《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14,5370a,4×109a ，试求它们的衰变常数（以s -1为单位）。
3238Pu 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) 18
8(,)O d p x ， (b) 8739(,)x p Y α ， (c) 123
124
5253(,)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）= 47V ； △(92,239) = 50V ；
△ ( 92, 235) = 40V ； △(92,236)= 42V ；
试计算239U,236U 最后一个中子的结合能。
2. 计算下面1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 R
π-=ε Z 为核电荷数，R 为核半径，r 0 取1.5×10-15m 。试计算13C 和13N 核的库仑能之差。
2. 1000cm 3海水含有0.4g 的K 和1.8×10-6g 的U 。假定后者与其子体达到平衡，
试计算1000cm 3海水的放射性活度。
3. 已知M （7Be ）=79u ，M （7Li ）=74，求7-7Be+e Li υ→+过程中子核7Li 和中
微子的能量和动量。
4. 测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验时，发现中子在1cm 厚的铅吸收材
料中衰减到原来的84.5%。铅的原子量是207，密度11.4g/c 3m 。计算总的反应截面。
5. 计算下面聚变反应 23411
120e H H H n +→+ 产生的能量，并利用上面的结果，计算一个100兆瓦的电厂一年需要多少氘（2H ）和 氚 (3H ) ？
第四套
1. 计算42K 原子核每一个核子的平均结合能？
2. 假定活植物体中14C 与12C 的原子数之比为：1.2：1012达到，T 1/2（14C ）=5730a 。
考古工作者将某古代遗址中一块木头碳化后，测得每克碳的衰变率为3，试估算次古代遗址距今多少年？（dpm 指每分钟衰变的原子核数）
3238Pu 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. 测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验时，发现中子在1cm 厚的铅吸收材
料中衰减到原来的84.5%。铅的原子量是207，密度11.4g/c 3m 。计算总的反应截面。
5. 计算下面聚变反应 23411
120e H H H n +→+ 产生的能量，并利用上面的结果，计算一个100兆瓦的电厂一年需要多少氘（2H ）和 氚 (3H ) ？
第五套
1. 质子、中子和电子的自旋都为1/2，以147N 为例证明：原子核不可能由电子和质子组成，但可以由质子和中子组成。
2. 放射性活度分别经多少个半衰期以后，可以减少至原来的3%,1%,0.1%,0%? 3238Pu 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. 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. 235U 俘获一个热中子时，分裂成两个碎片，其质量数分别为96和140。设两碎片的总动能为165MeV ，试计算每一个碎片的动能和速度。
第六套
1. T=25℃, P =1×105Pa 时，S + O → SO 2的反应热Q=296/mol ，试计算生
成1mol 的SO 2时体系的质量亏损。
2. 已知226Ra 的T 1/2=1.6×103a,原子质量为226，求1g 226Ra （不包含子体）每秒
钟发射的α粒子数。
3. 已知M （7Be ）=79u ，M （7Li ）=74，求7-7Be+e Li υ→+过程中子核7Li 和中微子的能量和动量。
4. 测量10MeV 中子在铅中的反应截面实验时，发现中子在1cm 厚的铅吸收材料中衰减到原来的84.5%。铅的原子量是207，密度11.4g/c 3m 。计算总的反应截面。
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 ）？
第七套
1. 1kg 的水从0℃升温至100℃，质量增加了多少？
2. 经过多长时间，在500g 纯U 中累积的Pb 可以达到10g?
3238Pu 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. 自然界硼的密度N=0⨯2410oms/c 3m ,对能量 E=0 V 的中子俘获截面
c σ=764b ，散射截面s σ=4b 。
（a ）计算0的宏观俘获、散射和总作用截面。
（b ）0中子束穿过1mm 和1cm 厚的硼时分别衰减多少？
（c ）假设俘获截面是1/ν规律，计算0V 和100eV 中子在硼中的宏观截面。 （d ）吸收50%的能量为100eV 中子束时，需要多厚的硼？
5. 地球表面海水总量为1810吨，海水中氢与氘原子数之比为1:1.5×410- 。每克氘可放出510 kW ·h 聚变能，试计算海水中蕴藏的氘聚变能总能量。
第八套
1. 利用结合能半经验公式，计算236U ，239U 最后一个中子的结合能。
2. 假定活植物体中14C 与12C 的原子数之比为：1.2：1012达到，T 1/2（14C ）=5730a 。
考古工作者将某古代遗址中一块木头碳化后，测得每克碳的衰变率为3，试估算次古代遗址距今多少年？（dpm 指每分钟衰变的原子核数）
3. 实验测得226Ra 的α能谱精细结构由a1T
4.785(95%)MeV =和
a2T 4.602(5%)MeV =两种α粒子组成，试计算如下内容并作出226Ra 的衰变纲图（简图）。
（1）子体222Rn 的反冲能；
（2）226Ra 的α衰变能；
（3）激发态222Rn 发射的γ光子的能量。
4. 能量为5α粒子投射在铍靶上，引起812(,)Be n C α反应，其反应能为5V 。假
定反应前9Be 核处于静止状态，试求中子的最大和最小能量。
5. 试计算234U 和241m A 的裂变阈能。
第九套
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. 1000cm 3海水含有0.4g 的K 和1.8×10-6g 的U 。假定后者与其子体达到平衡，试计算1000cm 3海水的放射性活度。
3238Pu 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. 自然界硼的密度N=0⨯2410oms/c 3m ,对能量 E=0 V 的中子俘获截面
c σ=764b ，散射截面s σ=4b 。
（a ）计算0的宏观俘获、散射和总作用截面。
（b ）0中子束穿过1mm 和1cm 厚的硼时分别衰减多少？
（c ）假设俘获截面是1/ν规律，计算0V 和100eV 中子在硼中的宏观截面。 （d ）吸收50%的能量为100eV 中子束时，需要多厚的硼？
5. 235U 俘获一个热中子时，分裂成两个碎片，其质量数分别为96和140。设两碎片的总动能为165MeV ，试计算每一个碎片的动能和速度。
第十套
1. 计算42K 原子核每一个核子的平均结合能？
2. 假定活植物体中14C 与12C 的原子数之比为：1.2：1012达到，T 1/2（14C ）=5730a 。
考古工作者将某古代遗址中一块木头碳化后，测得每克碳的衰变率为3，试估算次古代遗址距今多少年？（dpm 指每分钟衰变的原子核数）
3238Pu 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. 快中子照射铝靶时，可以发生以下反应
2727Al n Mg p +→+
↓,9.461/2m T β-=−−−−−−−−→27Al
已知铝靶的面积为2⨯5c 2m ,厚度为1cm ，靶面垂直于中子束，铝靶经71021cm s --⋅的快中子束长期照射后，经过20，放射性活度为1⨯210-μ，试求反应截面σ。
5. 地球表面海水总量为1810吨，海水中氢与氘原子数之比为1:1.5×410- 。每克氘可放出510 kW ·h 聚变能，试计算海水中蕴藏的氘聚变能总能量。
第十一套
1. 已知： △（92，238）= 47V ； △(92,239) = 50V ；
△ ( 92, 235) = 40V ； △(92,236)= 42V ；
试计算239U,236U 最后一个中子的结合能。
2. 经过多长时间，在500g 纯U 中累积的Pb 可以达到10g?
3. 实验测得226Ra 的α能谱精细结构由a1T
4.785(95%)MeV =和
a2T 4.602(5%)MeV =两种α粒子组成，试计算如下内容并作出226Ra 的衰变纲图（简图）。
（1）子体222Rn 的反冲能；
（2）226Ra 的α衰变能；
（3）激发态222Rn 发射的γ光子的能量。
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 ）？
第十二套
1. 试证明对偶偶核基态的宇称总是偶的。
2. 1000cm 3海水含有0.4g 的K 和1.8×10-6g 的U 。假定后者与其子体达到平衡，
试计算1000cm 3海水的放射性活度。
3238Pu 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. 用14MeV 的2H 核轰击磷粉靶，由于（d ，p ）反应，生成了32p 。如果用流强为25μA 的2H 核照射2小时后，32p 的放射性活度为14，求此核反应的产额。在照射过程中32p 的衰变可以忽略。
5. 地球表面海水总量为1810吨，海水中氢与氘原子数之比为1:1.5×410- 。每克氘可放出510 kW ·h 聚变能，试计算海水中蕴藏的氘聚变能总能量。
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 v c m mc E e 924003521511012 2 22 =?? ? ??-= -= =； 动能 () MeV c v c m T e 413.0111 2 2=??? ? ? ?? ?? ?--= 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 232 2 010128.28186.1295.010026.41-?==-= -= βα 1-4 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 12 28521065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M == ( )( ) u .U M ;u .U M 045582236043944235236 235 == 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。 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(53πε?= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m15105.1?×。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得ΔΕ=2.935MeV 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。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +?? ? ??----=--12 3 123 22, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-=
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 v c m m c E e 924003521511012 2 22 =?? ? ??-= -= =； 动能 () MeV c v c m T e 413.0111 2 2=??? ? ? ?? ?? ?--= 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 232 2 010128.28186.1295.010026.41-?==-= -= βα 1-4 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 122 8 5 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M ==
( )( ) u .U M ;u .U M 045582236043944235236 235 == 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。 1-6 求C 136和N 13 7核库仑能之差。 答：C 136和N 137核库仑能之差为 ()()?? ?????---?=?3 1011220211453A r Z Z Z Z e E C πε () ??? ? ???????-????? =---311512 2 19 131051566710858410602153...π MeV .J .935210696413=?=- 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。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +?? ? ??----=--12 3 123 22, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B
核辐射物理及探测学答案
核辐射物理及探测学答案 核辐射物理及探测学是研究核辐射的性质、产生机制、相互作用规律以及辐射测量和探测技术的学科。下面是核辐射物理及探测学的答案参考： 1. 什么是核辐射？ 核辐射是指核物质发生放射性衰变时释放出的高能粒子或电磁波的过程。常见的核辐射有α粒子、β粒子和γ射线。 2. 核辐射的产生机制是什么？ 核辐射的产生机制主要包括原子核的自发衰变和核反应两种形式。自发衰变是核物质内部没有外界原因的情况下自动发生的衰变过程，而核反应是核物质与其他物质相互作用时发生的核变化过程。 3. 核辐射与物质的相互作用规律有哪些？ 核辐射与物质的相互作用规律包括电离作用、激发作用和相互作用距离的特性。电离作用是指核辐射通过与物质内部原子或分子的相互作用，将其电子从原子或分子中脱离的过程；激发作用是指核辐射使物质原子或分子的能级发生变化，但并没有电离的过程；相互作用距离的特性指的是不同类型的核辐射在物质中的相互作用长度和穿透深度的区别。 4. 核辐射的测量与探测技术有哪些？ 核辐射的测量与探测技术主要包括电离室、半导体探测器、闪烁体探测器、核废液谱仪等。电离室是一种通过测量核辐射在气体中电离产物的形成量来确定辐射强度的装置；半导体探测
器利用半导体材料特殊的电子结构对核辐射进行测量；闪烁体探测器则是利用某些材料在受到核辐射后会产生可见光信号的特性进行测量；核废液谱仪是一种用于测量放射性废弃物中放射性核素种类和浓度的仪器。 5. 核辐射的应用有哪些？ 核辐射的应用涉及核能、医学、工业等领域。在核能方面，核辐射被用于核电站的能源生产；在医学方面，核辐射被用于放射治疗、核医学诊断等；在工业方面，核辐射被用于材料检测、气候变化研究等。此外，核辐射还被用于食品辐照处理、碳测年等。
核辐射物理及探测学
习题集 第一章习题 1-1 当电子的速度为2.5×108m ·s -1时, 它的动能和总能量各为多少MeV? 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u? 合多少g? 1-3 t=25℃, p=1.013×105 Pa 时, S+O 2→SO 2的反应热q=296.9kJ ·mol -1 , 试计算生成1molSO 2 时体系的质量亏损。 1-4 1kg 的水从0℃升温至100℃, 质量增加了多少? 1-5 试计算239U, 236U 最后一个中子的结合能。已知： ()MeV 307.47238,92=?；()MeV 572.50239,92=?；()MeV 916.40235,92=?；()MeV 442.42236,92=?。 1-6 当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为 R Z Z e E c 02 4)1(5 3πε-= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m 15105.1-?。试计算C 13和N 13核的库仑能之差。 1-7 已知：()MeV 125.313,6=?；()MeV 346.513,7=?。计算C 13和N 13核的结合能之 差； 1-8 利用结合能半经验公式，计算 236 U, 239 U 最后一个中子的结合能, 并把结果与1-5题的结 果进行比较 1-9 计算K 42原子核每一个核子的平均结合能？ 1-10利用结合能半经验公式计算64Cu, 107Ag, 140Ce, 238U 核的质量, 并把计算值与下列实验 值进行比较, 说明质量公式的应用范围。 u Cu M 929756.63)(64=；u Ag M 905091.106)(107 =； u Ce M 905484.139)(140=；u U M 050786.238)(238 =； 1-10利用结合能半经验公式计算64Cu, 107Ag, 140Ce, 238U 核的质量, 并把计算值与下列实验 值进行比较, 说明质量公式的应用范围。 u Cu M 929756.63)(64=；u Ag M 905091.106)(107 =； u Ce M 905484.139)( 140 =；u U M 050786.238)( 238 =； 1-11质子、中子和电子的自旋都为1/2, 以N 14 7为例证明： 原子核不可能由电子和质子组 成, 但可以由质子和中子组成。 1-12 试证明对偶偶核基态的宇称总是偶的。 第二章习题 2-1 放射性核素的活度分别经多少个半衰期以后，可以减小至原来的3%, 1%, 0.1%, 0.01%? 2-2 已知32P,C,U 14238 的半衰期分别为14.26d, 5730a, 4.468×109a ，试求它们的衰变常数 （以sec -1 为单位）。 2-3 放射性核素平均寿命的含义是什么？试计算 239 124 24410Pu(.)/T y =?， )1.28(Sr 2/190 a T =， 210 121384Po(.)/T d =的平均寿命。 2-4 对只含一种放射性核素的放射源，在不同时间进行测量，所得数据如下：
核辐射测量原理-作业答题要点.doc配套清华大学,复旦大学,北京大学合编的原子核物理实验方法
第一章 辐射源 1、谈谈你所感兴趣的一种辐射源。 答题要点（略）。 第二章 射线与物质的相互作用 8、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，辐射损失和电离损失之比是多少？ 解：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 ， 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： 222222822227.4210d e d e d e e d Z Z Z m Z NE Z NE m m Z m -=≈? Ee=20MeV 时，在相对论区，辐射损失和电离损失之比有如下表达式： ()()800r e 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： 2082 2.05800 ?≈ 11、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？这γ射线的能量是多少？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: 23232 2070.0529 6.02101.8191018.19m A A N cm b γσμ-??==? ???? ≈?= 查γ射线与物质相互作用截面和元素的质量衰减系数表可知，在 μm=0.0517cm 2/g 时相对应的γ射线的能量为1.5 MeV ，μm=0.0703 cm 2/g 时， 222NZ m E z dx dE S rad rad ∝??? ??-=A m N A γμμσρ==
原子核物理及辐射探测学1-4章答案
m0M 2,4 2m e M 2,4 2,4 931.4940 4.0026u 4.0026_ .1 0.952 12.8186U 2.128 10 23 g 4.184 105 8 2 3.0 108 4.65 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E 2 mc 2 m e C 0.511 ----------- 0.924MeV， 2 2.5 3.0 1 v c 2 1 动能T m e c2 1 1 0.413MeV 1 v/2 c 1-2.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 4.7748MeV 2 2 B 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 4.806MeV B 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。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得AE =2.935MeV 1-8利用结合能半经验公式，计算236U,239U最后一个中子的结合能，并与1-5式的结果进行比较。 2 答: BZ, A a V A a S A23 a C Z2A 13 a sym - Z A 1 B P 2 最后一个中子的结合能 2 S n Z,A M Z, A 1 m n M Z, A c ZM 1,1 A Z 1 m n m n ZM 1,1 A Z m n c2 B Z.A 1 BZ, A
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 一、填空题（20分，每小题2分） 1．α粒子与物质相互作用的形式主要有以下两种：激发、电离 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、光电效应、形成电子对 3．β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 4．由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，分辨时间约为：几μs；Ｇ-Ｍ计数管的分辨时间大约为：一百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．由ZnS(Ag)组成的闪烁计数器，一般用来探测α射线的强度 8．由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，一般用来探测γ、X 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、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β、γ、X 射线的能量 11．Ｇ-Ｍ计数管一般用来探测α、β、γ、X 射线的强度 12．金硅面垒型半导体探测器一般用来探测α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射线的能量、强度、能量和强度 14．HPGe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 15．对高能γ射线的探测效率则主要取决于探测器的有效体积 16．对低能γ射线的探测效率则主要取决于“窗”的吸收 17．Ｇ-Ｍ计数管的输出信号幅度与工作电压无关。 18．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 19．前置放大器的两个主要作用是：提高信-噪比、阻抗匹配。 20．谱仪放大器的两个主要作用是：信号放大、脉冲成形 21．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 22．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 23．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 24．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 25．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 26．谱仪放大器的线性指标包括：积分非线性INL、微分非线性DNL 二、名词解释及计算题（10分，每小题5分） 1.能量分辨率: 表征γ射线谱仪对能量相近的γ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 2.探测效率：定义为探测器输出信号数量(脉冲数)与入射到探测器(表面)的粒子数之比 3.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 4.能谱：脉冲幅度经能量刻度后就可以得到计数率 5.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 6.逃逸峰：若光电效应在靠近晶体表面处发生，则X射线可能逸出晶体，相应的脉冲幅度所对应的能量将比入射光子能量小，这种
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。2）知道了特征峰的净峰面积，就可以计算目标元素的含量线性本底法（科沃尔沃森Sterlinski）峰面积法单峰曲面拟合法 谱的定性分析、定量分析的内容？答：定性：确定产生放射性的核素或元素定量：峰边界的确定峰面积计算重锋分析含量计算 核辐射测量特点：核辐射是核衰变的产物核辐射的能量具有特征性核素的含量与特征辐射的
核辐射物理及探测学思考题
思考题 第一章： 1、如何用玻粒二象性及相对论关系论述原子核为什么必须由质子－中子组成？ 2、元素、核素、同位素等的定义有何差别？ 3、在有关原子核的结合能的概念中，结合能、比结合能、质量亏损、质量过剩之间有什么关系？ 4、原子核的核力半径与电荷半径其区别在哪里？ 5、α粒子的核子作用势和中子的核子作用势有什么差别？其库仑势垒的高度各为多少？ 6、试画出角动量量子数分别为1，2，3时的轨道角动量及其分量的示意图。 7、质子、中子和电子的自旋都为1/2，且已知N-14核的自旋为0，试证明原子核不可能由电子和质子组成，但可以由质子和中子组成。 8、什么是玻色子和费米子，哪一种须遵循泡利不相容原理？光子、中子、质子、电子及α粒子个属于哪一类？ 第二章： 1、放射性衰变服从指数规律，说明衰变常数?的物理意义。还有哪些参数来描述衰变的快慢，它们的关系是什么？ 2、多代连续放射性建立暂时平衡和永久平衡的条件是什么？在达到平衡时有什么主要的特点？ 3、试分析确定远期年代中地质放射性鉴年法的原理。 4、99Mo-99mTc母牛为什么构成暂时平衡系，分析其中tm的物理意义和实用上的重要性。 第三章： 1、α衰变与β衰变的衰变能的定义是什么？ 2、如何由α粒子能量来确定子核的激发态的能级分布？ 3、如何解释β粒子的连续的能量分布？β衰变的费米理论的核心是什么？试分析在本章3.2例子的β衰变中跃迁的类型。 4、在核激发态的能级跃迁中存在哪两个竞争过程？发生内转换效应的后续过程是什么？内转换系数如何定义？ 5、如何由电磁辐射的多极性得到γ跃迁的选择定则？。 6、什么是无反冲共振吸收？作为穆斯堡尔核素应满足哪些条件，为什么？ 第四章： 1、核反应过程中服从哪些守恒定则？宇称是否守恒？ 2、什么是放能核反应和吸能核反应？在吸能核反应中如何求阈能，采用质心系有什么优点？ 3、什么是Q方程？ 4、试述核反应截面的定义，并指出截面、微分截面、分截面、总截面及激发曲线之间的关系。 5、核反应的复合核模型的基本要点是什么？如何解释核反应的共振现象和(n,
成都理工《核辐射探测器与核电子学》期末试题
成都理工《核辐射探测器与核电子学》期末试题 2021《核辐射探测器与核电子学》期末考试试题a参考答案 一、填空题（20分，每小题2分） 1．由nai(tl)共同组成的闪光计数器，分辨时间约为：几μs。 2．由zns(ag)组成的闪烁计数器，一般用来探测α射线的强度。 3．由nai(tl)共同组成的闪光计数器，通常用以观测γ(x)射线的能量和强度。4．ｇ-ｍ计数管通常用以观测β、γ、x射线的强度。 5．金硅面垒型半导体探测器一般用来探测α射线的能量和强度。6．hpge半导体探测器一般用来探测γ射线的能量和强度。7．对高能γ射线的探测效率则主要取决于探测器的有效体积。8．前置放大器的两个主要作用是：提高信-噪比、阻抗匹配。9．谱仪放大器的两个主要作用是：信号放大、脉冲成形。10．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。 二、名词解释（15分后，每小题5分后） 1.探测效率――定义为探测器输出信号数量(脉冲数)与入射到探测器(表面)的粒子数之比。 2.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。 3.全能峰――入射光粒子以各种促进作用方式(一次或多次)将全部能量消耗在探测器内而构成的仪器谱峰。 三、计算题（5分） 先行粗略排序6.0mev的α粒子在电离室和金硅面垒探测器中产生的起始电离(离子对数目)，并以此表明金硅面垒半导体探测器能量分辨率比正比计数管低的原因。 电离室是气体探测器，金硅面垒探测器是半导体探测器，它们的平均电离能(w)大约分别为30ev和3ev。所以： 电离室产生的起始电离(n1)=6000000/30=200000（对）金硅面垒探测器产生的起始电离(n2)=6000000/3=2000000（对） 可见，n2比n1大10倍，即n2因统计涨落产生的相对标准差比n1小，金硅面垒探测器的能量分辨率(fwhm)比电离室好。 四、论述题（20分后，每小题10分后） 1．简述闪烁计数器探测γ射线的工作过程。
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 90 64,901.28,90??→→?--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 31000 cm 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31000 cm 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()%5602.42 MeV T =α两种α粒子组成，试计算如下内容并作出Ra 226衰变
《核辐射测量方法》思考题
《核辐射测量方法》思考题 一、名词解释 1.粒子注量 2.粒子注量率 3.能注量 4.能注量率 5.吸收剂量 6.剂量当量 7.照射量 8.剂量当量指数 9.射气系数 10.分辨时间 11.轫致辐射 12.康普顿边 13.康普顿坪 14.累计效应 15.边缘效应 16.和峰效应 17.双逃逸峰 18.能量分辨率 19.探测效率 20.峰总比 21.峰康比 22.能量线性 23.入射本征效率 24.本征峰效率 25.源探测效率 26.源峰探测效率 27.俄歇电子
28.光电吸收系数 29.光电截面 30.放射性活度 31.碰撞阻止本领 32.离子复合 33.光能产额 34.绝对闪烁效率 二、填空 1.天然放射性钍系列的起始核素是其半衰期是。 2.天然放射性铀系列的起始核素是其半衰期是。 3.铀系、钍系和锕铀系中的气态核素分别是、和；其半衰期分别是、 和。 4.α射线与物质相互作用的主要形式是和。 5.β射线与物质相互作用的主要形式是、和。 6.天然γ射线与物质相互作用的主要形式是()、和 7.β衰变的三种形式是、( )和。 8.形成电子对效应的入射光子能量应大于 MeV。 9.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是、和；其γ光子的能量分别是、 和。 10.β－衰变的实质是母核中的一个( )转变为( )。 11.β＋衰变的实质是母核中的一个( )转变为( )。 12.轨道电子俘获的实质是母核中的一个( )转变为( )。 13.半衰期与平均寿命的关系是( )。 14.半衰期与衰变常数的关系是( )。 15.α粒子是高速运动的。 16.天然γ射线的最大能量是( )。 17.天然α射线在空气中的最大射程是( )。 18.α射线与物质相互作用的主要形式是和。
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E e =hv-与 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 （兔核）与t （M 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 M 程。"根据公式:R«（v ） =」^Rb （v ）,可求出。 MZ 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4MeVa 粒子在硅中的阻止时间。伽 4MeV a 粒子的射程为17.8 u m 。 解：解：由题意得4MeVa 粒子在硅中的射程为17. 8um 由 TM1.2X10—7R J 平，Ma=4 得 T 竺1. 2X 10一7 X17. 8X 10一6 X =2. 136 X 10-口（$） 3：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： = 20x82 @ ? 34 （dE/） — 700 700 ' / dx Jlon 4光电子能量： 光电子能量：（带入B K ） 康普 顿反冲电子能量： m o c 2 = 0.511Mev
2.042(1 —cos 20。) = 1.84x10-23(^2 厂 Er 2(l-cos0) 2.042(1 —cos 20°) 4.1616x0.06 八。〜、， Be = ------------------------- — -------------------------------- —------------------------- — n m 0c 2 +Er(l-cos^) 0.511 + 2.04(1-cos 20°) 0.511 + 2.04x0.06 ' 5:Y 射线束的吸收 解：由题意可得线性吸收系数n = Q.6cm~', p pb = 11.2g /cm 质量吸收系叽=土= °成〃广，=5.36x 10~2cm 2 /g Ppb lL2g/cm 由〃 =b,. * N 可得吸收截面： 以 _ 0.6cm -1 万—3.28x1()22 /c 〃 3 其中N 为吸收物质单位体积中的原子数N = 3.28X 1()22 /凯3 I(t) = y 要求射到容器外时强度减弱99.9% 坐=0.1% .•"*= 0.00唧t=5Inl0 1。 =11.513cm 6：已知/(0 = A(l-e'?) t 是自变量。 %1 求i 增大时，曲线的变化形势。 %1 画出f(t)的曲线。 答：①当i 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)=A(l-e”「)的图像为下面图一：其中yl,y2,y3,y4,y5,y6分别为「为 0.25,0.5,1,2,3,4 日寸的图像 当A<0时，f(t)= A(l-e"「)的图像为下面图二：其中yl,y2,y3,y4,y5,y6分别为「为 AXltff 早漱隅爆
《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) 18 8(,)O d p x ， (b) 8739(,)x p Y α ， (c) 123 124 5253(,)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)= 4 2.442MeV ； 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 R π-=ε Z 为核电荷数，R 为核半径，r 0 取1.5×10-15m 。试计算13C 和13N 核的库
核辐射探测复习题第三章闪烁体探测器
1.闪烁探测器是利用________________在核辐射的作用下会发光的特性探测辐射的，光电 器件将微弱的闪烁光转变为______，经过多次倍增放大后，输出一个______。 2.无机闪烁体的特点是：对带电粒子的阻止本领__（大或小），时间相应__（快或慢），发 光效率__(高或低)，能量线性相应__（好或差）。 3.发光效率C发光与光输出S成______(正比或反比)关系。 4.对于有机闪烁体而言，发光衰减时间有快、慢两种成分，其衰减规律表达式为：_________. 5.同一种有机闪烁体下发光曲线中慢成分的强度主要与入射核辐射的粒子______(能量或 种类)相关。 6.__________是用来描述光在闪烁体中的传输情况，标志着闪烁体所能使用的最大尺度的 一个量。 7.能量响应是表示____________与____________之间的关系，其理想的曲线是______(正态 分布、泊松分布或线性的)。 8.核辐射测量中经常用到NaI(Tl)探测γ射线，其中测量β辐射和中子选用____________， 也可以选用____________，测量α辐射一般选用____________，测量低能X射线和高能γ射线选用____________。（BGO闪烁体，塑料闪烁体，有机液体闪烁体，ZnS(Ag)闪烁体） 9.光学收集系统主要包括______，______和______。其中______可以减少光在交界面的全 反射，使光有效的传输到光电倍增管的阴极；______能够把闪烁体中各个方向发射的光有效的发射到光电倍增管的阴极上。 10. 上图是闪烁探测器的输出信号的过程示意图，请依照正确组成填写空白处。（闪烁体； 光电倍增管；前置放大器；阳极；放大器；直流偏压；光阴极；打拿级；） 11.NaI闪烁体探测器对于β和γ射线的平均电离能为______；半导体探测器Si和Ge的平 均电离能为______；气体探测器中气体的平均电离能为_______。(2eV，3eV，20eV，30eV，200eV，300eV)。 12.闪烁探测器从核辐射进入闪烁体到输出电压脉冲经历了一系列过程，其中间过程按照正 确的时间顺序为：__________________________，其中时间分辨是探测器对两组相继发生的事件的最小时间间隔，造成时间分辨的因素是时间的离散，那么时间离散的主要因素是______过程。 A：闪烁光子从发光地点到达光阴极的时间； B：辐射粒子或引起的次级电子在闪烁体中耗尽能量的时间； C：阳极收集电荷在输出回路上输出脉冲电压； D：光电子的渡越时间；、
核辐射探测 课程试卷(A卷、05级反应堆工程、生物医学工程专业)
X X X X X X 2007 –2008 学年度第2学期 核辐射探测 课程试卷(A 卷、05级反应堆工程、生物医学工程专业) 考试日期：2008年6月13日 考试类别：考试 考试时间：120分钟 题号 一 二 三 四 五 …… 总分 得分 一、简答题：（共 35 分） 1．带电粒子与物质发生相互作用有哪几种方式？（5分） 与原子核弹性碰撞；（核阻止）（1分） 与原子核的非弹性碰撞；（轫致辐射）（1分） 与核外电子弹性碰撞； （1分） 与核外电子的非弹性碰撞；（电离和激发）（1分） 正电子湮灭；（1分） 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。具体如下图所示。（5分） 填空: Ⅰ 复合区（1分）Ⅱ饱和区（电离室区）（1分）Ⅲ 正比（计数）区（1分） Ⅳ 有限正比区 （1分）Ⅴ G-M 区 （1分） 注：1）有限区的0.5分 3．通用闪烁体探头的组成部件有那些？为什么要进行避光处理？（5分） 答案要点1）闪烁体（1分）、光学收集系统（1分）（硅油和反射层）、光电倍增管（1分）、 2）光电倍增管的光阴极（1分）具有可见光光敏性（1分），保护光电倍增管。 4．PN 结型半导体探测器为什么要接电荷灵敏前置放大器？（5分） 答：由于输出电压脉冲幅度h 与结电容Cd 有关（1分），而结电容 随偏压（2分）而变化，因此当所加偏压不稳定时，将会使h 发生附加的涨落，不利于能谱的测量；为解决该矛盾，PN 结半导体探测器通常不用电压型或电流型前置放大器，而是采用电荷灵敏前置放大器。电荷灵敏放大器的输入电容极大，可以保证 C 入 >> Cd ，（2分）而 C 入是十分稳定的，从而大大减小了Cd 变化的影响。可以保证输出脉冲幅度不受偏压变化的 得分 阅卷人 学院 专业 考号 姓名 ………………………………………线………………………………………订………………………………………装……………………………………… 0/1V C d
核辐射物理与探测学复习
核辐射物理与探测学复习 核辐射物理与探测学复习 注：本提纲中的问题覆盖范围并不完备，因此不能完全替代书本复习，仅作参考之用！ 一、关于载流子 1) 无论是气体探测器，还是闪烁、半导体探测器，其探测射线的本质都是将射线沉积在探 测器灵敏体积内的能量转换为载流子。这三种探测器具有不同的载流子，分别是：气体（），闪烁体（），半导体（）； 答： 气体：电子－离子对； 闪烁体：第一个打拿极收集到的光电子； 半导体：电子－空穴对； 2) 在这个转换过程中，每产生一个载流子都要消耗一定的能量，称之为（），对于三种探测 器来说，这个能量是不同的，分别大概是多少？气体（），闪烁体（），半导体（）。这个能量是大些好，还是小些好？为什么？ 答： 平均电离能；30eV，300eV，3eV； 这个能量越小越好，因为平均电离能越小，产生的载流子就越多，而载流子的数目服从法诺分布，载流子越多则其数目的相对涨落越小，这会导致更好的能量分辨率； 3) 在这个转换过程中，射线沉积在探测器中的能量是一个（）变量，而载流子的数目是一 个（）变量，载流子的数目是不确定的，它服从（）分布，该分布的因子越是大些好，还是小些好？为什么？ 答：连续型变量；离散型变量；法诺分布；法诺因子越小越好，小的法诺因子意味着小的统计涨落，导致好的能量分辨率； 二、关于探测效率
1) 对于不带电的粒子（如γ、中子），在探测器将射线沉积在其灵敏体积中的能量转换为载 流子之前，还需要经历一个过程，如果没有该过程，则探测器无法感知射线。以γ射线为例，这个过程都包含哪些反应（）？这个过程的产物是什么（）？对于1个1MeV的入射γ射线，请随便给出一个可能的该产物能量（）？ 答： 对于γ射线，这些反应包括光电效应、康普顿散射以及电子对效应（如果γ射线的能量>1.022MeV）； 这些反应的产物都是次级电子； 对于1个1MeV的γ射线，次级电子的能量可以是几十keV～几百keV，也可以是接近1MeV； 2) 这个过程发生将主要地决定探测器的探测效率，那么影响探测效率（本征）的因素都有 哪些（）？在选择探测器的时候，为了得到高的探测效率（本征），应该做什么考虑（）？ 答： 影响本征探测效率的因素有：探测器的原子序数、密度、体积、形状，以及γ射线的能量，甚至还包括射线射入探测器的位臵、角度； 在选择探测器时，为了得到高的本征探测效率，应该选择那些原子序数高、密度大的探测器，探测器的体积要大并且探测器的形状合理（例如正圆柱形）； 3) 绝对探测效率和本征探测效率的区别是什么？ 答： 绝对探测效率考虑的是对每一个源发射出的粒子，探测器测量到的计数值； 本征探测效率考虑的是对每一个射入探测器的粒子，探测器测量到的计数值。 绝对探测效率是整个探测系统中所有环节的综合表现；而本征探测效率则主要反映了探测器的特性；