和能量分辨力变化等性能。
④位置测量。
基本粒子的径迹及空间位置的精确测定是判别基本粒子的种类及其主要参数的重要手段。
目前空间定位的精度可达到微米级。
⑤波形测量。
核信息波形的变化往往反映了某些核反应过程的变化，因此核信息波形的测量是研究核爆炸反应过程的重要手段，而该波形的测量往往是单次且快速(纳秒至皮秒级)的。
⑥图像测量。
核辐射信息的二维空间图像测量是近年来发展起来的新技术。
辐射图像的测量方法可分为两类：第一种是利用辐射源进行透视以摄取被测物体的图像；第二种是利用被测目标体的自身辐射(如裂变反应产生的辐射)以反映目标体本身的图像。
图像测量利用计算机对摄取的图像信息进行处理与重建，以便更准确地反映实际和提高清晰度。
CT技术就是这种处理方法的代表。
2、抗辐射加固主要涉及哪些方面？抗辐射加固的研究重点最初是寻找能减弱核辐射效应的屏蔽材料，后来在电路上采取某些抗辐射加固措施，然后逐渐将研究重点转向对器件的抗辐射加固。
核电子学习题解答
习题解答第一章绪论1、核信息的获取与处理主要包括哪些方面的？①时间测量。
核信息出现的时间间隔是测定核粒子的寿命或飞行速度的基本参数，目前直接测量核信息出现的时间间隔已达到皮秒级。
②核辐射强度测量。
核辐射强度是指单位时间内核信息出现的概率，对于低辐射强度的测量，要求测量仪器具有低的噪声本底，否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。
对于高辐射强度的测量，由于核信息十分密集，如果信号在测量仪器中堆积，有可能使一部分信号丢失而测量不到，因此要求仪器具有良好的抗信号堆积性能。
对于待测核信息的辐射强度变化范围很大的情况（如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍），如测量仪器的量程设置太小，高辐射强度的信号可能饱和；反之，如量程设置太大，低辐射强度的信号又测不到，因此对于这种场合的测量则要求测量仪器量程可自动变换。
③能谱测量。
辐射能谱上的特征是核能级跃迁及核同位素差异的重要标志，核能谱也是核辐射的基本测量内容。
精确的能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特，并具有抑制计数速率引起的峰位和能量分辨力变化等性能。
④位置测量。
基本粒子的径迹及空间位置的精确测定是判别基本粒子的种类及其主要参数的重要手段。
目前空间定位的精度可达到微米级。
⑤波形测量。
核信息波形的变化往往反映了某些核反应过程的变化，因此核信息波形的的。
测量是研究核爆炸反应过程的重要手段，而该波形的测量往往是单次且快速（纳秒至皮秒级）⑥图像测量。
核辐射信息的二维空间图像测量是近年来发展起来的新技术。
辐射图像的测量方法可分为两类：第一种是利用辐射源进行透视以摄取被测物体的图像；第二种是利用被测目标体的自身辐射（如裂变反应产生的辐射）以反映目标体本身的图像。
图像测量利用计算机对摄取的图像信息进行处理与重建，以便更准确地反映实际和提高清晰度。
CT 技术就是这种处理方法的代表。
2、抗辐射加固主要涉及哪些方面？抗辐射加固的研究重点最初是寻找能减弱核辐射效应的屏蔽材料，后来在电路上采取某些抗辐射加固措施，然后逐渐将研究重点转向对器件的抗辐射加固。
6-3 γ能谱测量
6.3 γ能谱测量核反应及核衰变生成的原子核常处于激发态，处于激发态核由高能级向低能级跃迁时会放射出γ射线，即γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态或基态时所发出的一种辐射，辐射的能量由原子核跃迁前后两能级的能量差决定。
γ射线的能量与原子核激发态的能级密切相关，测量γ射线能量可确定原子核激发态能级，这对确定原子核衰变纲图，放射性分析、同位素应用等方面有重要意义，也是了解原子核的结构、获得原子核内部信息的重要途径。
γ射线能量测量是利用γ线与探测器相互作用产生次生电子，测得次生电子能量并绘出次生电子按能量分布的谱，即所谓γ射线“能谱”，求得该γ射线能量。
一、实验目的(1) 了解闪烁探测器的结构、原理。
(2) 掌握NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法。
(3) 了解核电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理。
二、实验原理1、NaI(Tl)闪烁探测器概述核辐射与某些物质相互作用会使其电离、激发而发射荧光，闪烁探测器就是利用这一特性来工作的。
下图是闪烁探测器组成的示意图。
首先简要介绍一下闪烁探测器的基本组成部分和工作过程。
图6.3.1 闪烁探测器的装置示意图闪烁探测器有闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器三个主要部分组成。
上图中探测器最前端是一个对射线灵敏并能产生闪烁光的闪烁体，当射线(如γ、β)进入闪烁体时，在某一地点产生次级电子，它使闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子(一般光谱范围从可见光到紫外光，并且光子向四面八方发射出去)。
在闪烁体周围包以反射物质，使光子集中向光电倍增管方向射出去。
光电倍增管是一个电真空器件，由光阴极、若干个打拿极和阳极组成；通过高压电源和分压电阻使阳极、各打拿极和阴极间建立从高到低的电位分布。
当闪烁光子入射到光阴极上，由于光电效应就会产生光电子，这些光电子受极间电场加速和聚焦，在各级打拿极上发生倍增(一个光电子最终可产生104~109个电子)，最后被阳级收集。
第三章 核医学常用仪器
（二）应用
各种脏器静态显像，快速连续动态显像，附有特殊装置， 各种脏器静态显像，快速连续动态显像，附有特殊装置，可进行全身显像
二、SPECT
单光子计算机发射断层显像仪 single photon emission computed tomography David Kuhl1959年用 David Kuhl1959 1959年用 双探头的扫描机进行 断层扫描， 断层扫描，并进一步 研制和完善断层显像 仪器，使得SPECT SPECT和 仪器，使得SPECT和 PET成为核医学显像的 PET成为核医学显像的 主要方法 （一）结构与原理 组成： 上增加了支架旋转的机械部分、断层床、 组成：在高性能γ 相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、
（二）应用
各种脏器动静态断层显像及全身显像 。 为核医学最广泛应用的显像仪器， 为核医学最广泛应用的显像仪器，三级甲等医院必 备仪器。 备仪器。
符合线路SPECT 符合线路
一、结构与原理
主要由可变角双或三探头SPECT系统、符合线路探测技术和 系统、 主要由可变角双或三探头 系统 衰减校正装置， 衰减校正装置，可以进行正电子显像
优势
最大限度提高高能灵敏度 提高中能灵敏度 最大限度减少低能探测的散射作用
肺部肿物 前位 1英寸切割晶体符合线路 英寸切割晶体符合线路SPECT 英寸切割晶体符合线路 18F-FDG 显像（冠状面） 显像（冠状面） 后位
1英寸切割晶体符合线路 英寸切割晶体符合线路SPECT 英寸切割晶体符合线路 99mTc-MDP全身骨显像 全身骨显像
图像融合 是指不同图像 是指不同图像(SPECT, PET, CT, MRI)之间的空 之间的空
间配准或结合。利用各种成像方式的特点， 间配准或结合。利用各种成像方式的特点，为不同的影像提供 互补信息，增加图像质量，以期对临床诊断和治疗的定位、 互补信息，增加图像质量，以期对临床诊断和治疗的定位、观 察提供有效的方法。 察提供有效的方法。
核电子学习题解答
核电子学习题解答第一章1.1核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。
t/1.4当探测器输出等效电流源io(t)I0e时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R0C0<V0()=I0()·[R0∥(1/c)]=I0[1/(+1/τ)]·[R0(1/c0)/(R0+(1/c0))=(I0/c0)·{1/[(+1/τ)(+ 1/R0c0)]}∴ttI0R0R0C0V0(t)eeR0C01ttIRR0C000eeRC00当R0c0<ttR0C0V0(t)I0R0ee∴0tT/T，求输出电压V(t)。
tT01.5如图，设i(t)Q11TQ1eTI()eTT11H()c1Q1eTQ1Q1TV()e11cTcTcTQQt/QV(t)tteecTcTcTtTt1.6表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENVENCENNENEη(FWHM)NE 不是1.7设探测器反向漏电流ID=10-8A，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于ID的比值。
diD22IDedf5.661011AdiD25.66103ID1.8试计算常温下（设T=300K）5MΩ电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz），并与1MHz能量在20pF电容上的输出幅值作比较。
4kTdvdiRdfR22.88105VR22212ECV∵2∴V2E/C0.126V1.9求单个矩形脉冲f（t）通过低通滤波器，RC=T，RC=5T，及RC=T/5，时的波形及频谱。
tU0V0(t)1e(tT/2)/RC(1eT/RC)e(tT/2)/RCtT/2T/2tT/2tT/21.10电路中，若输入电压信号Vi（t）=δ（t），求输出电压信号V0（t），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
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。
2018版物理选修3-5教科版全套一体资料讲义：第三章 原
3放射性的应用、危害与防护[目标定位] 1.知道放射性的应用及放射性应用的形式.2.知道放射性的危害及对放射性的防护方法.一、放射性的应用1．利用射线的特性放射性元素放射的α射线、β射线及γ射线，由于特性不同，各有其不同的应用．(1)α射线带电，能量大，其电离作用很强，因此，可用来消除静电．(2)β射线一般作为测量手段使用，其原理是利用其穿过薄物或经过薄物反射时，由透射或反射后的衰减程度来测定薄物的厚度与密度．(3)γ射线穿透能力极强，比X射线要强很多倍．在工业上用来透视各种产品，以达到无损探伤的目的．γ射线对生物组织会产生物理、化学的效应，能引起生物体内DNA的变异，可用来培育良种，也可用来杀死癌细胞．2．作为示踪原子把放射性同位素的原子及其化合物通过物理或化学反应的方式掺到其他物质中，然后用探测仪器进行追踪，以了解放射性同位素在其他物质中的位置、数量、运动和迁移情况，这种使物质带有“放射性标记”的放射性原子称为示踪原子．示踪原子在工业、农业、医学等各个学科及实际生产生活中的用途十分广泛．3．利用衰变特性在考古学中，可以利用测定发掘物中146C放射性元素的含量，来确定它的年代．4．其他应用在地质学上，利用射线勘探矿藏．二、放射性的危害与防护1．放射性污染的主要来源在自然界中，存在于人体身边的放射性来源众多，包括天然的和人工产生的．前者主要由两部分组成：一是来自地壳表面的天然放射性元素以及空气中氡等产生的放射线；二是来自空间的宇宙射线．人工放射线的来源主要是医疗、核动力以及核武器试验中的放射线．2．放射线对人体组织造成的伤害，主要是由于射线对原子和分子产生作用，这种作用将导致细胞损伤，甚至破坏人体DNA的分子结构．3．放射性的防护其基本方法有：(1)距离防护；(2)时间防护；(3)屏蔽防护；(4)仪器监测．预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中一、放射性同位素及其应用1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．人造放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制．(2)可以制成各种所需的形状．(3)半衰期很短，废料容易处理．3．放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等．(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．【例1】(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的()A．γ射线探伤仪B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C．利用钴60治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律答案BD解析A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、D是利用示踪原子．借题发挥利用放射性同位素作示踪原子一是利用了它的放射性，二是利用放射性同位素放出的射线．针对训练1正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像．根据PET原理，回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是()A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应________．(填“长”或“短”或“长短均可”)答案(1)158O→157N＋0＋1e，0＋1e＋0－1e→2γ(2)B(3)短解析(1)由题意得：15O→157N＋0＋1e，0＋1e＋0－1e→2γ8(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，B对．(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该很短．二、放射性的污染与保护贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物会长期危害环境，下列关于残留物长期危害环境的理由，正确的是()A．爆炸后的弹片存在放射性．对环境产生长期危害B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害C．铀235的衰变速度很快D．铀238的半衰期很长答案AD解析23892U能发生衰变，其衰变方程为23892U―→23490Th＋42He，其半衰期为4.5亿年，234Th也能发生衰变，衰变产生的射线对人体都有伤害，故正确答案为A、D.90针对训练2(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期答案AD解析γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误.放射性同位素的应用1．在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害，自从发现放射线之后，则可以利用放射线进行探测，这是利用了()A．原子核在α衰变中产生的42HeB．β射线的带电性质C．γ射线的贯穿本领D．放射性元素的示踪本领答案 C解析γ射线的贯穿本领极强，可以用来进行金属探伤，故正确答案为C.2．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害答案 D解析利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离成为导体，将静电消除，A错．γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错．作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，C错．用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D对．3．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是()A．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是图1(2)图1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做____________．答案(1)B(2)β(3)示踪原子解析(1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电荷电性相反的离子相互中和，从而使验电器所带电荷消失．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨．β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨．(3)把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质．这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子.(时间：60分钟)题组一放射线的应用1．如图1所示，x为未知放射源，它向右方发出射线，放射线首先通过一张黑纸P，并经过一个强电场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子数是一定的，现将黑纸移开，计数器单位时间内记录的射线粒子数明显增加，然后再将强电场移开，计数器单位时间内记录的射线粒子数没有变化，则可以判定x可能为()图1A．α及γ放射源B．α及β放射源C．β及γ放射源D．γ放射源答案 A解析此题要考查α射线、β射线、γ射线的穿透本领、电离本领大小．黑纸P 可以把α射线挡住，如果有β射线，那么在撤去电场后，显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数应该明显增加，而电场对γ射线没有影响，因此含有α射线和γ射线．故正确答案为A.2．(多选)关于放射性同位素，以下说法正确的是()A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得D．以上说法均不对答案AB解析放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确，大部分放射性同位素都是人工转变后获得的，C、D错误．3．(多选)2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100 m的海底，“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视．几十年来人们向巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用．其原因有()A．铀、钚等核废料有放射性B．铀、钚等核废料的半衰期很短C．铀、钚等重金属有毒性D．铀、钚等核废料会造成爆炸答案 AC解析 放射性对人体组织、生物都是有害的，核废料的主要污染作用是其放射性，且其半衰期长，在很长时间内都具有放射性，另外核废料中有大量重金属，但不会自发爆炸，所以选项A 、C 正确．4．(多选)近几年，我国γ刀成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”，进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( ) A ．γ射线具有很强的贯穿本领 B ．γ射线具有很强的电离作用 C ．γ射线具有很高的能量 D ．γ射线能很容易地绕过阻碍物 答案 AC解析 γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小．γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用γ射线的高能杀死肿瘤细胞．故选项A 、C 正确．5．(多选)用计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是( )A ．放射源射出的是α射线B ．放射源射出的是β射线C ．这种放射性元素的半衰期是5天D ．这种放射性元素的半衰期是2.5天 答案 AC解析 一张厚纸板几乎都能把射线挡住，说明射线为α射线．因为每分钟的衰变次数与物质中所含原子核的数目成正比，10天后放射性元素的原子核个数只有原来的14，说明经过了两个半衰期，故半衰期为5天．题组二作为示踪原子6．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是()A．示踪原子B．电离作用C．催化作用D．贯穿作用答案 A解析用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示踪原子，故选项A正确．7．(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响答案BD解析同位素有相同的质子数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，即选项C错误；含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确．8．(1)1992年1月初，如图2美国前总统老布什应邀访日，在欢迎宴会上，突然发病昏厥，日本政府将他急送回国，回国后医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出病因．这是利用123I所放出的()图2A．热量B．α射线C．β射线D．γ射线(2)美国医生使用123I为布什总统诊断，使其很快恢复健康，可知123I的特性是()A．半衰期长，并可迅速从体内消除B．半衰期长，并可缓慢从体内消除C．半衰期短，并可迅速从体内消除D．半衰期短，并可缓慢从体内消除答案(1)D(2)C解析在α射线、β射线及γ射线中，γ射线穿透本领最大，123I的半衰期较短，可以迅速从体内消除，不至于因为长时间辐射而对身体造成损害．题组三综合应用9．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co 的衰变来验证，其核反应方程是6027Co―→A Z Ni＋0－1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0－1e的运动径e，那么衰变过程将违背迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1________守恒定律．(3)6027Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异．答案(1)6028(2)动量(3)基因突变解析(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：6027Co―→6028Ni＋0－1e＋νe，由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1 e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，就一定会违背动量守恒守律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．10．1934年，约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了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的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子．更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：2713Al＋42He―→3015P＋10n，这里的30P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的．15(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程；(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？答案(1)3015P―→3014Si＋0＋1e(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出正电子．解析(1)核反应方程为3015P―→3014Si＋0＋1e(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出正电子，核反应方程为11H―→10n＋ 0＋1e。
核电子学习题解答
习题解答第一章绪论1、核信息得获取与处理主要包括哪些方面得？①时间测量。
核信息出现得时间间隔就是测定核粒子得寿命或飞行速度得基本参数,目前直接测量核信息出现得时间间隔已达到皮秒级。
②核辐射强度测量。
核辐射强度就是指单位时间内核信息出现得概率,对于低辐射强度得测量,要求测量仪器具有低得噪声本底,否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。
对于高辐射强度得测量,由于核信息十分密集,如果信号在测量仪器中堆积,有可能使一部分信号丢失而测量不到,因此要求仪器具有良好得抗信号堆积性能。
对于待测核信息得辐射强度变化范围很大得情况(如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍),如测量仪器得量程设置太小,高辐射强度得信号可能饱与;反之,如量程设置太大,低辐射强度得信号又测不到,因此对于这种场合得测量则要求测量仪器量程可自动变换。
③能谱测量。
辐射能谱上得特征就是核能级跃迁及核同位素差异得重要标志,核能谱也就是核辐射得基本测量内容。
精确得能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特,并具有抑制计数速率引起得峰位与能量分辨力变化等性能。
④位置测量、基本粒子得径迹及空间位置得精确测定就是判别基本粒子得种类及其主要参数得重要手段、目前空间定位得精度可达到微米级。
⑤波形测量。
核信息波形得变化往往反映了某些核反应过程得变化,因此核信息波形得测量就是研究核爆炸反应过程得重要手段,而该波形得测量往往就是单次且快速(纳秒至皮秒级)得。
⑥图像测量、核辐射信息得二维空间图像测量就是近年来发展起来得新技术。
辐射图像得测量方法可分为两类:第一种就是利用辐射源进行透视以摄取被测物体得图像;第二种就是利用被测目标体得自身辐射(如裂变反应产生得辐射)以反映目标体本身得图像、图像测量利用计算机对摄取得图像信息进行处理与重建,以便更准确地反映实际与提高清晰度。
ＣＴ技术就就是这种处理方法得代表、2、抗辐射加固主要涉及哪些方面？抗辐射加固得研究重点最初就是寻找能减弱核辐射效应得屏蔽材料,后来在电路上采取某些抗辐射加固措施,然后逐渐将研究重点转向对器件得抗辐射加固。
原子核物理及核辐射探测学第一章-第三章习题参考答案
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 vc m m c E e 924003521511012222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-==；动能()MeV c vc 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 M045582236043944235236235==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。
原子核物理第三章课后习题答案解析
3-3. 60Co 是重要的医用放射性同位素，半衰期为5.26年，试问1g 60Co的放射性强度？100mCi 的钴源中有多少质量60Co解：放射性强度公式为：000.693,==t t A dN mA N e N N N e N N dt T Mλλλλλ--=-===其中，，，T 为半衰期，0A 231330.6930.69316.022*******.2636524360059.93384.1977810/1.13510t dN mA N e N N dt T M Ciλλλ-∴=-===⨯=⨯⨯⨯⨯⨯≈⨯≈⨯次秒 其中103.710/i C =⨯次核衰变秒，1039100 3.71010/i mC -=⨯⨯⨯⨯10010=3.7次核衰变秒，利用公式00.693t A dN mA N e N N dt T M λλλ-=-===，可知2390.6930.693 6.022*********.2636524360059.9338A m m A N T M ==⨯⨯=⨯⨯⨯⨯ 3.7解可得，-58.8141088.14m g g μ=⨯=3-5用氘轰击55Mn 可生成β-放射性核素56Mn ，56Mn 的产生率为8510/s ⨯，已知56Mn 的半衰期2.579h,试计算轰击10小时后，所生成的56Mn 的放射性强度。
解：利用放射性强度公式/(1)(12),P t t T A N P e P λλ--==-=-其中为核素的产生率。
可知生成的56Mn 的放射性强度为：/810/2.57988(12)510(12) 4.6610 4.6610t T A P Bq --=-=⨯⨯-≈⨯⨯次核衰变/秒=。
3-6已知镭的半衰期为1620a ,从沥青油矿和其他矿物中的放射性核素数目226()N Ra 与238()N U 的比值为73.5110-⨯，试求238U 的半衰期。
解：226Ra 和238U 为铀系放射性元素，2267238()=3.5110()N Ra N U -⨯∴ 子核半衰期远小于母核的半衰期，子核衰变快得多。
核电子学习题解答
核电子学习题解答核电子学习题解答第一章第二章第三章第四章第五章第六章第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。
1.4 当探测器输出等效电流源/0()t o i t I e τ-=时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R 0C 0<<τ的情况。
V 0(s) = I 0(s)·[R 0∥(1/sc)]= I 0[1/(s+1/τ)]·[R 0(1/sc 0)/( R 0+(1/sc 0)) =( I 0/ c 0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R 0 c 0)]} ∴0000000()1t t R CI R V t e e R C ττ--??=- ?-000000t t R C I R e e R C τττ--=- ? ?-?当R 0 c 0<<τ时，τ－R 0 c 0≈τ∴00000()t tR C V t I R e eτ--??=- ? ???1.5 如图，设/()0T i t θ?=?0t T t T ≤≤≥，求输出电压V(t)。
111()TsTs Q Q e I s e T s s T s ---??=-=11()1H s c s τ=+111()11Ts TsQ e Q Q V s ecT s cT cT s s τττττ---=-+++()()()/()t Tt Q Q Q V t s t s t e e s t cT cT cTτττττττ---∴=---+-1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η (FWHM)NE 不是1.7 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。
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幅度过载：放大器工作有一个线性范围，当超过这个线性范围很大时，放大器在一段时间内就不能正常工作，这种现象称为幅度过载。
计数率过载：由于计数率过高所引起的脉冲幅度分布的畸变。
区别：幅度过载使得放大器不能正常工作，在幅度过载期间，正常信号无法正常放大，从而产生误差；而计数率过载会造成信号的堆积，使谱线产生严重畸变。
3.12
高能量分辨率和高计数率谱仪放大器通过加入堆积拒绝电路来消除峰堆积现象。
加入堆积拒绝电路在计数率很高的时候不能提高谱仪放大器的计数率。
这是因为堆积拒绝电路是由逻辑展宽电路来执行堆积判别的，对输入的计数率有一定的要求，当计数率过高的时候，输出计数率反而减小。
3.10
基线偏移的主要原因是堆积的存在，此外，即使是无
尾堆积的脉冲通过尾堆积的脉冲通过CR CR CR网络时，由于电容上电荷在放电
网络时，由于电容上电荷在放电时间内，未能把电荷放完，那么下一个脉冲到达的时候，电容器上的剩余电荷将引起这个新出现脉冲的基线偏移。
CDD 基线恢复电路的工作原理见P103，输出波形见P104。