第四章 (核辐射探测课后习题答案)

合集下载

核辐射测量数据处理习题及答案

核数据处理理论知识核辐射测量数据特征：随机性（被测对象测量过程）局限性混合型空间性数据分类：测量型计数型级序型状态型名义型精度：精密度正确度准确度统计误差：核辐射测量中，待测物理量本身就是一个随机变量。

准确值为无限次测量的平均值，实际测量为有限次，把样本的平均值作为真平均值，因此存在误差。

变量分类：（原始组合变换）变量误差来源：（设备方法人员环境被测对象）误差误差分类：系统误差随机误差统计误差粗大误差放射性测量统计误差的规律答：各次测量值围绕平均值涨落二项分布泊松分布高斯分布精度的计算，提高测量精度的方法？答：采用灵敏度高的探测器增加放射源强度增加测量次数延长测量时间减少测量时本底计数放射性测量中的统计误差与一般测量的误差的异同点？答：不同点：测量对象是随机的，核衰变本身具有统计性，放射性测量数据间相差可能很大。

测量过程中存在各种随机因素影响。

相同点：测量都存在误差。

样本的集中性统计量？答：算术平均值几何平均值中位数众数（最大频数）样本的离散性统计量？答：极差方差变异系数或然系数算术平均误差单变量的线性变换方法？答：1.标准化变换 2.极差变换 3.均匀化变换 4.均方差变换单变量的正态化变换方法？答：标准化变化角度变换平方根变换对数变换数据网格化变换的目的？答：1.把不规则的网点变为规则网点 2.网格加密数据网格变换的方法？答：1.插值法（拉格朗日插值三次样条插值距离导数法方位法）2.曲面拟合法（趋势面拟合法趋势面和残差叠加法加权最小二乘拟合法）边界扩充的方法有哪些？答：拉格朗日外推法余弦尖灭法偶开拓法直接扩充法补零法核数据检验目的：1.帮助检查测量系统的工作和测量条件是否正常和稳定，判断测量除统计误差外是否存在其它的随机误差或系统误差2.确定测量数据之间的差异是统计涨落引起的，还是测量对象或条件确实发生了变化引起的变量选择的数学方法：几何作图法（点聚图数轴）相关法（简单相关系数逐步回归分析秩相关系数）秩和检验法谱数据处理—问答题谱的两大特点？答：1.放射性核素与辐射的能量间存在一一对应关系2.放射性核素含量和辐射强度成正比谱光滑的意义是什么？方法有哪些？答：意义1.由于核衰变及测量的统计性，当计数较小时，计数的统计涨落比较大，计数最多的一道不一定是高斯分布的期望，真正峰被湮没在统计涨落中2.为了在统计涨落的影响下，能可靠的识别峰的存在，并准确确定峰的位置和能量，从而完成定性分析，就需要谱光滑3.由于散射的影响，峰边界受统计涨落较大，需要谱光滑方法算术滑动平均法重心法多项式最小二乘法其他（傅里叶变换法）寻峰的方法有哪些？答：简单比较法导数法对称零面积变换法二阶插值多项式计算峰位法重心法拟合二次多项式计算峰位法峰面积计算的意义和方法？答：1）峰面积的计算是定量分析的基础。

核辐射测量方法习题集2013(学长给的)

8.从工作原理、应用条件、注意事项等方面简述
氡气测量的工作方法。 9.采用金硅面垒型半导体α能谱仪测量得到的α射线谱，纵坐标和横坐标通常是如何表示的？ 10.简述α射线能量与多道的道址、脉冲的幅度之间的关系。
第五章思考题
• 1.探测γ射线的主要核辐射探测器有哪些？ • 2.照射量率是怎样定义的？试分析照射量率与粒子注量率、能注量率之间的关系？ • 3.什么是γ照射量率常数，常用的主要数据有那些？ • 4.简述γ射线探测中的大、中、小探测器模型的基本概念。
2014-5-18 核辐射测量方法 15
请同学们努力！
• • 1.分析讨论二项式分布、泊松分布和正态分布之间的关系。 2.若某时间内的真计数值是100个计数，求计数为
104的概率，并求出计数值落在96到104范围内的
概率。
•
3.本底计数率是10±1/s，样品计数率是50±2/s，
求净计数率及误差。
2014-5-18 核辐射测量方法
14
第七章思考题
2.Rn-222的长寿子体有哪些？
3.Rn-220与其子体达到放射性平衡的时间是多少
时间？
4.什么是放射性标准样品？
5.α点源与α面源的异同点有哪些？ 6.β放射性样品的薄源与厚源主要区别有哪些？
第四章思考题
7.在低水平α 测量中，为什么不用重屏蔽而能获得
较好的测量结果?
2014-5-18 核辐射测量方法 11
第六章思考题
• 1.简述X 射线荧光的产生与莫塞莱定律。 • 2.简述俄歇效应与荧光产额的关系。 • 3.X射线吸收有何特性。 • 4.常用的X射线激发源有哪些。 • 5.如何进行X射线荧光定量分析。 • 6.简述X射线荧光分析干扰因素及其校正措施。

核辐射探测习题解答

第二章气体探测器1、设由平行金属板构成的电极系统，极间距离2cm ，内充氩气1.5个大气压，二极板上加了1000伏的电位差。

问正离子由正极表面漂移到负极表面所需的时间为多少？解：由w p dp εμμμ+++=（）=（公式2.6a ）和d t w +=得 ddp t u μ+==22 1.51.371000⨯⨯⨯=4.38（ms ）2、气体探测器两端收集到的离子对数和两端外加电压存在一定的关系，具体分为哪几个区？答：复合区、饱和区、正比区、有限正比区、G-M 计数区、连续放电区。

3、设在平行板电离室中α离子的径迹如图所示，径迹长度为L 。

假设沿径迹各处的单位路程上产生的离子对数N 相等，且电子的漂移速度W -，求电子的电流脉冲。

（假设α粒子的径迹是在瞬间完成的）解：（1）当o t t 0<<时，o D L cos t w --=θ eNL I t w D -（）= (2)当0max t t t ≤≤时，exN I t w d-（）= 由三角形相似，可推知，D tw x cos --=θ因此，New I t D tw Dcos ---（）=（）θ（3）当max t>t 时，max d t w-= ，I t （）=0 4、离子脉冲电离室与电子脉冲电离室的主要差别是什么？答：（1）工作条件：前者 RC<<T +后者 T -<RC<<T +(2) 脉冲贡献：前者是正离子的贡献，后者是电子飘移贡献；（3）优点：前者可用于测量入射粒子的能量。

后者可获得较高计数率。

（4）缺点：前者脉冲较宽，限制了计数速度。

后者不能精确测量粒子的能量。

5、有一累积电离室，每秒有104，粒子射入其灵敏体积并将全部能量损耗于其中，已知E α=3.5MeV ，电离室内充的纯氩气，试求累积电离室输出的平均电流。

解： 064195.31010 1.61026.4E n e Q ne I t t tαϖ-===⨯=⨯⨯⨯ =3.211010-⨯（A ）6、有一充氩的电离室（F=0.2），试计算用它来测定5MeV 的粒子能量时，所能达到的最佳分辨率。

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：

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。

光电探测技术与应用第4章课后习题与答案

最大输出功率 Pm U m I m 340.8 56 10 3 19.08mW 转换效率 m
Pm Pm 19.08 9.54% E S 200 1

7 已知光电三极管变换电路及其伏安特性曲线如图 3-45 所示。若光敏面上的照度变化 e 120 80sin wt (lx) ，为使光电三极管的集电极输出电压为不小于 4V 的正弦信号，求所需要的负载电阻 RL 、电源电压 U bb 及该电路的电流、电压灵敏度，并画出三极管输出电压的波形。
解：（1）由题意，在温度为 300K 条件下，当辐照度 E e 为 100mW / cm 2 时，开路电压 U oc 550mW ，短路电流 I sc 6mA ，则由
U oc
I q kT (1 e d ) e, 得，在室温情况下，辐照度为 ln( 1) 及 I sc I h q ID
1由题意在温度为300k条件下当辐照度e为100mwcm2时e开路电压u550mw短路电流i6ma则由ocsckti??q?duocln?1及isci?1??e?e?得在室温情况下辐照度为qidh?e502iie1??i??63maee150mwcm时sc1?1esc100ekt?i?1?kt?i??u?u1in??1??i??1?又ttoc1oc????1q?id?q?id?i?6?10?3?12?9而idquoc16?10?19?550?10?33529??10a3529??10maekt?1e138?10?23?300?1则i相对于i非常小d?kt?i?i?kt?i?3u?uln??1d??ln??1?0026ln????0018v??18mvoc1oc???????qiiqi6??d??????所以uoc1uoc?18550?18532mv52由于运放的开环增益a?10故可将电路视为零伏偏置电路则u1ou??ir?i??????00416maosc2fsc2r24fisc2004162则e??e??100069mwcme2ei6sc6已知2cr44型硅光电池的光敏面积为10mm?10mm在室温为300k辐照度为100mwcm2时的开路电压u550mv短路电流i28ma

核电厂辐射防护基础课后习题

核电厂辐射防护基础课后习题第一章基本概念1.何为碳单位，碳单位的符号和质量。

答：以一个C 12原子质量的十二分之一作为原子质量单位，记为u ，这个原子质量单位称为碳单位，kg kg u 27261066056.112/1099267.11--?=?=。

2.何为原子序数和原子质量数，用何符号表示？答：原子核中质子的数目称为原子序数，用符号Z 表示；原子核中质子数和中子数之和称为原子质量数，也称质量数，用符号A 表示。

3.用X AZ 表示原子（核）时，A 、X 和Z 各表示什么意义？答：A 是原子质量数，X 是元素符号，Z 是质子数或则是原子序数。

4.用上题的符号时，中子的数目如何确定？答：中子数Z A N -=。

5.当原子核发射一个α粒子时，从原子核中发射出哪些核子？各为多少？答：6.当原子核发射一个β粒子时，放射性原子的A 和Z 如何变化？答：A 会增加1，Z 不变。

7.当原子核发射一个γ粒子时，放射性原子的A 和Z 是否会发生变化？答：不会发生改变。

8.什么是核素和核子？同位素的天然丰度的定义。

答：通常把具有相同质子数Z 、中子数N 的一类原子（核）称为一种核素，即核素是指任一种元素的任一种同位素，也就是说原子核构成（核内中子数和质子数）完全相同的物质就是一种核素。

对于天然存在的元素，一种核素在它所属的天然元素中所占的原子百分数称为该核素的天然丰度。

9.什么是质量亏损？原子核的结合能如何表示？什么是原子核的平均结合能？答：组成原子核的Z 个质子和A-Z 个种子的质量之和与该原子核的质量之差称为原子核的质量亏损。

原子核的结合能除以该原子的质量数A 所得的商，称为平均结合能，以ε表示。

10.一个原子质量单位的物质所相应的静止质量能为多少？答：931.5MeV 。

11.在放射性衰变中，λ的意义是什么？答：λ的物理意义为单位时间内、一个核素衰变的概率。

12.样品当前的放射性活度1450Bq ，若半衰期为25min ，试问在1h 前样品的放射性活度是多少？（7656Bq ）解：15006025/693.02/1=?==λT136001062.404-7650/1450/)(1062.44-??--===?=?-s e e t A A λτλ13.试述放射性物质的衰变规律？说明半衰期的物理意义？衰变常数和半衰期之间的关系？答：一定数量的某种放射性核素并不是在某一时刻突然全部衰变完，而是随时间的增加而逐渐地减少。

核辐射测量原理课后习题解析

第一章辐射源1、实验室常用辐射源有哪几类？按产生机制每一类又可细分为哪几种？2、选择放射性同位素辐射源时，需要考虑的几个因素是什么？答题要点：射线能量、放射性活度、半衰期。

3、252Cf 可作哪些辐射源？答题要点：重带电粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。

4、137Cs 和60Co 是什么辐射源？能量分别为多少？答题要点：γ辐射源；137Cs ：0.662MeV 或0.661MeV ； 60Co ：1.17MeV 和1.33MeV ；第二章射线与物质的相互作用1、某一能量的γ射线在铅中的线性吸收系数是0.6cm -1，它的质量吸收系数和原子的吸收截面是多少？按防护要求，源放在容器中，要用多少厚度的铅容器才能使容器外的γ强度减为源强的1/1000？解：已知μ=0.6cm -1，ρ=11.34g/cm 3，则由μm =μ/ρ得质量吸收系数μm =0.6/11.34cm 2/g=0.0529 cm 2/g 由得原子的吸收截面: A m N Aγμμσρ==232322070.0529 6.02101.8191018.19m A A N cm bγσμ-⎛⎫==⨯ ⎪⨯⎝⎭≈⨯=由得：()000111000ln ln 33ln 10 2.311.50.60.6I I t I I cm μμ⎛⎫⎛⎫ ⎪== ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭==⨯=或由得01()1000I t I =时铅容器的质量厚度t m 为： ()()()000332111000ln ln11ln 10ln 100.052933 2.3ln 100.05290.0529130.435/m m m m I I t I I g cm μμμ--⎛⎫⎛⎫ ⎪=-=- ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭=-=-⨯==≈10、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）在物质中的射程值？如果能够求得，请说明如何计算？答题要点：方式一：若已知能量损失率，从原理上可以求出射程：整理后可得：在非相对论情况下：()m m t I t I e μ-=0()t I t I e μ-=0001(/)RE E dE R dx dxdE dE dE dx ===-⎰⎰⎰0202404πE m v R dEz e NB=⎰22E v M =0024'02πE m E R dE z e NM B=⎰212E Mv =则在能量相同的情况下：从而得：方式二：若已知能量损失率，从原理上可以求出射程：整理后可得：在非相对论情况下：从而得：在速度v 相同的情况下，上式积分项相同，则12、当10MeV 氘核与10MeV 电子穿过铅时，请估算他们的辐射损失之比是多少？当20MeV 电子穿过铅时，辐射损失与电离损失之比是多少？答题要点：已知辐射能量损失率理论表达式为：对于氘核而言，m d =1875.6139MeV ；对于电子而言，m e =0.511MeV ，而它们的电荷数均为1，则10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比为：22222228222220.5117.42101857.6139d e d e de e d Z Z Z m Z NE Z NE m m Z m -==≈⨯222NZm E z dx dE S radrad∝⎪⎭⎫ ⎝⎛-=00001(/)R E E dE R dx dx dEdEdE dx ===-⎰⎰⎰0202404πE m v R dEz e NB =⎰212E Mv =dE Mvdv =21222211R M z R M z =0302404πv m Mv R dv z e N B=⎰222222aa ab ab b b ab a ba bb aM R M z z M R M z z M z R R M z ==⋅=⋅⋅22212211M z R R M z =E e =20MeV 时，在相对论区，辐射损失和电离损失之比有如下表达式：()()700re ZE dE dx dE dx -=-则 20MeV 的电子穿过铅时，辐射损失和电离损失之比为：20822.34700⨯≈第三章核辐射测量的统计误差和数据处理3 本底计数率是10±1s -1，样品计数率是50±2s -1, 求净计数率及误差。

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 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。

核辐射探测习题解答7

10．某一能量的γ射线在铅中的线性衰减系数是 0.6cm-1 ，按防护要求，源放在容器中，要用多厚的铅容器才能使容器外的γ射线辐射量减为原来的 1/1000？解： I = I 0 e
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 ×

原子核物理及辐射探测学1-4章答案

m0M 2,4 2m e M 2,42,4931.4940 4.0026u4.0026_.1 0.95212.8186U 2.128 10 23 g4.184 1058 23.0 1084.65 10 12kg第一章习题答案1- 1当电子的速度为2.5 108ms1时，它的动能和总能量各为多少？答：总冃匕量E2 mc2m e C 0.511----------- 0.924MeV，22.53.01 v c2 1动能T m e c2 1 1 0.413MeV1 v/2c1-2.将粒子的速度加速至光速的0.95时，粒子的质量为多少？答：粒子的静止质量粒子的质量1-4 1kg的水从00C升高到100°c，质量增加了多少?答：1kg的水从00C升高到1000C需做功为cm t 4.184 1 100 4.184 105J。

1-5 已知：M 238U 238.050786u；M 239U 239.054325u；M 235U 235.043944u; M 236U 236.045582u 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B n 92,239 M 92,238 m n M 92,239 c2 0.5126uc2 4.7748MeV2 2B n 92,236 M 92,235 mi n M 92,236 c 0.007027uc 6.5455MeV也可用书中的质量剩余Z,A :B n 92,239 92,238 n 92,239 47.307 8.071 50.572 4.806MeVB n 92,236 92,235 n 92,236 40.916 8.071 42.442 6・545MeV其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。

1-6当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为RZZeEc024)1(53nw -= Z 为核电荷数，R为核半径，0r取m15105.1- X。

【精品】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()100.001119.3 2.79.3P 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== 02s t 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22raddE zE 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432o 412123342233.210R 0.3183.210)3.21013.70.3187)2.77.3910o o o AlR R E d R R R R cmααααααααρ----=⨯⨯==-=⨯-=⨯⨯-⨯=⨯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。

核辐射探测学习题参考答案（修改）

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 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。

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 。

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。