核辐射探测学习题参考答案(修改)
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______。
核辐射探测复习题第四章半导体探测器答案
1. 小于10-5Ω·cm ；大于1014Ω·cm ；10-2～109Ω·cm 。
2. 核辐射粒子射入PN 结区后，通过与半导体的相互作用，损失能量产生电子-空穴对。
在外电场作用下，电子和空穴分别向两极漂移，于是在输出回路中形成信号，当电场足够强时，电子和空穴在结区的复合和俘获可以忽略时，输出信号的幅度与带电粒子在结区消耗的能量成正比。
3. 金硅面垒α半导体探测器；Ge （Li ）探测器；Si （Li ）探测器；HPGe 探测器；HgI 2探测器；CdTe 探测器；CdSe 探测器。
4. 扩散型；面垒型；离子注入。
5. PN 结加偏压的目的是：使得PN 结的传导电流很小，相当于PN 结二极管加上反向电压的情况；内部工作机理是相当于加上反向偏压后P 区中空穴从结区被吸引到接触点，相同的是，N 区中的电子也向结区外移动，那么结区宽度就会变宽。
6. 电荷运动的瞬时涨落。
7. 记录到的脉冲数；入射到探测器灵敏体积内的γ光子数。
8. ε源=π4Ω·ε本征9. 全能峰内的计数；源发射的γ光子数。
10. 前置放大器与探测器的连接方式有交流耦合和直流耦合两种；其中，交流耦合的优点是探测器和前置放大器的直流工作点互相隔离，设计简单。
缺点是由于探测器负载电阻和耦合电容的存在，增加了分布电容，使得噪声增加，能量分辨率变差。
直流耦合的特点是消除了耦合电容和负载电阻对地的分布电容，有效地提高信噪比，对低能X 射线的探测尤为重要。
11. 半导体探测器受强辐射照射一段时间以后性能会逐渐变坏，这种效应称为半导体探测器的辐射损伤效应。
辐射损伤是由于入射粒子通过半导体材料撞击原子产生填隙空位对引起的，它在半导体材料中形成的施主、受主、陷阱等可以作为俘获中心，从而降低载流子的寿命，影响载流子的收集，而且使电阻率发生变化，材料性能变化会使探测器性能变坏。
12. 半导体探测器的优点是：A 电离辐射在半导体介质中产生一对电子、空穴所需能量大约比气体中产生一对电子、离子对少一个数量级，因而电荷数的相对统计涨落也就小很多，能量分辨率高；B 带电粒子在半导体中形成电离密度要比在气体中形成高大约3个数量级，因而具有高空间分辨和快时间响应的探测器。
(完整word版)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 abb a a ZZ =，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 cm μμρ--∴===⨯质量吸收系数 由r N μσ=*可得吸收截面：12322230.6 1.84103.2810/r cm cm N cmμσ--===⨯⨯ 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：
原子核物理及核辐射探测学第6章习题答案new(免费)
e t 0.001 t
该γ射线减弱 1000 倍。
ln1000
6.91 11.52cm ， 即需要 11.52cm 厚的铅方可使 0.6 / cm
6-13 解：Βιβλιοθήκη e e d2 d1
N1 ) N1 N2 N2 d 2 d1
ln(
大于 0.3 cm。 6-2 （1）空气中射程为： 0.318 E 3.88 cm
1.5
（2）产生的电子粒子对数：
5.3MeV 1.51 105 35eV
（3）设在空气中和 ZnS 中射程分别为 R0, R1 ，则
R1 0 A1 1.226 103 50% 65 50% 35 R0 4.1 1 A0 78% 14 22% 16 R1 2.13 103 cm
Ee E h ， Pe P
h c
但我们知道，电子的动能可以如下计算得到：
Ee mec 2 m0c 2 Pec 2 ( m0c 2 ) 2 m0c 2 ，若 Ee E h ，则有：
Ee Pe c 2 (m0c 2 )2 m0c 2 Ee m0c 2 Pe c 2 ( m0c 2 ) 2 h m0c 2 ( h ) 2 ( m0c 2 ) 2 ( h ) 2 (m0c 2 )2 2h m0c 2 ( h ) 2 (m0c 2 )2 2h m0c 2 0
h 代入光子的能量 2.04MeV， 电子质量 0.511MeV tg ， m0c 2 2
需要做个转换： 1 ctg
和 20 度角，得到 ctg 20 1 度方向的能量为：
2.04 tg 57.65 ，于是康普顿反冲电子在 20 0.511 2
西南科技大学 原子核物理及辐射探测学_1-10章答案
西南科技大学最新原子核物理及辐射探测学_1-10章答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN西南科技大学 原子核物理与辐射探测学1-10章课后习题答案第一章 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 mc 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。
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。
哈工程辐射探测习题答案
E Z ，这里 E 为电子的动能，Z 为介质的原子序数，分别代入 20MeV 700
和 82，于是：
4MeV 的α粒子还不是相对论粒子，因此：
dE / dx rad dE / dx ion
20 82 ＝2.34 700
E
1 Mv 2 ， v 2
2E 2E 2E c ， v kv kc ，这里 k 一般取 0.6 而非匀减 M Mc 2 Mc 2
6. 若在时间 t 内，放射源放出粒子的平均数为 n 100 ，试求： 1. 2. 在相同时间内放出 n=108 个粒子的概率； 出现绝对偏差 n n 6 的概率
第八章习题答案
1. 为什么射线在气体中产生一对离子对平均消耗的能量要比气体粒子的电离能大？ 答：射线与气体原子或分子的作用过程中，除使气体原子或分子电离外，还可使其激发 而损失能量，这部分能量包括在产生一对离子对平均消耗的能量中。
4. 试证明入射光子不能与自由电子发生光电效应。 证明： 对于某个任意能量 E h 的γ光子，其动量为： P
速时的 0.5，则：
T
R R R Mc 2 Ma 7 ， T 1.2 10 R ，R 的单位是 m，M 的单位是原子质 v kv kc 2E E
h 。 c
i 1 4
N
i 1 4
b ,i
222.85 21.2 201.65/ min
b ,i
t
i 1
S ,i
t
i 1
2. 进行放射性测量时， 若要求计数率的相对误差不大于 1%,2%,5%时， 要求总的计数 N 应分 别不小于多少？ 解： 由 N ( ) 2 ，则总计数分别对应 10000，2500，400。
核辐射探测习题解答7
μ x
θ
μ = 0.6
1 ?6.907755 x= = 1000 = = 11.51(cm) ?μ ?0.6 ?0.6 ln ln
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：
3
3
dE dE dE ) = (? ) rad + (? )ion dX dX dX dE (? )rad 1 已知 dX = 得到 dE 4 (? ) dX dE 1 (? ) rad 1 dX =4= dE 3 3 (? )ion dX 4 (?
11. 一个 2MeV 的γ光子射在探测器上，遭受两次相继的康普顿散射逃离。若两次散射的散 射角度分别是 解： 由 Er =
'
I I0
30 和60 ，沉积在探测器中的反冲电子的总能量是多少？
Er Er 1+ (1 ? 轨道电子屏蔽时
(?
4 z 2 NEe 2 2 Ee 1 dE ) rad = re (ln ? ) dX 137 me c 2 3
2.7 × 6.022 × 1023 × 27 2 × 27 1 27 = × (2.82 × 10?13 )2 [ln ? ] 137 0.511 3 = 6.38 ×10 2 × 1023 × 10?26 × (4.66 ? 0.33) = 2.76 MeV / cm dE (? )rad ( Ee + me c 2 ) × z 357.643 dX 根据 = = = 0.437 dE 1600 × me c 2 817.6 (? )ion dX 4 × 132 ×
本科核辐射测量方法考题及参考答案
成都理工大学学年第一学期《核辐射测量方法》考试试题参考答案与评分标准一、名词解释 (每名词3分,共18分）1. 探测效率：探测效益率是表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲计数之间关系的重要物理参数。
2. 衰变常数：衰变常数是描述放射性核素衰变速度的物理量，指原子核在某一特定状态下，经历核自发跃迁的概率。
３．吸收剂量：电力辐射授予某一点处单位质量物质的能量的期望值。
D＝dE/dm，吸收剂量单位为戈瑞（Ｇｙ)。
4. 平均电离能:在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。
5. 放射性活度:表征放射性核素特征的物理量，单位时间内处于特定能态的一定量的核素发生自发核转变数的期望值。
A＝ｄＮ/dｔ。
6．碰撞阻止本领:带电粒子通过物质时,在所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量。
二、填空题(每空0.５分,共9分）1.α射线与物质相互作用的主要形式是电离和激发。
2.铀系气态核素是222Ｒn ;其半衰期是３.82５d。
3.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是21４Bi、2０8Tl和40K;其γ光子的能量分别是1．76MｅV 、 2.6２MｅV和 1.46MeV。
４.β＋衰变的实质是母核中的一个质子转变为中子。
5.放射性活度的单位为: Ｂｑ；照射量率的单位为：C/ｋｇ*s；能注量率的单位为 W／m２。
6．β射线与物质相互作用方式主要有电离与激发、轫致辐射和弹性散射。
三、简要回答下列问题（每题6分,共３6分)1.简述ＮaＩ(Ｔl)探测器的特征Ｘ射线逃逸以及对谱线的影响。
解答:当γ光子在晶体内发生光电效应时，原子的相应壳层上将留一空位,当外层电子补入时,会有特征Ｘ射线或俄歇电子发出(3分）。
若光电效应发生在靠近晶体表面处时,则改特征X 射线有可能逃逸出探测晶体,使入射光子在晶体内沉淀的能量小于光子能量,光子能量与在晶体内沉淀能量即差为特征X射线能量（2分)。
因此,使用Nａ(Ｔl)晶体做探测器时,碘原子K层特征射线能量为3８keV,在测量的γ谱线上将会出一个能量比入射γ射线能量小2８keV的碘特征射线逃逸峰（2分)。
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+→。
核辐射探测习题解答5.
第一章习题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。
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。
3. 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。
4. 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。
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。
第二章习题1. 为什么射线在气体中产生一对离子对平均消耗的能量要比气体粒子的电离能大？2. 设一由二平行金属板构成的电极系统，极间距离2cm ，内充氩气1.5大气压，二极板上加了1000伏的电位差。
问正离子+A 由正极表面漂移到负极表面所需时间为何？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)(t I +、)(t I -、)(t Q +、)(t Q -以及+Q 、-Q 分别为何？（假定所加电压使电子漂移速度为105cm/s ，正离子漂移速度为103cm/s ）。
4.画出下列各种输出电路的等效电路，并定性地画出输出电压脉冲形状，标明极性及直流电位。
题4之图5.有一累计电离室，每秒有104个α粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中。
已知3.5=αE MeV ，电离室内充的纯氩气，试求出累计电离室输出的平均电流=0I ？6.在上题条件下，若选择输出电路之Ω10010=R ，pf C 200=，问该电离室输出电压信号的相对均方根涨落为何？7.为什么圆柱形电子脉冲电离室的中央极必须为正极？8．试说明屏栅电离室栅极上感应电荷的变化过程。
9.什么屏栅电离室的收集极必须是正极？10.离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么？11.累计电离室所能测的最大幅射强度受何因素限制？脉冲电离室呢？12.为什么正比计器的中央丝极必须是正极？13.圆柱形电子脉冲电离室的输出电荷主要是由电子所贡献，但在圆柱形正比计数器中输出电荷却主要是正离子的贡献，这是什么原因？14.有一充氩之正比计数器。
《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14.26d,5370a,4.468×109a ，试求它们的衰变常数（以s -1为单位）。
3.238Pu 的重要用途之一为制造核电池。
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）= 47.307MeV ； △(92,239) = 50.572MeV ； △ ( 92, 235) = 40.916MeV ； △(92,236)= 42.442MeV ； 试计算239U,236U 最后一个中子的结合能。
2. 计算下面1.0Ci 的放射源的原子核数？（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。
核辐射探测作业答案
<<核辐射探测作业答案>>第一章作业答案 α在铝中的射程3344223.2100.318 3.2100.31840.001572.7R E q αα--=⨯⨯=⨯⨯=4 1.824 1.8213.210()10 3.210()100.001119.39.3P P E R q --=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=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：｛02012t v v ats v t at =-=- ｛002v t av a s==2st v = 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 Edx m⎛⎫∝ ⎪⎝⎭()()()()22228222222424221109.10953410 2.958110 1.674954310 1.672648510d d n p dradd e e e n p e erade z E dE m m m m dx dE z E m m m dx m --⨯⎛⎫ ⎪⨯+⎝⎭⇒=====⨯⎛⎫+⨯+⨯ ⎪⎝⎭()()22200.511821681.9022.0571********.511817.6e e rad e iondE E m c z dx dE m c dx ⎛⎫⎪++⨯⎝⎭≈===⨯⎛⎫⎪⎝⎭ 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432o 412123342233.210R 0.3183.210)3.21013.70.3187)2.77.3910o o o AlR R E d R R R R cm ααααααααρ----=⨯⨯==-=⨯-=⨯⨯-⨯=⨯和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。
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。
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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。
①求ι增大时，曲线的变化形势。
②画出f(t)的曲线。
答：①当ι增大时，曲线同一个自变量t 值最后将是函数结果减小。
当A>0时，f(t)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图一：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为0.25,0.5,1,2,3,4时的图像当A<0时，f(t)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图二：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为0.25,0.5,1,2,3,4时的图像7.计算Po 210放射源发射的α粒子()M e VE 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=⨯⨯⨯=⨯=--第二章 辐射探测中的统计概率问题1、设测量样品的真平均奇数率为15-s ，试用泊松分布公式确定在任一秒内得到的技术小于或等于2的概率。
解：由题可知 １、解：由题得 X~π（5）()5≡≡m E ξ()mn e n m n P n P -===!}{ξ {}()5100-===∴e P P ξ{}(){}()523522522511--======eP P e P P ξξ125.0321=++=∴P P P P２、解：因为E()ξ=100 即X~π(100)所以m 较大可近似X~N （100，210） 所以Ｐ｛ξ＝104｝≈(104100)200--≈0.367 X P ≤≤｛96104｝＝Φ104-100（）10－Φ96-100（）10＝２Φ（0.4）－１＝0.31083、解：由题意知经一分钟测量后m=400，则统计误差为标准偏差m =σ=20，相对标准偏差==m1ν0.05 将测量时间延长至9分钟，标准偏差σ将增大，相对标准偏差ν会减小(P55)4．用光子轰击光阳极。
已知打出一个光电子的概率p,不打出光电子的概率q=1-p 。
设用n 表示打出的光电子数，问n 是什么样的随机变量，其平均值，方差为何？答：设一束光中用N 个光子，则n 服从二项分布，其平均值为N p *,方差为N )1(q p N q p -****即5,设随机变量ξ遵守泊松分布，且知其平均值m=10,试利用表2 .1计算ξ取大于1值的概率。
解： 方法1：（不利用表2.1）p{ξ=0}=p(0)=1010!0100--=*e e P{ξ=1}=p(1)=1010!110101--*=*e e 所以，ξ取大于1的概率为：P{ξ>1}=1-p{ξ=0}-p{ξ=1}=1—1010*10---e e方法2：（利用表2.1 ）当n 较大时，泊松分布中，{}22(10)20()()1010()1(2.846)0.9978n m E D m P n n p εεσεφφφ--==∴==∴=∴>=-==第四章 闪烁探测器1.试计算24Na 的2.76MevV γ射线在NaI(T1)单晶谱仪的输出脉冲幅度谱上，康普顿边缘与单逃逸峰之间的相对位置。
答案：康普顿边缘，即最大反冲电子能量MeV h cm h E e 53.276.22511.0176.2212max ,=⨯+=ν+ν=单逃逸峰：MeV E s 25.2511.076.2=-=2.试详细分析上题中γ射线在闪烁体中可产生哪些次级过程。
答 ： 光电效应（光电峰或全能峰）；康普顿效应（康普顿坪）； 电子对生成效应（双逃逸峰）。
上述过程的累计效应形成的全能峰；单逃逸峰。
以级联过程（如γ-γ等）为主的和峰。
3. 当入射粒子在蒽晶体内损失1MeV 能量时，产生20300个平均波长为447nm 的光子，试计算蒽晶体的闪烁效率。
答案：波长为oA nm 4470447=的荧光光子的能量 eV KeV A h o 77.2447012400)()(4.12==λ=ν 闪烁效率 %63.51012030077.26=⨯⨯=ν=h E C ph np4.假设NaI(T1)晶体的发光时间常数为230ns ，求一个闪烁事件发射其总光产额的99%需要多少时间？答案：闪烁体发光的衰减的指数规律()0τ-τ=t phe n t n所以，一个闪烁事件发射其总光产额的99%需要时间： 99.010=--t es t μ=⨯τ=06.1100ln 05.试定性分析，分别配以塑料闪烁体及NaI(T1)闪烁晶体的两套闪烁谱仪所测得0.662MeV γ射线谱的形状有何不同？答：由于塑料闪烁体有效原子序数Z 、密度ρ及发光效率均低于NaI(T1)闪烁晶体，对测得的0.662MeV γ射线谱的形状，其总谱面积相应的计数、峰总比、全能峰的能量分辨率均比NaI(T1)闪烁晶体差，甚至可能没有明显的全能峰。
6.试解释NaI(T1)闪烁探测器的能量分辨率优于BGO 闪烁探测器的原因，为何后者的探测效率要更高一些？答：NaI(T1)闪烁探测器的能量分辨率优于BGO 闪烁探测器是由于前者的发光效率明显优于后者，BFO 仅为()Tl NaI 的8%。
而后者的密度和有效原子序数则优于前者。
7.用NaI(T1)单晶γ谱仪测137Cs 的662keV γ射线，已知光的收集效率35.0=ph F ，光电子收集效率1≅c g ，光阴极的光电转换效率22.0=k Q ，NaI(T1)晶体相对于蒽晶体的相对发光效率为230%。
又知光电倍增管第一打拿极倍增因子251=δ，后面各级的6=δ，并认为T v 及I v 均为4%，试计算闪烁谱仪的能量分辨率。
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ph phn I n n v ph12σ这里的答案：已知条件改为：MeVY ph 光子4103.4⨯=。
且不考虑T v 及I v 的影响。
由（9-5-21）式⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⨯⨯⨯⨯=η161256122.0135.0103.4662.0136.24%16.51018.236.12=⨯⨯=-第五章 半导体探测器1.试计算粒子在硅中损失100keV 的能量所产生的电子－空穴对数的平均值与方差。
答案：常温下，在硅中产生一个电子-空穴对所需的能量：eV 62.3=ω电子－空穴对数的平均值： 4501076.262.3101⨯=⨯=ω=E N电子－空穴对数的方差：34021014.41076.215.00⨯=⨯⨯==σN F N2当α粒子被准直得垂直于硅P-N 结探测器的表面时，241Am 刻度源的主要α射线峰的中心位于多道分析器的461道。
然后，改变几何条件使α粒子偏离法线35°角入射，此时看到峰漂移至449道。
试求死层厚度（以α粒子能量损失表示）。
答案：由手册可查，241Am 刻度源的主要α射线能量MeV E 485.5=α。
并假设多道的增益（即每道所对应的能量）为G 。
设α粒子在垂直入射时，在死层厚度内损失能量为1E ，则在偏离法线035入射时在死层内损失的能量1012220.135cos E E E ==。
可得到方程11485.5461E E E G -=-=⨯α 12220.1485.5449E E E G -=-=⨯α 解可得 M e V E 580.01=3.算金硅面垒探测器结电容，设其直径20mm ，cm 1000⋅Ω=ρ，V=100V 。
答案：金硅面垒探测器结由N 型硅为原材料，由（10-4-9）式，结电容()F V C d μρ⨯⨯⨯π=2142108.11()F μ=⨯⨯⨯=3.1781001000108.114.3144.本征区厚10mm 的平面Ge(Li)探测器工作在足以使载流子速度饱和的外加电压下，问所加电压的近似值是多少？若任一脉冲的空穴或电子损失不超过0.1%，问载流子所必须具有的最短寿命是多少？答案：由载流子达到饱和速度的电场强度cm V E 510≈，计算得到需加电压510伏，似乎太高，一般为5000伏左右。