核辐射测量方法

核辐射测量方法
一．名词解释（6）
1，原子能级：原子总是处于一系列确定的稳定能量状态。

这一系列确定的稳定能量状态称为原子的能级。

2，核素：具有确定质子数、中子数、核能态的原子核称做核素。

3，γ衰变：处于激发态的原子核由较高能态向较低能态跃迁时，发出γ光子的过程。

4，半衰期：放射性核素的数目衰减到原来数目一半所需的时间。

5，平均电离能：每产生一对离子（包括原电离与次级电离）入射粒子所损耗的平均能量。

6，粒子注量率：表示在单位时间内粒子注量的增量。

7，吸收剂量：受照物质在特定体积内，单位质量物质吸收的辐射能量。

8，剂量当量：某点处的吸收剂量与辐射权重因子加权求和。

9，同位素：具有相同的原子序数,但质量数不同,亦即中子数不同的一组核素10，放射性活度：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。

11，照射量：X=dq/dm 以X射线或γ射线产出电离本领而做出的一种量度。

12，剂量当量指数：全身均匀照射的年剂量的极限值
13，射气指数：在某一时间间隔内，岩石或矿石析出的射气量N1与同一时间间隔内该岩石或矿石中由衰变产生的全部射气量N2的比值，即η*= N1/N2×100%。

14，α衰变：放射性核素的原子核自发的放出α粒子而变成另一种核素的原子核的过程。

15，核衰变：放射性核素的原子核自发的从一个核素的原子核变成另一种核素的原子核 并伴随放出射线的现象。

16，同质异能素:原子序数和质量数相同而核能态不同的核素。

17，轨道电子俘获：原子核俘获了一个轨道电子，使原子核内的质子转变成中子并放出中微子的过程。

18.平均寿命：放射性原子核平均生存的时间，与衰变常熟互为倒数。

19.衰变常数：指原子核在某一特定状态下，经历核自发跃迁的概率
20.γ常数：
21.基体效应：
二，填空（15）
1.天然放射性系列，铀，钍起始元素及半衰期。

铀系：238-U,半衰期：4.468×109a.钍系:232-Th，半衰期：1.41×1010a,锕系:起始核素是235-U，半衰期：T1/2＝7.038×108a
2.α，β，γ与物质相互作用的形式。

3.形成电子对效应的条件。

4.半衰期，平均寿命，衰变常数之间的关系。

5.α粒子的实质。

（氦原子核）
6.天然α粒子的最大能量。

（8.785MeV）。

7.天然α粒子的最大射程（8.62cm）。

8.β衰变的三种形式。

9.铀系，钍系，锕系能量最大的α粒子。

铀系:214-Po7.687MeV,钍系:212-Po8.78MeV，锕系211Po7.455MeV
10.天然放射性系列β射线能量范围，β能量最大值。

0.2-2.5MeV
11.铀系，钍系，锕系气态核素及半衰期。

铀系—222-Rn；半衰期---3.825d 钍系—220-Rn；半衰期---54.5s
锕系—219-Rn；半衰期---3.96s
12.铀组，镭组如何划分，各包括哪些。

按地球化学特征划分，划为铀组核素和镭组核素。

铀组包括238U-230Th，镭组包括226Ra以后所有核素。

13.钍系α强度分布特征。

14.γ衰变实质。

15.用γ能谱选择铀，钍，钾的能量特征值。

（1.76MeV,2.62MeV，1.46MeV）。

一般选择的γ辐射体是
214Bi，208Tl,40K
16.自然界天然存在的三个放射性系列。

铀系，钍系，锕系
17.铀系子体半衰期最长的核素。

234-U,T1/2＝2.45×105a
18.中子轰击U-235释放的大致能量。

19.三个放射性系列最后衰变产物。

铀系：206-Pb,钍系：208-Pb,锕系:207-Pb
20.铀系γ射线能谱的主要特征。

1）铀系γ射线谱主要分布在0.5-2.0MeV，大于1MeV的γ强度约占50%，大于2MeV 占10.7%；2）铀组主要238U辐射的0.048MeV和234Th的0.093MeV；3）镭组的γ谱线多且强度大，主要有214Pb辐射的0.352MeV和214Bi辐射的0.609MeV、1.12MeV、1.76MeV、2.204MeV等；4）大于1MeV的γ都是214Bi辐射的。

214Bi衰变γ总能量占铀系85.6%，214Pb占12.4%，这两个核素γ辐射强度很强，约占铀系的85%。

5）铀系γ辐射主要由镭组214Pb和214Bi产生；6)铀组γ谱线均分布在低能区，能量小于1MeV。

镭组谱线多分布在高能区，有多条大于1MeV的谱线。

21.测定辐射仪自然方法。

22.放射性标准源按射线如何分类。

按射线种类分类，分别:α射线，β射线，γ射线，X射线，中子，粉末等标准源
23.辐射防护的基本原则。

辐射实践最优化，辐射防护正当化，个人剂量限制
24.外照射的三原则。

时间，距离，屏蔽
25.γ辐射仪用于测什么的仪器。

26.放射性测井的分类。

27.地面，航空γ测量分别可分为什么。

γ总量测量，γ能谱测量
28.什么是γ总量测量，能谱测量。

γ总量测量：测量大于仪器阈值的所有能量的γ射线总强度。

γ能谱测量：通过测量不同能量范围的γ射线强度。

29.放射性普查的研究对象。

含有天然放射性元素的地质体。

30.初级宇宙射线的主要成分。

31.岩浆岩不同种类中铀，钾，钍的分布特征。

不同种类岩石中的铀、钍、钾含量相差很大。

酸性岩中的铀、钍含量比中性岩中的约高1倍，比基性岩中的约高6倍，比超基性岩中的约高1000倍以上。

所以酸性岩的铀、钍含量是岩浆岩中最高的；酸性岩和中性岩中的钾的含量较基性岩和超基性岩高。

32.地面γ测量检查原则。

线面结合，以面为主
33.变质岩中，铀，钾，钍与什么有关。

与变质前原岩中的含量及其变质程度有关。

34.土壤，大气中钍射气的分布规律。

土壤中氡浓度比陆地大气约高100倍，陆地上空比海洋上空高几十倍。

35.Rn，Th射气与高度的关系。

地面上空大气氡和钍射气浓度及其衰变产物的数量随高度增加而减少。

由于钍射气半衰期短，故它比氡随高度增加而减少的幅度要大。

氡的衰变产物浓度随高度增加而减少，但减少比较慢。

36.确定岩石中γ背景值和异常下限的方法。

一般取实测岩石γ强度的平均值作为该种岩石的γ背景值，x用表示;
取岩石γ背景值加三倍均方差作为γ异常下限。

即x+3σ
37.航空γ测量包括什么.
踏勘设计、飞行测量
38.X荧光分析定性，定量分布。

入射粒子与原子发生碰撞，从中逐出一个内层电子，此时原子处于受激状态。

随后(10-12～10-14s)，原子内层电子重新配位，即原子中的内层电子空位由较外层电子补充，两个壳层之间电子的能量差，就以X射线荧光的形式释放出来。

特征X射线能量与原子序数的平方成正比，通过莫塞莱定律可以对特征X射线定量分析
39.X荧光分析的产额。

三．简答题
1.三性检查。

准确性、稳定性、一致性
2.铀矿勘查分为哪四个阶段，各阶段的比例尺及任务。

预查：比例尺1:10万-1:5万，任务：是研究工作区的区域地质条件和放射性地球物理场特征，寻找有利的含铀层位(地段)、构造、岩性，并确定找矿标志。

为进一步开展较高精度地面普查找出远景区。

随着可查面积的日益减少与航测的进一步发展，预查并非是每个地区都要进行的必要阶段。

普查：比例尺：1:2.5万-1:1万，任务：研究工作区的地质构造特征，寻找异常点(带)，并研究其分布规律，矿化特征和成矿条件，为详查选区提供依据。

详查：比例尺1:5000-1:1000，任务：对有意义的异常点带进行追索，扩大远景，进而圈定出异常的形态、规模，查明异常的性质与分布规律、赋存的地质条件、矿化特征。

为揭露评价提供依据。

勘探：比例尺1:1000以上，任务：为可行性研究或矿山建设设计提供依据。

3.地面γ测量异常点的标准。

凡γ射线照射量率高于围岩底数三倍以上，受一定构造岩性控制，异常性质为铀或铀钍混合者。

4.地面γ测量资料成果图示种类。

5.影响地面γ能谱测量的因素。

1）测量几何条件的影响2）放射性不平衡的影响3)岩石及大气中射气的影响4)底数的变化的影响5)其它干扰因素（如：放射沉降物干扰）
6.地面γ能谱测量野外工作步骤。

1）工作前标定仪器。

2）选择基点，每天工作前与工作结束之后在基点上测量，检查灵敏度。

也可用工作标准源检查。

3）在每一测点上，能谱仪作定时计数，读2-3次数取平均值。

读数均记录在记录本上，并记录岩性、构造、浮土情况以及测量几何条件等。

4）为保证测量质量，一般抽选10%的测点进行自检和5%的测点进行互检。

7.基体效应。

8.能量色散X荧光分析的干扰因素。

9.微型X荧光分析中光管的工作原理。

10.大气氡的主要来源，影响变化的主要因素。

大地释放，海洋释放，植物和地下水载带，核工业释放，煤燃烧，天然气，建筑物的释放，磷酸工业。

11.能量色散X荧光分析中，X射线探测器满足那些要求。

12.β能谱为什么连续。

母核经β衰变所释放出的能量被子核、β粒子及中微子（或反中微子）带走。

由于三个粒子发射方向所成角度是任意的，所以他们带走的能量也是不固定的。

故β粒子的能谱是连续的。

13.137Cs的衰变纲图。

14.什么是放射性谱平衡。

当伽马射线穿透物质的时候，当物质达到一定的厚度时，射线谱线的成分不再随物质厚度的增加而改变，射线谱成分大体一致，各能量之间相对组分大致不变。

15.什么是带电粒子平衡。

16.照射量的物理概念及与吸收剂量的关系。

Χ=dQ／dmdt，D=dE／dm。

Χ：通过某点无源γ射线强度穿过一定通量的γ射线对空气体积元的作用。

D：一定辐射量在吸收物质中产生的化学和物理效应。

Χ的作用范围广于D 的作用范围。

17.40K的衰变纲图。

18.什么是放射性平衡。

当衰变的时间足够长时，母核与子核的数目之比和活度之比趋向一个常数，子体以母核的半衰期衰减，这时称达到放射性平衡。

19.解释散射照射量率与散射体原子序数的关系。

随着原子序数增大，散射射线的照射量率逐渐降低，轻物质的散射饱和厚度较大，重物质的饱和厚度较小。

20.放射性暂时平衡。

如果母核的半衰期不是很长，平衡时间只能维持在有限时间，当母核全部衰变完成以后，放射性平衡将不复存在，称此时为放射性暂时平衡
21.γ辐射仪的标定原理及方法。

22.特征X射线形成过程及X定性分析的物理基础。

四，论述与计算
1.γ与物质作用的三个效应。

2.137Cs源在NaI（Tl）闪烁探测器中的仪器谱并解释各个谱形成机理。

一个典型的NaI（T1）谱仪测到的137Cs源的0.662MeVγ能谱。

如右图所示，谱线上有三个峰和一个平台。

最右边的峰A称为全能峰。

这一脉冲幅度直接反映，射线的能量。

这一峰中包含光电效应及多次效应的贡献。

平台状曲线B就是康管顿散射效应的贡献，它的特征是散射光子逃逸后留下一个能量从0到)4/11/( EE的连续的电子谱。

峰C是反散射峰。

当γ射线射向闪烁体时，总有一部分γ射线没有被闪烁体吸收而逸出。

当它与闪烁体周围的物质发生散射时，反散射光子返回闪烁体，通过光电效应被记录，这就构成反散射峰。

（1分）峰D是X射线峰，它是由137Ba的K层特征X射线贡献的137Cs的β衰变子体137Ba的0.662MeV激发态，在放出内转换电子后，造成K空位，外层电子跃迁后产生此X光子。

3.计算1Ci60Co在1m处γ射线的照射量率。

4.铀系长期平衡时，计算与1g铀相平衡时镭的数量。

5.γ能谱标定原理。

6.画便携式X光分析仪工作原理框图，阐述工作原理。

7.便携式X光分析仪同位源与管激发源各自的优缺点。