核辐射测量方法
一、名词解释 每名词3分 共24分 半衰期 放射性核素数目衰减到原来数目一半所需要的时间的期望值。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 N/dt。射气系数 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%。原子核基态 处于最低能量状态的原子核 这种核的能级状态叫基态。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。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成为α衰变衰变率 放射性核素单位时间内衰变的几率。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。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。线衰减系数 射线在物质中穿行单位距离时被吸收的几率。质量衰减系数 射线穿过单位质量介质时被吸收的几率或衰减的强度 也是线衰减系数除以密度。铀镭平衡常数 表示矿 岩 石中铀镭质量比值与平衡状态时铀镭质量比值之比。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 。平均电离能 在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。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。核素:具有特定质量数 原子序数和核能态 而且其平均寿命长的足以已被观察的一类原子粒子注量 进入单位立体球截面积的粒子数目。粒子注量率 表示在单位时间内粒子注量的增量能注量 在空间某一点处 射入以该点为中心的小球体内的所有的粒子能量总和除以该球的截面积能注量率 单位时间内进入单位立体球截面积的粒子能量总和比释动能 不带电电离粒子在质量为dm的某一物质内释放出的全部带电粒子的初始动能总和剂量当量 某点处的吸收剂量与辐射权重因子加权求和同位素: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照射量率 单位质量单位时间内γ射线在空间一体积元中产生的电荷。剂量当量指数 全身均匀照射的年剂量的极限值同质异能素 具有相同质量数和相同原子序数而半衰期有明显差别的核素平均寿命 放射性原子核平均生存的时间.与衰变常熟互为倒数。电离能量损耗率 带电粒子通过物质时 所经过的单位路程上 由于电离和激发而损失的平均能量平衡含量铀 达到放射性平衡时的铀含量分辨时间: 两个相邻脉冲之间最短时间间隔康普顿边:发生康普顿散射时 当康普顿散射角为一百八十度时所形成的边康普顿坪 当康普顿散射角为零到一百八十度时所形成的平台累计效应:指y光子在介质中通过多次相互作用所引起的y光子能量吸收边缘效应: 次级电子产生靠近晶体边缘 他可能益处晶体以致部分动能损失在晶体外 所引起的脉冲幅度减小和峰效应: 两哥y光子同时被探测器晶体吸收产生幅度更大的脉冲 其对应能量为两个光子能量之和双逃逸峰 指两个湮没光子不再进行相互作用就从探测器逃出去响应函数: 探测器输出的脉冲幅度与入射γ射线能量之间的关系的数学表达式能量分辨率: 表征γ射线谱仪对能量相近的γ射线分辨本领的参数探测效率 表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲1. 峰总比:全能峰的脉冲数与全谱下的脉冲数之比峰康比:全能峰中心道最大计数与康普顿坪内平均计数之比
峰总比 全能峰内的脉冲数与全谱下的脉冲数之比入射本征效率 指全谱下总脉冲数与射到晶体上的y光子数之比本征峰效率 全能峰内脉冲数与射到晶体上y光子数之比源探测效率:全谱下总计数率与放射源的y光子发射率之比源峰探测效率:全能峰内脉冲数与放射源y光子发射率之比光电吸收系数:光子发生光电效应吸收几率光电截面:一个入射光子单位面积上的一个靶原子发生光电效应的几率原子核基态 原子核最低能量状态轫致辐射 高速带电粒子通过物质时与库仑场作用而减速或加速时伴生的电磁辐射。俄歇电子 在
原子壳层中产生电子空穴后处于高能级的电子和跃迁到这一层 同时释放能量 当释放的能量传递到另一层的一个电子 这个嗲你脱离原子而发射出来 发射出来的电子称为俄歇电子。二、填空 每空0.5分 共9分 1. 天然放射性钍系列的起始核素是238U 其半衰期是4.468×109a 2. 天然放射性铀系列的起始核素是232T其半衰期是1.41×1010a 3. 铀系、钍系和锕铀系中的气态核素分别是222Rn、220Rn 和219Rn 其半衰期分别是3.825d、54.5s和3.96s 。4. α射线与物质相互作用的主要形式是电离和激发。5. 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。6. 天然γ射线与物质相互作用的主要形式是光电效应、康普顿效应和电子对效应7. β衰变的三种形式是β-衰变、β+衰变和轨道电子俘获。8. 形成电子对效应的入射光子能量应大于1.02MeV。
9. 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。10. β 衰变的实质是母核中的一个中子转变为质子。11. β 衰变的实质是母核中的一个质子转变为中子。12. 轨道电子俘获的实质是母核中的一个质子转变为中子。13. 半衰期与平均寿命的关系是2/144.11T 。14. 半衰期与衰变常数的关系是 693.021ln2/1 T。15. α粒子是高速运动的氦原子核。16. 天然γ射线的最大能量是 2.62 MeV 。17. 天然α射线在空气中的最大射程是8.62cm 。18. 铀系气态核素是222Rn 其半衰期是3.825d。19. 中子按照能量可以大致分为慢中子、中能中子和快中子三类。20. γ射线谱仪的性能指标中表征γ能谱仪能量分辨本领的参量是半高宽度 FWHM 。21. 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。
22. 描述带电粒子束大小的物理量及其单位是照射量率和C∕ kg s 23. 钴60伽玛射线源放出两种伽玛射线的能量是1.33Mev和 1.17Mev 四、论述题24. β衰变放出的β粒子的能谱 为什么是连续谱。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。25. 试画出Cs-137的衰变纲图。26. 试画出Co-60的衰变纲图。27. 试画出K-40的衰变纲图。28. 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29. 什么是“小探测器”是指探测器的体积小于初始γ射线与吸收材料相互作用所产生的次级γ辐射的平均自由程 30. 简述照射量的物理概念及其与吸收剂量之间的关系。答 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。31. 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32. 什么是放射性暂时平衡。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33. 试解释散射射线照射量率与散射体原子序数Z的关系曲线。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34. 简述引起伽玛射线仪器谱复杂化的主要因素 累积效应和峰效应特征X射线逃逸边缘效应35. 简述在伽玛射线谱上来自探测器外的主要干扰辐射 特征X射线峰散射辐射和反散射峰湮没辐射峰韧致辐射的影响36. 简述我国对放射源的分类及其对人体健康的危害程度。放射源类型分为五类。Ⅰ类放射源为极高危险源 在没有防护情况下接触这类源几分钟到一小时可以致死。Ⅱ类放射源为高危险源 在没有防护的情况下接触几小时至几天可以致死。Ⅲ类放射源为危险源 在没有防护情况下接触几小时可对人造成永久性损伤 接触几天至几周可以致死。Ⅳ类放射源为低危险源 基本上不会
对人造成永久性伤害 但对长时间 近距离接触此类源可造成可修复的临时性损伤。Ⅴ类源为极低危险源 不会对人造成永久性损伤。37. 简述产用的闪烁探测器 α、β、γ射线分别用哪种闪烁体探测器比较合适 ZnS Ag 闪烁体塑料、液体闪烁体NaI(Tl) 38. 简述电离型探测器和闪烁型探测器的区别。
电离探测器是通过收集射线在气体中的电离电荷来测量核辐射。闪烁探测器是通过带电粒子打在闪烁体上 使原子分子等发生电离激发 在退激过程中发光 利用光电倍增管将光信号转变为可测电信号来测量核辐射39. 在小立体角带电粒子测量中对总探测效率影响较大的因素有哪些 40. 在带电粒子测量4π计数法中总探测效率主要考虑的影响因素有哪些 41. 源探测效率εs的主要影响因素有哪些 1、为去除噪声脉冲 仪器设置一定的甄别阈 这将去除一小部分幅度小的γ脉冲。2、射线打在晶体外壳 反射层等物质不可避免的发生散射 散射射线的存在 这会对计数产生干扰3、特征X射线或韧致辐射的干扰42. 探测器固有能量分辨率的理论数学表达式 对其主要的影响因素有哪些 43. 全能峰是怎么形成的? 44. 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 。随着入射射线能量增加和探测晶体体积的增大 NaI(Tl)探测器的特征X射线逃逸峰会逐渐消失。 2分 45. 画出γ能谱仪的基本框图 并说明各个部分的作用。闪烁体光电倍增管前置放大器放大器多道脉冲幅度分析器处理微机电源模块闪烁体和倍增管是探测器部分 用于将γ射线的能量转化为可以探测的电信号。前置放大器是将信号进行一定倍数的放大。主放大器是将信号转化微可以供多道脉冲幅度分析器使用的信号。多道脉冲幅度分析器将信号转化成数字信号。微机对采集的信号进行软件的处理。
46. 随着入射γ射线能量的变化 γ射线与物质相互作用的主要效应所占比例如何变化 天然核素释放的伽玛射线在岩石中作用最主要的形式是什么 解答 伽马射线与物质相互作用的主要形式是光电效应、康普顿效应和电子对效应 1分 。随着入射伽玛射线能量的变化 三种效应所占比例是不同的。低能光子与物质作用的主要形式是光电效应 2分 随着射线能量增大 光电效应所占比例逐渐降低 康普顿效应所占比例增加 成为射线与物质作用的主要形式 2分 。当入射光子能量大于1.02MeV 将存在形成电子对效应的几率 并随着能量的继续增大 电子对效应所占的比例会逐渐增大 而康普顿效应和光电效应所占比例逐渐降低。电子对效应是高能量光子与物质作用的主要的作用形式。 2分 在0.3MeV~3MeV范围内 γ天然放射性核素产生的γ射线与岩石作用最主要的形式是康普顿效应。 2分 47. 简述NaI(Tl)仪器谱中反散射峰的形成的机理和能量特点。γ射线在探头和源衬托物上以及周围的屏蔽物上都易发生散射 特别是在进入晶体被吸收是康普顿坪的计数增加 将在胖普顿坪上形成一个小的凸起这就是由反散射光子形成 由于反散射光子的能量随入射光子能量变化不大 反散射峰通常在200Kev左右48. 简单描述伽玛射线与物质相互作用的电子对效应。49. 常用的γ能谱测量的探测器有那些 用于γ总量测量探测器有那些 能谱测量 半导体探测器正比计数器闪烁探测器电离室。总量测量 半导体探测器正比计数器闪烁探测器电离室盖革计数管50. 简述放射性核素活度相对测量的原理。先选取适当的标准源 测量其计数率n标。由于标准源的活度A标已知 则由下式可算得探测装置的总探测效率η
核辐射及其剂量检测仪
核辐射剂量检测仪 随着核能、核工业、核医学以及核科学实验的蓬勃发展，核辐射安全与检测逐渐受到公众的关注。 核辐射基本概念 核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中以电磁波或微粒的形式释放出的一种能量，主要包括α射线（4He 核）、β射线（正负电子流）、γ射线。 核辐射标志： 核辐射基本单位 放射性活度A：放射性物质单位时间内发生衰变的次数，单位：贝克勒尔（Bq）、居里（Ci），1Ci=3.7*10^10Bq。 吸收剂量D：单位质量受照物质中所吸收的平均能量，单位：焦耳/千克（J/Kg），专业单位名称：戈瑞（Gy）。 照射量X：x或γ射线在单位质量空气中释放出的所有正负电子全部被阻停空气中时，产生的同一符号的离子的总电荷量，单位：库伦/千克(C/Kg)，专业单位名称：；伦琴（R）。 辐射类型 辐射分为天然辐射和人工辐射两大类： 一、天然辐射
包括宇宙射线（主要是质子和α粒子）、宇生放射性核素（14C、3H、22Na、7Be）和原生放射性核素（238U、232Th、235U三个天然放射性系） 二、人工辐射 人工辐射主要来源于医疗辐射、核电站、核试验、核工业、核技术应用、核爆炸、核事故及辐射事故。 核辐射的生物效应 辐射生物学效应是指在一定条件下，射线作用于生物机体，从生物机体吸收辐射能量开始，引起生物机体电离或激发，引发体内的各种变化，使机体中的生物大分子（如蛋白质分子，DNA分子和酶）的结构破坏，进一步影响组织或器官的正常功能，严重时导致机体死亡。 不同类型的辐射、不同的照射剂量、不同的受照时间、不同的受照部位和不同的受照人群所造成的辐射生物效应不同。 辐射生物效应主要分为确定性效应和随机性效应。
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+→。
成都理工大学核辐射测量方法复习题(研究生师兄制作良心版)
一、名词解释（每名词3分，共24分） 半衰期：放射性核素数目衰减到原来数目一半所需要的时间的期望值。 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。 射气系数：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%。 原子核基态：处于最低能量状态的原子核，这种核的能级状态叫基态。 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。 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成为α衰变 衰变率：放射性核素单位时间内衰变的几率。 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。 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。线衰减系数：射线在物质中穿行单位距离时被吸收的几率。 质量衰减系数：射线穿过单位质量介质时被吸收的几率或衰减的强度，也是线衰减系数除以密度。 铀镭平衡常数：表示矿（岩）石中铀镭质量比值与平衡状态时铀镭质量比值之比。 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）。 平均电离能：在物质中产生一个离子对所需要的平均能量。 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。 核素:具有特定质量数，原子序数和核能态，而且其平均寿命长的足以已被观察的一类原子 粒子注量：进入单位立体球截面积的粒子数目。 粒子注量率：表示在单位时间内粒子注量的增量 能注量：在空间某一点处，射入以该点为中心的小球体内的所有的粒子能量总和除以该球的截面积 能注量率：单位时间内进入单位立体球截面积的粒子能量总和 比释动能：不带电电离粒子在质量为dm的某一物质内释放出的全部带电粒子的初始动能总和 剂量当量：某点处的吸收剂量与辐射权重因子加权求和 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 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 照射量率：单位质量单位时间内γ射线在空间一体积元中产生的电荷。 剂量当量指数：全身均匀照射的年剂量的极限值 同质异能素：具有相同质量数和相同原子序数而半衰期有明显差别的核素 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。 电离能量损耗率：带电粒子通过物质时，所经过的单位路程上，由于电离和激发而损失的平均能量 平衡含量铀：达到放射性平衡时的铀含量 分辨时间: 两个相邻脉冲之间最短时间间隔 康普顿边:发生康普顿散射时，当康普顿散射角为一百八十度时所形成的边 康普顿坪：当康普顿散射角为零到一百八十度时所形成的平台 累计效应:指y光子在介质中通过多次相互作用所引起的y光子能量吸收 边缘效应: 次级电子产生靠近晶体边缘，他可能益处晶体以致部分动能损失在晶体外，所引起的脉冲幅度减小 和峰效应: 两哥y光子同时被探测器晶体吸收产生幅度更大的脉冲，其对应能量为两个光子能量之和 双逃逸峰：指两个湮没光子不再进行相互作用就从探测器逃出去 响应函数: 探测器输出的脉冲幅度与入射γ射线能量之间的关系的数学表达式 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 探测效率：表征γ射线照射量率与探测器输出脉冲1. 峰总比:全能峰的脉冲数与全谱下的脉冲数之比 峰康比:全能峰中心道最大计数与康普顿坪内平均计数之比
核辐射预警监测系统监控软件设计研究
本文由yang6256922贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 核辐射预警监测系统监控软件设计研究 刘伟1姜玉伟2 (1,防化研究院第二研究所/2,防化指挥工程学院,北京,102205) 摘要:本文简单介绍桩辐射预警监洲系统概况和网络配置,依据可靠性实对性,实用-}生和暑全性原则提出了核辐射预警监测系统监控软件的功能需求,划分和描连了软件功能模块,为监控软件的实现提供了设计依据和技术连径. 1引言 20世纪60年代以来.国际恐怖活动日益猖撅,对国家和公众宜仝的威胁与日俱增.核与辐射恐怖袭击对人员杀伤作用和对环境的长期污染非常严重.其影响比传统恐怖袭击更为长远,而成为恐怖组织&期追求的目标:核技术及核物质的加速扩散,为恐怖组织获得核与辐射恐怖袭击手段提供了有利条t't:.随着2008年北京奥运会的运步临近,我国反恐形式日益严峻,对桩与辐射突发事什的防范和应急响应提出了更高的要求.针对我国反核与辐射恐怖的迫切需求.我们正在开展核辐射预警监测系统的研究. 2系统介绍 用1系统同络配置 核辐射预警监测系统包含1个车载监控指挥中心fVMC),14个固定监测点和2个机动监测点. 还有三种可选设备:通道人员检测设备f门梃式辐射污辩报警仪),车辆检测设备f放射性移动物体监测门)和核化一体报警器:另外.核辐射预警监测系统可增加1个奄内监控中心fIMC J,在室内对系统进行监视.为了满足各种情况需要,车载监控中心可以通过有线7串口).自组织无线网络和 GPRS网络(USB端El:USB总线接口芯片CH372)获得监测点数据.网络』司时并存或者只取其. 一般情况下,系统网络配置如图l所示. 3软件设计原则 对于计算机监控系统来说,软件起着至关重要的作用,在很大程度上决定了系统的先进性,可靠性,实用性Ⅲ.核辐射预警监测系统监控软件设计依据如下: 1.可靠性原则.可靠性不仅意味着系统工作的正确性,而且要求系统工作的连续性.核辐射预警监测系统监控软件采用模块化设计,软件系统又采用冗余性设计,在一台服务器出现故障时,可以启动备用服务器继续工作. 2.实时性原则.实时性要求系统能够实时反映监测量并及时做出控制决策,即具有较快的响应速度.为了减少通信数据量,一般情况下,核辐射预警监测系统监控软件周期性对监测点进行查询访问,但出现报警时则监测点主动上报,监控软件能够及时给出报警信息. 3.实用性原则.核辐射预警监测系统监控软件基于windows系统开发,界面风格采用人们熟悉的windows风格,软件并提供详细的帮助信息,使用户可以很容易地熟悉和掌握系统的使用方法. 4.安全性原则.监控软件的启动和数据库的查询访问都需要安全登录,根据不同的访问权限具有不同的操作权限,数据库定时自动进行增量备份和全备份. 4软件功能需求 根据系统网络结构需要,核辐射预警监测系统监控软件相应可以分为为室内监控中心监控软件 (IMCSoft)和车载监控中心监控软件(VMCSoft).车载监控中心监控软件(VMCSoft)安装在车载监控中心服务器和备份服务器,在服务器出现异常情况下人工启动备份服务器,对来自串口和USB 端口的监测点数据进行接收;室内监控中心监控软件(ⅡvICSoft)安装在室内监控中心服务器,通过 LAN或者Interact接收来自车载监控中心(VMC)的数据.如果没有车载监控中心,则可将VMCSoft 安装在室内监控中心,接收到的数据可以转发至另外的室内监
原子核物理辐射探测学期末试题及其答案1
西南科技大学2010-2011-1学期 《核辐射探测学》本科期末考试试卷(B卷) 课程代码 2 4 3 1 4 0 9 8 0 命题单位国防科技学院辐射防护与环境工程教研室 一．填空题（每空2分，共30分） 1.带电粒子的射程是指__________________，重带电粒子的射程与其路程_________。 2.根据Bethe公式，速度相同的质子和氘核入射到靶物质中后，它们的能量损失率之比是 _________ 3.能量为2.5 MeV的γ光子与介质原子发生康普顿散射，反冲电子的能量范围为_________， 反冲角的变化范围是_________。 4.无机闪烁体NaI的发光时间常数是430 ns，则闪烁体被激发后发射其总光子数目90%的光 子所需要的时间是_________。 5.光电倍增管第一打拿极的倍增因子是20，第2~20个打拿极的倍增因子是4，打拿极间电 子传输效率为0.8，则光电倍增管的倍增系数为_________。 6.半导体探测器中，γ射线谱中全能峰的最大计数率同康普顿峰的最大计数率之比叫做____。 7.电离电子在气体中的运动主要包括_________、_________、_________。 8.探测效率是指___________与进入探测器的总的射线个数的比值。 9.若能量为2 keV的质子和能量为4 keV的α粒子将能量全部沉积在G-M计数器的灵敏体积 内，计数器输出信号的幅度之比是_________。 10.当PN结探测率的工作电压升高时，探测器的结电容_________，反向电流_________。 二．名词解释（每题4分，共16分） 1.湮没辐射 2.量子效率 3.电子脉冲电离室 4.分辨时间 三．简答题（每题8分，共32分） 1.电离室的工作机制？屏栅电离室相比一般的平板电离室有什么优点？ 2.有机闪烁体中“移波剂”、无机闪烁体中“激活剂”，他们的作用分别是什么？ 3.简述PIN结探测器的结构和工作原理，和PN结探测器相比它有什么优点？ 4.气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器各有什么优点？用于α粒子探测的主要是哪类探 测器，为什么？ 四．计算题（共22分）
电磁辐射检测方法
常规电磁辐射监测方法 1.电磁辐射污染源监测方法 1)环境条件 应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。 2)测量仪器 可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪。采用有方向性探头时，应在测量点调整探头方向以测出测量点最大辐射电平。 测量仪器工作频带应满足待测场要求，仪器应经计量标准定期鉴定。 3)测量时间 在幅射体正常工作时间内进行测量，每个测点连续测5次，每次测量时间不应小于15秒，并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间。 4)测量位置 测量位置取作业人员操作位置，距地面0.5、1、1.7m三个部位。 辐射体各辅助设施（计算机房、供电室等）作业人员经常操作的位置，测量部位距地面0.5—1.7m。 辐射体附近的固定哨位、值班位置等。 数据处理 出每个测量部位平均场强值（若有几次读数）。 根据各操作位置的E值（H、P d）按国家标准《电磁辐射防护规定》（GB 8702—88）或其它部委制定安全限值”作出分析评价。 2.环境电磁辐射测量方法 1）测量条件 气候条件： 气候条件应符合待业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度相对湿度。 测量高度： 离地面1.7~2m高度。也可根据不同目的，选择测量高度。 测量频率： 电场强度测量值＞50 dBμV/m的频率作为测量频率。 测量时间： 本测量时间为5：00~9：00，11：00~14：00，18：00~23：00城市环境电磁辐射的高峰期。 24小时昼夜测量，昼夜测量点不应少于10点。 测量间隔时间为1h，每次测量观察时间不应小于15s，若指针摆动过大，应适当延长观察时间。 2）布点方法 典型辐射体环境测量布点
核辐射仪器产业现状与发展
第一章核辐射仪器产业现状与发展 一、政策法规 国家发展和改革委员会于2004年3月发布并组织实施了《民用非动力核技术高技术产业化专项》，明确了重点技术方向，其中“射线探测技术在环保领域的应用”被明确列入发展规划当中。国家环保部拟在近期颁布《放射性同位素与射线装置安全和防护实施办法》法令。已颁布的监管法规： 1.《中华人民共和国放射性污染防治法》 第十届全国人民代表大会常务委员会第三次会议于2003年6月28日通 过，2003年10月1日起施行。 2.《放射性同位素与射线装置放射防护条例》 文号：国务院令第44号发布日期：1989-10-24 实施日期：1989-10-24 3.《放射环境管理办法》 国家环保局令第三号发布，1990年6月22日实施 4.《油(气)田非密封型放射源测井放射卫生管理办法》 文号：卫监发[1991]第38号发布日期：1991-9-14 实施日期：1991-9-14 5.《含放射性物质消费品卫生防护管理规定》 文号：卫监发[1995]第2号发布日期：1995-1-9 实施日期：1995-3-1 6.《放射工作卫生防护管理办法》 文号：卫生部令第17号发布日期2001-10-23 7.《放射防护器材与含放射性产品卫生管理办法》 文号：卫生部令第18号发布日期2001-10-23 二、监管部门及职能 中央编办2003年12月8日发布的[2003]17号文件《关于放射源安全监管部门职责分工的通知》中明确规定： 1.环保部门（核安全主管部门）负责放射源的生产、进出口、销售、使用、 运输、贮存和废弃处置安全的统一监管。制订和组织实施放射源安全的法律法规和技术标准；建立并实施放射源登记管理制度；根据涉源单位提供
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（）？
成都理工大学《核辐射测量方法》考题
“核辐射测量方法”思考题 一、名词解释 1.核素 2.半衰期 3.碰撞阻止本领 4.平均电离能 5.粒子注量 6.粒子注量率 7.能注量 8.能注量率 9.比释动能 10.吸收剂量 11.剂量当量 12.辐射量 13.同位素 14.放射性活度 15.照射量 16.剂量当量指数 17.射气系数 18.α衰变 19.核衰变 20.同质异能素 21.轨道电子俘获 22.半衰期 23.平均寿命 24.电离能量损耗率 25.衰变常数 26.伽玛常数 27.平衡铀含量 28.分辨时间 29.轫致辐射 30.康普顿边 31.康普顿坪 32.累计效应 33.边缘效应 34.和峰效应 35.双逃逸峰
36.响应函数 37.衰变率 38.能量分辨率 39.探测效率 40.峰总比 41.峰康比 42.能量线性 43.入射本征效率 44.本征峰效率 45.源探测效率 46.源峰探测效率 47.俄歇电子 48.线衰减系数 49.光电吸收系数 50.质量衰减系数 51.光电截面 52.原子核基态 53.铀镭平衡常数 54.放射性活度 55.碰撞阻止本领 56.离子复合 57.光能产额 58.绝对闪烁效率 59. 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。
核辐射探测复习资料B.
核技术 核探测复习材料 一、简答题： 1．γ射线与物质发生相互作用有哪几种方式？（ 5分） 答：γ射线与物质发生相互作用（1）光电效应 （2）康普顿效应（得2分）（3）电子对效应（得2分） 2．典型的气体探测器有哪几种？各自输出的最大脉冲幅度有何特点，试用公式表示。（5分） 答：典型的气体探测器有（1）电离室（得1分）（2）正比计数管（得1分）（3）G-M 计数管（得1分） 脉冲幅度：（1）电离室：C e w E v = （得1分）（2）正比计数管：C e w E M v ?= （得0.5分）（3）G-M 计数管 最大脉冲幅度一样（得0.5分） 3．简述闪烁体探测器探测γ射线的基本原理。（5分） 答：γ射线的基本原理通过光电效应 、 康普顿效应和电子对效应产生次级电子（得1分），次级电子是使闪烁体激发（得1分），闪烁体退激发出荧光（得1分），荧光光子达到光电倍增管光阴极通过光电效应产生光电子（得1分），光电子通过光电倍增管各倍增极倍增最后全部被阳极收集到（得1分），这就是烁体探测器探测γ射线的基本原理。 注：按步骤给分。 4．常用半导体探测器分为哪几类？半导体探测器典型优点是什么？（5分） 答：常用半导体探测器分为(1) P-N 结型半导体探测器（1分）(2) 锂漂移型半导体探测器；（1分）(3) 高纯锗半导体探测器；（1分） 半导体探测器典型优点是(1) 能量分辨率最佳；（1分）(2)射线探测效率较高，可与闪烁探测器相比。（1分） 5．屏蔽β射线时为什么不宜选用重材料？（5分） 答：β射线与物质相互作用损失能量除了要考虑电离损失，还要考虑辐射损失（1分），辐 射能量损失率 2 22NZ m E z dx dE S rad rad ∝??? ??-= 与物质的原子Z 2成正比（2分），选用重材料 后，辐射能量损失率必然变大，产生更加难以防护的x 射线（2分）。故不宜选用重材料。 注：按步骤给分。 6．中子按能量可分为哪几类？中子与物质发生相互作用有哪几种方式。（5分） 答案要点：第1问：快中子、热中子、超热中子、慢中子 答对3个以上得1分 第2问：中子的弹性和非弹性散射（1分）、中子的辐射俘获（1分）、中子核反应（1分）、中子裂变反应（1分） 二、证明题：（共10分） 1． （5分）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。 答： 答：对γ光子能量 νγh E =；（1分）动量c h P ν γ=。（1分） 由能量守恒，有
环境核辐射监规定(GB1237990)
环境核辐射监测规定(GB12379-90) 1 主题内容与适用范围 本标准规定了环境核辐射监测的一般性准则。 本标准适用于在中华人民共和国境内进行的一切环境核辐射监测。 2 引用标准 GB 8703 辐射防护规定 3 术语 3.1 源项单位 从事伴有核辐射或放射性物质向环境中释放并且其辐射源的活度或放射性物质的操作量大于从事伴有核辐射或放射性物质向环境中释放并且其辐射源的活度或放射性物质的操作量大于GB 8703规定的豁免限值的一切单位。 3.2 环境保护监督管理部门 国家和各省、自治区、直辖市及国家有关部门负责环境保护的行政监督管理部门。 3.3 核设施 从铀钍矿开采冶炼、核燃料元件制造、核能利用到核燃料后处理和放射性废物处置等所有必须考虑核安全和(或)辐射安全的核工程设施及高能加速器。 3.4 同位素应用 利用放射性同位素和辐射源进行科研。生产、医学检查、治疗以及辐照、示踪等实践。 3.5 环境本底调查 源项单位运行前对其周围环境中已存在的辐射水平、环境介质中放射性核素的含量，以及为评价公众剂量所须的环境参数、社会状况等所进行的调查。 3.6 常规环境监测
源项单位在正常运行期间对其周围环境中的辐射水平以及环境介质中放射性核素的含量所进行的定期测量。 3.7 监督性环境监测 环境保护监督管理部门为管理目的对各核设施及放射性同位素应用单位对环境造成的影响所进行的定期或不定期测量。 3.8 质量保证 为使监测结果足够可信，在整个监测过程中所进行的全部有计划有系统的活动。 3.9 质量控制 为实现质量保证所采取的各种措施。 3.10 代表性样品 采集到的样品与在取样期间的样品源具有相同的性质。 3.11 准确度 表示一组监测结果的平均值或一次监测结果与对应的正确值之间差别程度的量。 3.12 精密度 在数据处理中，用来表达一组数据相对于它们平均值偏高程度的量。 4 环境核辐射监测机构和职责 4.1 一切源项单位都必须设立或聘用环境核辐射监测机构来执行环境核辐射监测。核设施必须设立独立的环境核辐射监测机构。其他伴有核辐射的单位可以聘用有资格的单位代行环境核辐射监测。 4.1.1 源项单位的核辐射监测机构的规模依据其向环境排放放射性核素的性质、活度、总量、排放方式以及潜在危险而定。 4.1.2 源项单位的环境核辐射监测机构负责本单位的环境核辐射监测，包括运行前环境
西南科技大学 最新 原子核物理及辐射探测学_1-10章答案
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 92400352151101222 2=??? ??-=-==； 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 23220 10128.28186.1295.010026.41-?==-=-=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 12285 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 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 ()()()[]M e V .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 312322, 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 对U 236，144,236,92===N A Z 代入结合能半经验公式，得到
核辐射测量方法
核辐射测量方法 葛良全 周四春 成都理工大学核技术与自化工程学院 2007．8
前言 本讲义旨在缓解我院“核工程与核技术”专业人才培养计划调整后尚无专业教材的状况。主要内容有核辐射测量基础知识、射线与物质相互作用、核辐射测量的单位、核辐射防护知识、γ射线测量方法、β射线测量方法、α射线测量方法、X射线荧光测量方法、核辐射测量统计学与误差预测等。该讲义可作为“核工程与核技术”和“辐射防护与环境保护”专业的核辐射测量方法课程的教材，也可作为“测控技术与仪器”、“勘查技术工程”和“地球化学”（铀矿地质勘探方向）等本科专业的教学参考书，以及“核科学与技术”学科专业研究生教学的参考书。 本讲义相关内容主要从以下几本参考书的有关内容编辑： [1]章晔，华荣洲、石柏慎编著，放射性方法勘查，原子能出版社，1990 [2]葛良全，周四春，赖万昌编著，原位X辐射取样技术，四川科学技 术出版社，1997 [3]格伦敦F 诺尔著（李旭等译），辐射探测与测量，原子能出版社， 1984。 [4]复旦大学、清华大学、北京大学，原子核物理实验方法，北京，原 子能出版社，1985 [5]李星洪等编，辐射防护基础，北京，原子能出版社，1982 [6]吴慧山，核技术勘查，北京，原子能出版社，1998 [7]王韶舜，核与粒子物理实验方法，北京，原子能出版社，1989
1 第1章 放射性方法勘查的基本知识 1.1 原子和原子核 1.1.1 原 子 原子是构成自然界各种元素的最基本单位，由原子核及核外轨道电子(又称束缚 电子或绕行电子)组成。原子的体积很小，直径只有10－ 8cm 左右，原子的质量也很小， 例如氢原子质量为1.67356×10－ 24g ，铀原子的质量为3.951×10-22g 。原子的中心为原子核，它的直径比原子的直径小得多，为n·10-13～n ·10-12(cm)，但它集中了原子的绝大部分质量。例如氢原子由原子核和一个束缚电子组成，其结构示于图1-1，氢核的质量为1.67×10-24g ，而束缚电子的质量仅 为9.1×10-28g ，两者的比值近似为1/1840。对 于原子序数较大的原子，这个比值更小些。例如，铀原子92个绕行电子的总质量和原子核质量之比为1/4717。 原子核带正电荷，束缚电子带负电荷，两者所带的电荷量相等，符号相反，因此原子本身呈中性。当原子吸收外来的能量，使轨道上的电子脱离原子核的吸引而自由运动时，原子便失去电子而呈现电性，成为正离子。 原子中束缚电子按一定的轨道绕原子核运动，相应的原子处于一定的能量状态。对一种原子来说，它的绕行电子的数目和运动轨道都是一定的，因此每一个原子只能处于一定的，不连续的一系列稳定状态中。这一系列稳定状态，可用相应的一组能量W i 表征，W 称为原子的能级。处于稳定状态的原子，不放出能量。当原子由较高能级W 1跃迁到较低的能级W 2时，相应的能量变化△W 即W 1一W 2，以发射光子的形式释放出来，此时光子的能量为： 21W W hv ?= 式中，h ——普朗克常数，等于6.6262×10-34J·s ； v ——光子的频率。 将某种原子发射的各种频率的光子按波长排列起来，便构成了该种原子的发射 图1-1 氢原子核结构示意图 10-13cm 10-8cm
核辐射物理电子讲义第一章
核辐射物理及探测学 辐射的定义（R a d i a t i o n）: 以玻或运动粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量（如声辐射、热辐射、电磁辐射、α辐射、β辐射、中子辐射等）的统称。 通常论及的“辐射”概念是狭义的，它不包括无线电波和射频波等低能电磁辐射，也不包括声辐射和热辐射，而仅是指高能电磁辐射（光辐射）和粒子辐射。这种狭义的“辐射”又称为“射线”。 按照其来源，辐射（射线）可以分为核辐射、原子辐射、宇宙辐射等，又可分为天然辐射、人工辐射等。 按照其荷电情况和粒子性质，辐射（射线）又可分为：带电粒子辐射，如α、p、D、T、±π、±μ、±e等；中性粒 子，如n、ν、?π等；电磁辐射，如γ射线和X射线等。 课程介绍： 核辐射物理及探测学是工程物理系本科生的一门主干专业基础课。本课程要使学生对于核辐射物理学、辐射探测器的原理、性能和应用以及探测辐射的基本理论与方法具有深入明确的了解，并具有创造性地灵活应用的能力。经过后续实验课的学习，学生在辐射探测实验技术方面将进一步获得充分的训练。 核辐射物理及探测学是一门内容非常丰富与科学实验关系极其密切的课程。核辐射物理涉及原子核的基本性质、各种辐射的产生、特征，辐射与物质的相互作用及微观世界的统计概率特性等，是核科学及核工程的基础。辐射探测学是近百年来核科学工作者在实践中发明、发展的探测器与探测方法的归纳和总结。通过课程学习应当培养学生掌握如何从实际出发分析问题、解决问题，以及如何综合应用基础理论和所学的各种知识的思维方法和能力，本课程中讲授的核辐射物理、辐射探测器与探测方法方面的知识，将为学生将来从事核能与核科学科研、生产、管理等工作打下良好的基础。 本课程主要由三部分组成： （1）核辐射物理学。（第一章～第六章）这既是辐射探测的物理基础，又是其他专业课的基础。 22学时 （2）辐射探侧器件与装置的原理、性能和应用。（第七章～第十章）26学时 （3）探测辐射的理论和方法。（第十一章，第十二章）16学时 教科书：《核辐射物理与探测学》（讲义）陈伯显编著 《致电离辐射探测学》（讲义）安继刚编著 参考书：《原子核物理实验方法》复旦,清华,北大合编出版社：原子能出版社 《辐射探测与测量》(美)格伦F.诺尔著出版社：原子能出版社 《N u c l e a r R a d i a t i o n P h y s i c s》 R a l p h E. L a p p a n d H o w a r d L. A n d r e w s, P r e n t i c e-H e l l, I n c, E n d l e w o o d C l i f f s, N e w J e r s e y, 1997.
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）。随着入射射线能量增加和探测晶体体积的增大，NaI(Tl)探测器的特征X射线逃逸峰会逐渐消失。（2分） 2.画出γ能谱仪的基本框图，并说明各个部分的作用。 图（3分） 闪烁体和倍增管是探测器部分，用于将γ射线的能量转化为可以探测的电信号。前置放大器是将信号进行一定倍数的放大。主放大器是将信号转化微可以供多道脉冲幅度分析器使用的信号。多道脉冲幅度分析器将信号转化成数字信号。微机对采集的信号进行软件的处理。（3分） 3.随着入射γ射线能量的变化，γ射线与物质相互作用的主要效应所占比例如何变化？ 解答：伽马射线与物质相互作用的主要形式是光电效应、康普顿效应和电子对效应。随着入射伽玛射线能量的变化，三种效应所占比例是不同的。低能光子与物质作用的主要形式是光电效应（2分）；随着射线能量增大，光电效应所占比例逐渐降低，康普顿效应所占比例增加，成为射线与物质作用的主要形式（2分）。当入射光子能量大于1.02MeV，将存在形成电子对效应的几率，并随着能量的继续增大，电子对效应所占的比例会逐渐增大；而康普顿效应和光电效应所占比例逐渐降低。电子对效应是高能量光子与物质作用的主要的作用形式。（2分） 4.简述半导体探测器的工作原理。 解答：半导体探测器工作时，在搬半导体P区和N区加反向电压，使空间电荷电场增强。电子和空穴分别向正负两级扩散，使得探测器灵敏区的厚度增大。（3分）当探测的射线进入
2013-2014核辐射测量原理作业整理
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：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。 第二章 射线与物质的相互作用 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： 00 01(/) R E E dE R dx dx dE dE dE dx ===-???02 02404πE m v R dE z e NB =?22E v M =00 24'02πE m E R dE z e NM B =?212 E Mv =
则： 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 ， 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： 222 22 28 22227.4210d 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： 2 22NZ m E z dx dE S rad rad ∝??? ??-=00 01(/) R E E dE R dx dx dE dE dE dx ===-???02 02404πE m v R dE z e NB =?2 1 2 E Mv = dE Mvdv =2 122 2 211R M z R M z =0302404πv m M v R dv z e N B =?22222 2a a a b a b b b a b a b a b b a M R M z z M R M z z M z R R M z ==?=??2 22 12 2 11M z R R M z =
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