核辐射探测习题解答
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______。
(完整版)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。
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。
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。
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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 εμ
μμ+++=（）=（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 Lcos 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： 06
419
5.31010 1.6102
6.4
E n e Q ne I t t t
αϖ-===⨯=⨯⨯⨯ =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。
解：由公式（2.28）可得：
2.342.35η===0.24%
7（1）、活度为5.55⨯109Bq 的14C β线源（β射线的平均能量为50keV ）,置于充Ar 的4π电离室内，若全部粒子的能量都消耗在电离室内，求饱和电流是多少？
解：由已知条件可得：
_3919
5010 5.5510 1.61026.4
c E I A e ω-=
⨯=⨯⨯⨯⨯ =61.6810-⨯ A
（由于是4π电离室，且电离室对β的本征效率≈100%，因此∑总=100%）
8（2）、极间距离为5cm ，具有150pF 电容的平行板电离室工作电子灵敏方式。
计算离阳极2cm 处形成1000个离子对产生的脉冲幅度。
解：对于平行板电离室，电子对脉冲幅度的贡献为：
o max N e V o x cd
-=（公式2.18） 依题意知2,5,150,o x cm d cm c pF ===191000, 1.610o N e c -==⨯
所以，19max 121000 1.6102V 150105
--
-⨯⨯=⨯⨯=4.27710-⨯（V ）
9（4）、一个具有比较好的信噪比特性的放大器给定10mv 的最小输入脉冲。
如果测量500kev 的X 射线，在一个具有200pF 的充Ar 正比计数管中需要多大的气体放射因子？ 解：对于正比计数管：
一个光子射线产生粒子对数为x o E N ω=
，（ω=26.4ev ）
由公式（2.38）可知o MN e/C V =-饱和 可知气体放大因子312519x VC 10102001026.4M=E e 510 1.610
ω---⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=660 10、计算出如图所示电离室中（a ），（b ），（c ）三处产生的一对离子因漂移而产生的I +(t)、I -（t ）、Q +（t ）、Q -（t ）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105cm/s 。
正离子漂移速度为103cm/s ，d=2cm ）。
解：公式（2.22）o e N e I t w w d +（）=
（+） （1）a 点：靠近阴极
正离子贡献的电流I t +（）=0， 电子所贡献的电流e e I t w d
-（）= =19
51.610102
-⨯⨯ =15810-⨯（A ）
Q t +（）=0，Q t e -（）==191.610-⨯ c
（2）b 点：处于两极板正中间 正离子贡献的电流e I t W d +
+（）== 19
31.610102-⨯⨯= 17810-⨯（A ） 电子所贡献的电流e e I t w d -
（）==195151.610108102--⨯⨯=⨯（A ） 201Q t Q t e=810c 2
+--⨯（）=（）= （3）C 点：靠近阳极 正离子贡献的电流19
317e 1.610I t W 10810d 2-+
+-⨯=⨯=⨯（）=（A ） 电子所贡献的电流I t -
（）=0
Q t +（）=e=191.610-⨯c ，Q t -（）=0。