4核辐射测量方法-(硕)解析
核辐射的测量与剂量评估
核辐射的测量与剂量评估核辐射是指由放射性物质释放出的高能粒子或电磁波所引起的辐射现象。
核辐射对人体健康具有潜在的危害，因此对核辐射进行测量和剂量评估是非常重要的。
一、核辐射的测量方法核辐射的测量可以通过使用辐射计或剂量仪来进行。
辐射计是一种测量辐射强度的仪器，可以用于测量各种类型的核辐射，如α粒子、β粒子和γ射线等。
剂量仪则是用于测量个人接受的辐射剂量的设备，它可以通过测量辐射的能量来评估个人受到的辐射剂量。
在核辐射测量中，常用的辐射计有闪烁体辐射计、电离室和Geiger-Muller计数器等。
闪烁体辐射计利用放射性物质与闪烁体相互作用产生的闪烁光来测量辐射强度。
电离室则通过测量辐射粒子在气体中产生的电离效应来测量辐射剂量。
Geiger-Muller计数器则是一种常用的辐射计，它通过测量辐射粒子在气体中产生的电离效应来计数辐射粒子的数量。
二、核辐射剂量评估的方法核辐射剂量评估是指对个人或群体接受的辐射剂量进行评估和估算。
核辐射剂量评估通常包括个人剂量监测和环境剂量监测两个方面。
个人剂量监测是通过佩戴剂量仪器来测量个人接受的辐射剂量。
这些剂量仪器可以佩戴在身体的不同部位，如胸前、手腕或颈部等。
通过监测个人接受的辐射剂量，可以评估个人的辐射暴露情况，并采取必要的防护措施。
环境剂量监测是通过对环境中的辐射水平进行监测来评估辐射暴露风险。
这种监测可以通过布设辐射监测站点来进行，监测站点可以布设在不同的地理位置和环境条件下，以获得全面的辐射数据。
通过对环境中的辐射水平进行监测，可以评估辐射暴露的范围和程度，并采取必要的防护措施。
三、核辐射剂量评估的意义核辐射剂量评估对于保护人体健康和环境安全具有重要意义。
首先，核辐射剂量评估可以帮助确定个人或群体接受的辐射剂量，从而评估辐射对健康的潜在影响。
这对于核工业从业人员、医疗人员和核事故受灾人员等来说尤为重要。
其次，核辐射剂量评估可以帮助制定和实施辐射防护措施。
通过评估辐射暴露情况，可以确定合适的防护措施，如佩戴个人防护装备、控制辐射源的使用和改善工作环境等，从而降低辐射对人体健康的风险。
核辐射探测器硕张
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探测器的三个关键点
如果按照技术指标和用途的差别来区分，三类探 测器中每一类都有很多种。在此侧重讲述在学习 这三类探测器时需要了解的三个方面： 探测器把核辐射转变为电信号的物理过程 探测器的输出回路及其与探测器输出电信号的关 系 探测器的主要技术指标及其用途
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Q0 Q0 C1V0
a
Q0
V0
Q0
b
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a
q1
x q2
b
e V0
q (Q0 ) (Q0 ) e (q1) (q2 ) 0
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q1 q2 e
q1
e
x d
dx q2 e d
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电离室的基本结构
不同类型的电离室在结构上基本相同 典型结构有平板型和圆柱型，均包括 高压极(K)：正高压或负高压； 收集极(C)：与测量仪器相联的电极，处于与地接 近的电位； 保护极(G)：又称保护环，处于与收集极相同的 电位； 负载电阻(RL)：电流流过时形成电压信号。
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核辐射转变为电信号的阶段
• 第一阶段：入射的粒子射入探测器的灵敏体积，
通过与探测器物质的相互作用，转变或产生出带 电粒子 。
• 第二阶段：被电离或激发的原子，在探测器的外
加电场中作定向移动，为探测器外部负载电路提 供信号
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核辐射怎么检测
核辐射怎么检测
核辐射可以通过以下几种方法进行检测：
1. 个人辐射剂量计：个人辐射剂量计是佩戴在人体上的仪器，用于测量人体的辐射剂量。
它可以实时监测个人暴露的辐射剂量，并提供警报功能。
2. 环境辐射监测仪：环境辐射监测仪是专门用于监测周围环境中的辐射水平的设备。
它可以检测空气、水、土壤等环境中的核辐射水平，并提供实时数据。
3. 核辐射探测器：核辐射探测器是一种专门用于检测核辐射的设备。
它可以检测不同类型的辐射，如α粒子、β粒子、γ射线等，并提供相应的测量结果。
4. 核素识别仪：核素识别仪是一种用于识别和测量辐射源的设备。
它可以检测辐射源的特征特性，如能量谱、半衰期等，以确定辐射源的类型和强度。
以上是常见的核辐射检测方法，可以根据具体情况选择合适的仪器进行检测。
在核辐射环境中，及时准确地检测辐射水平对于保护人体健康和安全至关重要。
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。
核辐射的计量单位与测量方法
核辐射的计量单位与测量方法核辐射是指放射性物质放出的粒子或电磁波对人体或物体产生的影响。
了解核辐射的计量单位和测量方法对于保护人类健康和环境安全至关重要。
本文将介绍核辐射的计量单位和测量方法，并探讨其在现实生活中的应用。
一、计量单位核辐射的计量单位主要有三个：吸收剂量、剂量当量和活度。
1. 吸收剂量吸收剂量是衡量辐射能量在物质中的吸收程度的物理量。
它的单位是戈瑞（Gray，Gy），1戈瑞等于吸收1焦耳的辐射能量。
吸收剂量的大小取决于辐射的能量和物质的吸收能力。
不同类型的辐射对人体的伤害程度也不同，因此吸收剂量可以帮助我们评估辐射对人体的危害程度。
2. 剂量当量剂量当量是衡量辐射对人体造成的生物效应的物理量。
由于不同类型的辐射对人体的伤害程度不同，所以需要引入一个修正因子，将不同类型的辐射进行比较。
剂量当量的单位是希沃特（Sievert，Sv），1希沃特等于剂量当量1焦耳/千克。
剂量当量可以帮助我们评估辐射对人体的生物效应，从而采取相应的防护措施。
3. 活度活度是衡量放射性物质衰变速率的物理量。
它的单位是贝可勒尔（Becquerel，Bq），1贝可勒尔等于1秒内发生1次衰变。
活度可以帮助我们评估放射性物质的辐射强度，从而采取相应的防护措施。
二、测量方法核辐射的测量方法主要有三种：直接测量法、间接测量法和生物测量法。
1. 直接测量法直接测量法是指通过测量辐射源周围的辐射场强度来确定辐射水平的方法。
常用的直接测量仪器有辐射剂量仪和辐射监测仪。
辐射剂量仪可以测量辐射剂量率，即单位时间内所接收到的辐射剂量。
辐射监测仪可以测量环境中的辐射水平，包括空气中的辐射水平和食品、水等样品中的辐射水平。
2. 间接测量法间接测量法是通过测量放射性物质的衰变产物来确定辐射水平的方法。
常用的间接测量方法有闪烁体探测法和核磁共振法。
闪烁体探测法利用闪烁体对辐射的敏感性来测量辐射水平。
核磁共振法则利用核磁共振现象来测量样品中的放射性物质含量。
核辐射探测第五章 辐射测量方法
慢符合：成形脉冲宽度>108sec. ； 快符合：成形脉冲宽度<108sec. 。
快符合的符合曲线宽度主要 是脉冲时间离散的贡献。
1
DET1
60 Co *
2
DET2
n(td ) nco nrc
23
0
t
2．符合测量装置 1)、多道符合能谱仪
加速器带电粒子核反应：
d 3H 4He n 17.6MeV
2）用吸收法测得粒子的最大射程，再根据经 验公式求得其最大能量。对衰变伴有射线发 射的样品，一般都通过能谱的测量来确定核素 的含量。
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5.4 射线能谱的测定
1. 单能能谱的分析 1) 单晶谱仪
常用NaI(Tl)，Cs(Tl)，Ge(Li)，HPGe等探测器
2) 单能射线的能谱
主过程：全能峰——光电效应＋所有的累 计效应；康普顿平台、边沿及多次康普顿散 射；单、双逃逸峰。
同步信号频率nco ；
不存在时间离散；
成形脉冲是理想的矩形波。
DL1 DL2
0
td
符合曲线的高度为nco ，半宽度为:
FWHM 2
由此决定电子学分辨时间为： FWHM/2 ＝ 。
电子学分辨时间与成形脉冲宽度、形状、符
合单元的工作特性等因素有关。
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物理瞬时符合曲线： 探测器输出脉冲时间统计涨落引起的时间晃动； 系统噪声引起的时间晃动； 定时电路中的时间游动。
张立体角为4，减小了散射、吸收和几何 位置的影响。测量误差小，可好于1％。
流气式4正比计数器；(适用于固态放射 源)
内充气正比计数器和液体闪烁计数器； (适用于14C、3H等低能放射性测量，将14C、 3H混于工作介质中)
检测核辐射的方法
检测核辐射的方法
检测核辐射的方法主要有以下几种：
1. 使用个人剂量仪：这种仪器主要是用来监测X射线和γ射线，可以读出个人剂量和个人剂量率，同时也可以预先设置报警阈值，当辐射超过预定阈值时，仪器就会发出声光报警。
2. 使用X、γ辐射仪：它除了能测高能、低能γ射线外，还能对低能X射线进行准确的测量，对于环保、冶金、石油化工、化工、进出口商检、放射性试验室、废钢铁、商检等需要测量辐射环境与辐射防护的场合尤其适用。
3. 使用αβ表面污染测量仪：这种仪器主要用于测量αβ表面污染，也可以用于核设施退役、核废物处理以及核电站和核辐射探测等方面。
4. 使用αβγ表面污染测量仪：它主要用于放射性表面污染测量，可以同时对α、β、γ射线进行测量。
5. 使用X、γ表面污染检测仪：它主要用于放射性表面α、β污染测量及x γ射线剂量率进行测量。
6. 观察个人症状：如果个人长期处于辐射较大的环境下，可能会出现头晕、头痛、失眠、记忆力减退、乏力等症状。
如果患者出现了上述症状，可能是存在核辐射。
7. 进行核磁共振检查：如果患者长期处于辐射较大的环境下，可以及时到医院进行核磁共振检查，能够辅助判断个人是否存在核辐射。
8. 进行放射性元素检查：如果个人怀疑个人存在核辐射，也可以及时到医院进行放射性元素检查，能够帮助判断个人是否存在核辐射。
以上是检测核辐射的几种方法，选择合适的方法进行检测才能得到准确的结果。
怎样测核辐射
怎样测核辐射
测量核辐射需要使用特殊的仪器和设备。
常见的核辐射测量仪器有放射性侦测器和核辐射计。
以下是一种常见的方法测量核辐射：
1. 使用放射性侦测器：放射性侦测器可以检测和测量辐射来源的强度。
常见的放射性侦测器包括基于气体离子室原理的Geiger-Muller计数器和流量式电离室。
这些侦测器可以测量辐射的剂量率和累计剂量。
- 将放射性侦测器放置在要测量的区域，确保其曝露在辐射源周围。
- 读取侦测器上的剂量率或累计剂量指示器上的数值。
这些数值将显示辐射强度的度量单位，例如希沃特（Sievert）或格雷（Gray）。
2. 使用核辐射计：核辐射计是一种更高级和专业的仪器，用于测量和监测辐射化学内部的辐射水平。
- 首先，确保正确放置核辐射计的探测器，并确保其与测量区域接触。
- 打开核辐射计，启动测量程序。
- 核辐射计会测量辐射来源的电离辐射水平，并将结果显示在仪器的屏幕上。
无论使用哪种方法，进行核辐射测量时应注意以下事项：
- 使用合适的个人防护装备，如防护服、手套和面罩，以最大
限度地保护自己免受核辐射的影响。
- 在测量前和测量后校准测量仪器，以确保其准确性和可靠性。
- 学习正确使用和操作测量仪器的方法，以避免潜在的危险。
- 遵循当地和国家的辐射安全指南和法规，以确保安全操作和
处理可能的辐射源。
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1Ci= 3.7×1010 Bq
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与放射性活度有关的概念
发射率：是指放射性样品在单位时间内平均发射 某种射线的粒子数 比放射性活度(比活度)：放射性样品中某种放射 性核素的活度与样品质量(或体积)之比，即单位 质量(或体积)的放射性样品内核素的活度。其单 位是kBq〃g-1，MBq〃g-1， Bq〃l-1，kBq〃l-1等 一般探测装置对放射性样品进行活度测量时，得 到的是单位时间内纪录的脉冲数，即计数率
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绝对测量法复杂，需要考虑很多影响测量的因素， 但绝对测量法是活度测量的基本方法 绝对测量中影响活度测量的几个因素 • 几何因素 • 探测器的本征探测效率 • 吸收因素 • 散射因素 • 分辨时间 • 本底计数
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几何因素
对于一般探测器，放射性样品都是放在探测器外 面进行测量的，因此射入探测器灵敏体积的粒子 数只是发射率的一部分。一般用几何因子fg来进 行校正
探测器本征效率的最大值为1，其数值与探测器 种类、运行状况和几何尺寸有关、与入射粒子的 种类和能量、探测器窗厚度有关，还与电子记录 仪的工作状况有关
粒子以平行束入射和以锥形束入射的探测效率是 有差别的
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吸收因子
放射性样品发射的射线，在达到探测器之前，一 般要经过三种吸收层： 样品材料本身的吸收(自吸收) 样品和探测器之间空气层的吸收
tg 1R / H
1 H 2 sin d (1 ) 2 2 2 R H o
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H
本征效率
本征探测效率就是进入探测器灵敏体积的一个入 射粒子产生一个脉冲的几率 测到的脉冲计数率 100 ％ 单 位 时 间 内 进 入 灵 敏积 体的 粒 子 数
fg的定义是每秒到达探测器灵敏体积的粒子数目 与样品每秒发射的粒子数目之比
几何因子的校正对点源易于计算，对非点源或扩 散源可用数值积分方法计算
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点源对圆盘探测器的几何效率
2R
探测器
θ0
源
1 fg 4 4
1 fg 4
0
0
1 2 sin d (1 cos 0 ) 2
计数装置实际测得的计数率要比真正进入探测器 内的计数率要小
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时间分辨率（time resolusion)
时间分辨率：表示脉冲探测器区分两个相继入射 粒子能力的一个量 它通常用探测器输出信号延迟时间分布谱峰的半 高宽度来确定
经常利用放射源同时发出两个射线来测量探测器 的时间分辨率。
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分辨时间（resolving time)
分辨时间：两个相继出现而仍能被分辨的脉冲或 电离事件之间的最小时间间隔 探测器、计数器、脉冲幅度分析器等均有一定的 分辨时间
在分辨时间内无法记录进入探测器的第二个粒子
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死时间
几乎在所有的探测系统中，都存在一个最小时限， 两个事件之间的时间间隔大于此时限才能被分辨 开而记录为两个单独的脉冲，这个最小的时限通 常称为探测系统的死时间。
放射性样品的净计数率为测得的计数率减去本底 计数率
n （ ） n （ ） -n （ ） 0 净计数 s 测量值 b 本底
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本底来源
宇宙射线是由太空进入地球大气的一些粒子及其 次级产物组成的。 前者称为初级宇宙射线，例如能量大于10MeV的 质子、少量α粒子、各种原子核。
例如：电子对湮灭时产生两个0.511ＭeV的γ射 线，一个射线给出标准时间信号，另一个给出探 测器的输出信号，通过测量输出信号对标准时间 信号的延迟时间，得到时间分布谱及时间分辨率。
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本底计数（background count)
在放射性测量中，狭义的本底计数是指没有被测 样品时测量装置显示出的计数，而把样品中干扰 放射性产生的计数称为干扰计数。 总的本底计数＝无被测样品时计数+干扰计数
探测器窗的吸收
I I 0e
x
f
a
f f
a自
a空气
f
a窗
自吸收吸收因子 I _ x fa e m m I0
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散射因子
放射性样品发射的射线可被其周围介质所散射， 对测量造成影响 散射对测量的影响有两类：正向散射和反向散射 正向散射使射向探测器灵敏区的射线偏离而不能 进入灵敏区，这种散射使计数率减少 反向散射使原来不该射向探测器的射线经散射后 进入灵敏区，这种散射使计数率增加
核辐射测量方法
上海交通大学 张继革 副研究员 2016年3月21日
核辐射测量任务
放射性活度的测量
辐射场量的测量：辐射注量(率)
辐射粒子能量或能谱测量
辐射剂量的测量
位置的测量(辐射成像) 有关时间的量：半衰期或寿命等 粒子鉴别等
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放射性活度
放射性活度的严格定义：处于特定能态的一定量 放射性核素在给定时刻的活度A是dN除以dt，是该 能态发生自发衰变或核跃迁数的期望值 单位时间间隔内的核衰变通常称为衰变率。因此 活度也即放射性核素在某时刻的衰变率的期望值 放射性活度国际单位为贝克勒尔简称Bq(贝克) 1Bq=1衰变/s 1MBq=103kBq=106Bq 1950年，国际规定一个放射源每一秒钟有 3.7×1010次核衰变定义为一个居里：
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放射性样品的活度测量
相对法测量和绝对法测量
相对法测量：需要一个已知活度A0标准源，在同 样条件下测量标准源和被测样品的计数率 n0、n， 根据计数率与活度成正比，可求出样品的活度：
A＝A0n/n0
相对法测量简便，但条件苛刻：必须有一个与被 测样品相同的已知活度的标准源，且测量条件必 须相同
死时间可能由探测器本身的过程所决定，也可能 由电子学线路所决定。由于放射性衰变的随机性， 将会造成真事件的丢失
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分辨时间校正
时间修正因子
n f 1 n m n 为有分辨时间实际测量到的计数率
m为没有分辨时间损失的计数率 τ为测量装置的分辨时间 m n mn