辐射探测学复习要点
辐射探测学复习要点
第一章辐射与物质的相互作用〔含中子探测一章〕
1.什么是射线？
由各种放射性核素发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。
2.射线与物质作用的分类有哪些？
重带电粒子、快电子、电磁辐射〔γ射线与*射线〕、中子与物质的相互作用
3.电离损失、辐射损失、能量损失率、能量歧离、射程与射程歧离、阻止时
间、反散射、正电子湮没、γ光子与物质的三种作用
电离损失：对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于其电离能量损失率。
辐射损失：快电子除电离损失外，辐射损失不可忽略；辐射损失率与带电粒子静止质量m 的平方成反比。所以仅对电子才重点考虑
辐射能量损失率：单位路径上，由于轫致辐射而损失的能量。
能量损失率：指单位路径上引起的能量损失，又称为比能损失或阻止本领。按能量损失作用的不同，能量损失率可分为"电离能量损失率〞和"辐射能量损失率〞
能量歧离(Energy Straggling)：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的〔对一组粒子而言〕，而发生了能量的离散。
电子的射程比路程小得多。
射程：带电粒子在物质中不断的损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿初始运动方向所行径的最大距离称作射程，R。实际轨迹叫做路程P。
射程歧离(Range Straggling)：由于带电粒子与物质相互作用是一个随机过程，因而与能量歧离一样，单能粒子的射程也是涨落的，这叫做能量歧离。
能量的损失过程是随机的。
阻止时间：将带电粒子阻止在吸收体所需要的时间可由射程与平均速度来估算。与射程成正比，与平均速度成反比。
反散射：由于电子质量小，散射的角度可以很大，屡次散射，最后偏离原来的运动方向，电子沿其入射方向发生大角度偏转，称为反散射。
正电子湮没放出光子的过程称为湮没辐射
γ光子与物质的三种作用：光电效应〔吸收〕、康普顿效应〔散射〕、电子对效应〔产生〕
电离损失、辐射损失：P138
4.中子与物质的相互作用，中子探测的特点、根本方法和根本原理
中子本身不带电，主要是与原子核发生作用，与γ射线一样，在物质中也不能直接引起电离，主要靠和原子核反响中产生的次级电离粒子而使物质电离。
390
5.Bethe公式应用
对各种带电粒子是有效的，条件是这些粒子的速度保持大于物质原子中电子的轨道运动速度。
重离子治癌，质子刀，"大局部的能量沉积在病灶〞
Bethe公式是描写电离能量损失率Sion与带电粒子速度v、电荷Z等关系的经典公式。
6.辐射损失率公式应用
只有在高原子序数(大Z)的吸收材料中才是重要的。
7.自由电子不能发生光电效应
光电效应：射线(光子)与物质原子中束缚电子作用，把全部能量转移给*个束缚电子，使之发射出去(称为光电子photoelectron)，而光子本身消失的过程，
称为光电效应。
第二章辐射探测中的统计学
1.？计数统计学的意义
2.随机试验、随机事件、随机变量、概率、数学期望、方差、相对均方偏差、
准确度、准确度、系统误差、偶然误差
随机试验：一定条件下的每次观测。
随机事件：随机试验的各种结果。
随机变量：代表随机事件的数量ξ。
概率：描述在*种随机试验中的各个随机事件出现的可能性
数学期望：E(ξ)或E(*)，简称为期望，又称为平均值、均值。描述的是随机变量的平均值
方差： D(ξ)或D(*)，描述的是随机变量偏离其均值的程度。
相对均方偏差：在实用中，我们会经常用到相对均方偏差〔与以后将要学习到的能量分辨率有关〕，也称为相对均方涨落。
准确度(accuracy：测量值与被测对象真值的一致程度。可用测量值的平均值与真值的差来描述。
精细度(precision)测量的可重复性或可靠性。可用测量的均方偏差来描述。
系统误差(systematic errors)由于仪器本身的不准确、或实验方法粗略、或实验原理不完善而导致的测量值与实际值之间的误差。系统误差难于发现。无法通过统计的方法来进展分析，因为所有的数据都同时偏大或者偏小。
偶然误差(random errors)由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、测量对象的物理量构成影响而导致的测量误差。利用大量的实验数据，可以实现对偶然误差的统计分析。偶然误差可以对通过对大量测量值进展平均的方法来进展削弱。
3.伯努利试验:随机试验只有两种可能的结果，非此即彼，这类随机试验称
作伯努利实验.
4.二项式分布、泊松分布、高斯分布及其期望、方差和相对方差
对于长寿命的核素，在一定时间段发射出的粒子数n满足泊松分布分布.
泊松分布期望m>>1时，二项式分布可用泊松分布和高斯分布代替
5.较简单复杂随机变量的期望、方差和相对方差
6.串级型随机变量的期望、方差和相对方差174
7.核衰变数与探测器计数的涨落分布
8.相邻两个和进位信号脉冲的时间间隔
9.一些常见情况下计数统计误差的传递ppt144
在一般的核测量中，常涉及函数的统计误差的计算，也就是误差传递(Error Propagation
(1) 和差关系(2) 倍数关系(3) 乘除关系(4) 平均计数的统计误差(5) 不等精
度独立测量值的平均(6) 存在本底时净计数率误差的计算(7) 测量时间的选择第三章气体电离探测器
1.为什么需要辐射探测器？
2.辐射探测器的定义与分类
将被测的射线转换为可观测信号的特殊器件，称之为电离辐射探测器，简称探测器
利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应或其它物理、化学变化进展辐射探测的器件称为辐射探测器。
3.辐射探测的根本工作过程
辐射粒子射入"灵敏体积〞
入射粒子与灵敏体积的工作介质相互作用，损失能量并形成电离或激发
探测器通过自身特有的工作机制将入射粒子的电离或激发效果转化为*种输出信号
4.原电离、次电离、总电离、电离能、光致电离
光致电离：介质中原子吸收一个光子，放出一个电子而电离。
5.被激发原子的退激方式ppt186
1) 辐射光子、2) 发射俄歇电子、3) 亚稳态原子的退激。受激原子处于亚稳态，仅当
它与其它粒子发生非弹性碰撞时才能退激。
6.电子与离子在气体中的运动规律
气体的电离与激发、气体中电子与离子的漂移和扩散、电子与离子的复合与负离子的形成
一．气体的电离与激发
——载流子的产生
一．气体中离子、电子的漂移与扩散运动
——载流子的移动
一．气体放电
——载流子的"增多〞
分两种情况来看：没有外加电场的情况、有外加电场的情况
7.电离室的工作机制与输出回路
工作机制：输出信号产生的物理过程
●极板a上加高压V0，极板a b间电容量为C1，则两极板的电荷量：
●在电离室*一点引入一单位正电荷+e
●当+e电荷沿电场向收集极b运动，则上极板a上感应电荷q1减少，下极
增加。
板b上感应电荷q
2
●当正电荷快到达极板的前一瞬间，-q1全部由a极板经外回路流到b极板，
b极板上的感应电荷为-e
输出回路：输出信号电流流过的所有回路。
8.脉冲电离室的输出信号和测量系统框图
脉冲电离室的输出信号：电荷信号、电流信号、电压信号
脉冲电离室的输出信号需要用电子仪器来测量。
9.脉冲电离室的能量分辨率、饱和特性曲线、坪特性曲线、探测效率、时间
特性
能量分辨率反映了谱仪对不同入射粒子能量的分辨能力
饱和特性曲线：ppt263
.
坪特性曲线
探测效率
时间特性
10. 累计电离室的输出信号和性能指标
一. 累计电离室的输出信号
输出信号可以是：
➢直流电流
•相当于回路中接入内阻极小的电流计，即R L = 0
➢直流电压
•在输出回路上的积分电压信号。
若单位时间内射入电离室灵敏体积内的带电粒子的平均值
为，每个入射带电粒子平均在灵敏体积内产生个离子对，则电流电离室输出的：n
N 直流电压信号的平均值0
V I R =⋅I nNe =电流信号的平均值
累计电离室的主要性能：饱和特性、灵敏度、线性围、响应时间、能量响应
11. 正比计数器的工作原理、光子反响和离子反响
工作原理：利用碰撞电离将入射粒子直接产生的电离效应进展放大了，使得正比计数器的输出信号幅度比脉冲电离室显著增大正比计数器属于非自持放电的气体电离探测器。
光子反响：气体放大过程中的光子作用——光子反响。
在电子与气体分子的碰撞中：
不仅能产生碰撞电离，同时也能产生碰撞激发
气体分子在退激时会发出紫外光子，其能量一般大于阴极材料的外表逸出功
紫外光子在阴极打出次电子。次电子可以在电场的加速下发生碰撞电离。这个过程称为光子反响。
离子反响219
12.G-M管的工作原理和性能指标228
一种利用自持放电的气体电离探测器。
第四章闪烁探测器
1.为什么要使用闪烁探测器？
闪烁探测器的优点：
探测效率高，适合于测量不带电粒子，如γ射线和中子，能够测量能谱。
时间特性好，有的探测器〔如塑料闪烁体、BaF2〕能够实现ns的时间分辨
2.什么是闪烁探测器？
闪烁探测器是利用辐射在*些物质中产生的闪光来探测电离辐射的探测器。
3.闪烁探测器的工作过程 245
4.闪烁体分类、发光效率、光能产额、发光衰减时间
248
5.光电倍增管：类型、构造与工作原理、主要性能
类型：1. 外观的不同、2. 根据光阴极形式、3. 根据电子倍增系统
构造与工作原理
构造：
1.光学窗
2.光阴极
3.电子倍增系统(打拿极)
4.电子收集(阳极)
光电倍增管为电真空器件。
主要性能
6.闪烁探测器的输出信号
7.单晶闪烁谱仪的组成和工作原理
8.能量分辨率、探测效率、全能峰、单逃逸峰、双逃逸峰等相关性能指标的
计算分析
能量分辨率：Ge 中法诺因子为F，射线产生一个电子空穴对所需的平均能量为w，设电荷收集是完全的、电子学噪声忽略不计。问Ge〔Li〕探测器对Cs-137产生的0.662MeV γ射线的期望能量分辨率？
能量分辨率：主要用于测量重带电粒子的能谱，如,p等，一般要求耗尽层厚度大于入
射粒子的射程。
影响活度测量的因素主要有哪些"〔P337~P338〕
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〔即死时间〕、本底计数
探测效率:记录下来的脉冲数与进入探测器的总的射线个数的比值.。
对于一个各向同性、活度为 A 的放射源，假设探测器探测效率为ε，覆盖的立体角为Ω。则探测器的平均计数率是多少？假设要*次测量的总计数的相对标准偏差小于0.1%，则最短
的测量时间应该是多少？(P178)
全能峰：对于一个由中等大小闪烁体晶体构成的闪烁谱仪，假设入射γ光子束能量为10MeV，则单逃逸峰、双逃逸峰和康普顿边缘对应的能量分别是多少？〔P154、P362〕
第五章半导体探测器
1.为什么要使用半导体探测器？
2.半导体探测器的特点
3.半导体探测器的根本原理
4.什么是信息载流子
5.能带知识、半导体根本知识、本征半导体、杂质半导体、施主杂质与施主
能级、受主杂质与受主能级、补偿效应
6.P-N结半导体探测器的工作原理、类型、输出信号、主要性能，P-N结、
死层及其厚度求解
7.P-I-N结、锂漂移探测器的工作原理
8.高纯锗探测器的工作原理与特点
？
简答题：
2. 气体放大倍数指的是正比计数器中，对直接电离效应放大的倍数称为气体放大倍数
4. 离子反响：正离子漂移到达阴极，与阴极外表的感应电荷中和时有一定概率产生次电子，发生新的电子雪崩过程，称为离子反响；也可以通过参加少量多原子分子气体阻断离子反响。
5. 光子反响：气体放大过程中的光子作用——光子反响。
在电子与气体分子的碰撞中：
不仅能产生碰撞电离，同时也能产生碰撞激发
气体分子在退激时会发出紫外光子，其能量一般大于阴极材料的外表逸出功
紫外光子在阴极打出次电子。次电子可以在电场的加速下发生碰撞电离。这个过程称为光子反响。
核辐射测量原理复习知识要点
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？ 带电粒子源 快电子源： β衰变 内转换 俄歇电子 重带电粒子源： α衰变 自发裂变 非带电粒子源 电子辐射源：伴随衰变的辐射、湮没辐射、伴随核反应的射线、轫致辐射、特征X 射线 中子源：自发裂变、放射性同位素（α，n ）源、光致中子源、加速的带电粒子引起的反应 2、选择辐射源时，常需要考虑的几个因素是什么？ 答：能量，活度，半衰期。 3、252Cf 可做哪些辐射源？ 答：重带点粒子源（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 电离损失：入射带电粒子与核外电子发生库仑相互作用，以使靶物质原子电离或激发的方式而损失其能量 作用机制：入射带电粒子与靶原子的核外电子间的非弹性碰撞。 辐射损失：入射带电粒子与原子核发生库仑相互作用，以辐射光子的方式损失其能量。 作用机制：入射带电粒子与靶原子核间的非弹性碰撞。 能量歧离：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的，而发生了能量的离散；这种能量损失的统计分布，称为能量歧离。 引起能量歧离的本质是：能量损失的随机性。 射程：带电粒子沿入射方向所行径的最大距离。 路程：入射粒子在物质中行径的实际轨迹长度。 入射粒子的射程：入射粒子在物质中运动时，不断损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿原来入射方向所穿过的最大距离，称为入射粒子在该物质中的射程。 重带电粒子与物质相互作用的特点： 1、主要为电离能量损失 2、单位路径上有多次作用——单位路径上会产生许多离子对 3、每次碰撞损失能量少 4、运动径迹近似为直线 5、在所有材料中的射程均很短 电离损失： 辐射损失： 快电子与物质相互作用的特点： 1、电离能量损失和辐射能量损失 2、单位路径上较少相互作用——单位路径上产生较少的离子对 3、每次碰撞损失能量大 4、路径不是直线，散射大 ?? ???242ion 0dE 4πz e -=NZB dx m v ()()??rad ion dE/dx E Z dE/dx 800 2 22NZ m E z dx dE rad ∝??? ??-21m S rad ∝E S rad ∝2 NZ S rad ∝
核辐射物理与探测学复习资料
核辐射物理与探测学复习 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：
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。
大气探测学复习 第十章 辐射 日照
太阳常数 在日地平均距离处，地球大气外界垂直于太阳光束方向上接收到的太阳辐照度 直接辐射：来自太阳的直接投射和太阳周围一个非常狭窄的环形天空辐射。 散射辐射：经过大气散射或云的反射，以短波形式到达地面的那部分辐射量 总辐射：测站处水平面上，天空2π立体角内所接收到的辐射。 反射辐射：总辐射到达地面后被下垫面向上反射的那部分短波量。 净全辐射：太阳与大气向下发射的全辐射和地面向上发射的全辐射之差 日照时数 日照时数定义为太阳直射辐照度达到或超过120瓦每平方米的那段时间总和。 日照 指能使地上物体投射出清晰阴影的直接辐射。 辐射观测项目 短波辐射（1）太阳短波辐射通量2）水平面太阳直接辐射（3）散射辐射（4）总辐射（5）短波反射辐射地球长波辐射通量净辐射 主要仪器 直接辐射表总辐射表全波段辐射仪器 直接辐射与散射辐射区别 太阳直接辐射S：垂直于太阳入射光的辐射通量太阳辐射经过大气或云的散射，以短波形式到达地面的辐射通量。 用仪器测量太阳直接辐射时，会对测量带来什么影响？ 受太阳辐射的那块锰铜片热量由外向内传递，被电流加热的一片则是由内向外传递热量，两者温度梯度的方向相反，引起的误差约为0.5％。 暗筒式日照计的感光迹线受哪些因素的影响？有何特点？ 日出与日落前后的光线日出与日落前后光线逐渐增强或逐渐减弱,日照迹线较为模糊 太阳直射位置不同的时节与不同的时间段迹线会出现不同的偏 暗筒式日照计的作用原理。 测量原理：暗筒式日照计是利用阳光透过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光药剂的日照纸上留下感光痕迹线，来计算日照时数的。 聚焦式日照计的作用原理。 聚焦式日照计是利用太阳光经玻璃球聚焦后烧灼日照纸留下的焦痕来记录日照时数的 。 如果暗筒式日照计安置时东西不水平或南北线没有对准，感光迹线会如何？
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。
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
辐射探测学复习要点
辐射探测学复习要点 第一章辐射与物质的相互作用（含中子探测一章） 1.什么是射线？ 由各种放射性核素发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。 2.射线与物质作用的分类有哪些？ 重带电粒子、快电子、电磁辐射（γ射线与X射线）、中子与物质的相互作用 3.电离损失、辐射损失、能量损失率、能量歧离、射程与射程歧离、阻止时 间、反散射、正电子湮没、γ光子与物质的三种作用 电离损失：对重带电粒子，辐射能量损失率相比小的多，因此重带电粒子的能量损失率就约等于其电离能量损失率。 辐射损失：快电子除电离损失外，辐射损失不可忽略；辐射损失率与带电粒子静止质量m 的平方成反比。所以仅对电子才重点考虑 辐射能量损失率：单位路径上，由于轫致辐射而损失的能量。 能量损失率：指单位路径上引起的能量损失，又称为比能损失或阻止本领。按能量损失作用的不同，能量损失率可分为“电离能量损失率”和“辐射能量损失率” 能量歧离(Energy Straggling)：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的（对一组粒子而言），而发生了能量的离散。 电子的射程比路程小得多。 射程：带电粒子在物质中不断的损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿初始运动方向所行径的最大距离称作射程，R。实际轨迹叫做路程P。 射程歧离(Range Straggling)：由于带电粒子与物质相互作用是一个随机过程，因而与能量歧离一样，单能粒子的射程也是涨落的，这叫做能量歧离。 能量的损失过程是随机的。 阻止时间：将带电粒子阻止在吸收体内所需要的时间可由射程与平均速度 来估算。与射程成正比，与平均速度成反比。 反散射：由于电子质量小，散射的角度可以很大，多次散射，最后偏离原来的运动方向，电子沿其入射方向发生大角度偏转，称为反散射。 正电子湮没放出光子的过程称为湮没辐射 γ光子与物质的三种作用：光电效应（吸收）、康普顿效应（散射）、电子对效应（产生） 电离损失、辐射损失：P138 4.中子与物质的相互作用，中子探测的特点、基本方法和基本原理 中子本身不带电，主要是与原子核发生作用，与γ射线一样，在物质中也不能直接引起电离，主要靠和原子核反应中产生的次级电离粒子而使物质电离。 390 5.Bethe公式应用 对各种带电粒子是有效的，条件是这些粒子的速度保持大于物质原子中电子的轨道运动速度。 重离子治癌，质子刀，“大部分的能量沉积在病灶” Bethe公式是描写电离能量损失率Sion与带电粒子速度v、电荷Z等关系的经典公式。
核辐射探测复习资料(卢秉祯版)
核辐射探测 第一章 核辐射及其探测原理 1.1核辐射基本特性 辐射和X 辐射都是电磁辐射。 辐射是核跃迁或粒子湮灭过程中发出的电磁辐射。 X 辐射是核外电子从高能级跃迁过程中产生的电磁辐射。 1.2探测带电粒子的物理性质 探测原理：利用带电粒子在物质中对物质原子产生的电离或激发效应或快速 轻带电粒子穿过物质时的电磁辐射效应。 带电粒子与物质的作用方式： 带电粒子与核外电子的非弹性碰撞——电离与激发； 带电粒子与原子核的非弹性碰撞——轫致辐射（带电粒子的速度和运动方向改变 产生的电磁辐射）或切连科夫辐射(特定条件下物质产生定向极化而随之发出的 电磁辐射)； 带电粒子与原子核的弹性碰撞——弹性散射。 带电粒子的能量损失方式：电离损失和辐射损失。E Z dx dE ion 2)(∝- 辐射长度om x 是电子在物质中由于辐射损失而使其能量减少到原来能量的1/e 时 的物质度。 电子的电离损失率和辐射损失率之比：800.1600)()()(22Z E c m z c m E dx dE dx dE e e C ion rad =+≈-- 当电子电离损失率与辐射损失率一样时Z c E 800 = 带电粒子与物质作用后不再作为自由粒子而存在的现象叫吸收，其中带电粒子从 进入物质到被吸收，沿入射方向所穿过的最大距离叫射程。 对正电子的探测一般是通过探测湮没γ光子间接进行的。 1.3 X 和γ射线的探测 原理：利用他们在物质中的光电效应，康普顿散射，电子对产生等产生的次级电 子引起物质的电离和激发探测。 光电效应：光子被原子吸收后发射轨道电子的现象。内层电子（K ）容易些，低
能高Z 康普顿散射：γ光子与轨道电子相互作用使得γ光子只改变方向而不损失能量。 2c m h e ≈ν 外层电子发生概率大。中能中Z 电子对效应：γ光子与原子核发生电磁相互作用，γ光子消失而产生一个电子和 一个正电子（电子对）的现象。 22c m hv e ≥且要原子核参加。高能高Z 1.4中子探测方法 两步：1.中子和核的某种相互作用产生带电粒子或γ光子； 2.利用这些带电粒子或γ光子的次级带电粒子引起的电离或激发进行探 测。 方法：1：中子与核反应放出带电粒子 2：中子弹性散射引起核反冲 3：中子引起的核裂变 4：中子被核俘获引起核激活。 中子探测包括：中子通量密度，中子能量，中子截面。 第2章 气体探测器 2.1基本原理 按探测核辐射的物理过程分为：电离型探测器和发光型探测器。 电离碰撞中被激发的原子，有3种可能的退激方式： 1.辐射光子； 2.发射俄歇光子； 3.亚稳原子。 电离产生的电子和正离子从入射粒子得到动能，他们在气体中运动，并和气体分 子碰撞，会发生以下物理过程：扩散，电子吸附，复合，漂移。 气体探测器是利用收集核辐射在气体中产生的电离电荷来探测核辐射的。根据 外加电压的大小，分为复合区，饱和区，正比区，有限正比区，G-M 计数区，连 续放电区。 2.2电离室 电离室就是工作在饱和区的气体探测器。 按工作方式，分为：记录单个核辐射粒子的脉冲电离室，主要用于测量带电 粒子辐射量和能量，这类电离室按其输出电路的时间常数大小又可分为：离子脉 冲电离室和电子脉冲电离室。另一类是记录大量粒子平均电离效应的电流脉冲室。
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
辐射测量笔记
辐射测量笔记 γ照射量率常数γ的物理意义是距离1居里的γ点源1米处，在1小时内所产生的照射量率。严格定义为［4］：发射光子的某种放射性核素的照射量率常数γδ是l2(dx ／dt)δ除以a而得的商，其中(dx／dt)δ是在距离放射性活度为a的这种核素的点源l 处由能量大于δ的光子所产生的照射率. 在铀矿勘探中，γ照射量率常数又称为γ常数，用符号k表示，在数值上被定义为质量为1g的点状源在距离1cm处的照射量率。kra＝4.92×10-4ccm2/(kgsgra)ku＝ 2.05×10-10ccm2/(kgsgu)kth＝8.82×10-11ccm2/(kgsgth)kk＝5.132×10- 14ccm2/(kgsgk)点源γ照量率的计算照射量率 设点源的活度为a居里，离源r米处的反射量率的计算公式为： 当点源处于均匀介质中时，在介质内部距离质量为m的点源r处的γ照射量率为： 两个关键救赎： 其一，γ射线照射量率与单位时间内入射到该体积元内的光子数ф（光子注量率，为单位时间内进入体积元dv中的光子数目）成正比。 其二，γ射线反射量率与单位时间内空气体积元中稀释能量的大小成正比。 线状源γ照量率 面状源γ反射量率 圆锥台状辐射体上空γ照射量率 用作观测γ射线的探测器必须存有两个特定的功能。首先它必须起至一个切换介质的促进作用，入射光γ射线在探测器中存有适度的相互作用几率产生一个或更多的慢电子。第二，它对于这些次级电子来说必须起至普通探测器的促进作用。 对低能γ射线(直到数百kev)光电吸收占优势，对高能γ射线(5―10mev以上)电子对生成占优势，而康普顿散射是介于以上两个极端情况的整个能量范围内最可能发生的过程。 “大”探测器模型：所谓“大”探测器就是指探测器的体积大于起始γ射线与稀释材料相互作用所产生的次级γ电磁辐射的平均值民主自由程。这些次级γ电磁辐射包含康普顿反射的反射γ射线以及在电子对产生的正电子荒废产产的γ光子。因为次级γ射线的平均值民主自由程通常存有几个厘米左右，如果探测器的尺寸不少于1或2厘米，即使满足用户‘大”的条件；同时假设γ射线与探测器介质相互作用产生的所有带电粒子(光电子、康普顿电子、正负电子对)的能量全部结晶在探测器中。
(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 a b 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-R E Ma ，Ma=4得 T ≌1.2×107-×17.8×106-×4 4()s ＝2.136×1012-()s 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： ()2082 2.34700700 ()rad ion dE E Z dx dE dx *⨯≅ =≈ 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 = i e hv E ε-=
22020 0(1cos ) 2.04(1cos 20) 4.16160.06 0.3947(1cos )0.511 2.04(1cos 20)0.511 2.040.06 Er 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= 122 2 0.6 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： 1 232223 0.6 1.84103.2810/r cm cm N cm μ σ--===⨯⨯ 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 =11.513cm 6：已知)1()(t ι --=e A t f t 是自变量。 ①求ι增大时，曲线的变化形势。 ②画出f(t)的曲线。 答：①当ι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)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图一：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为0.25,0.5,1,2,3,4时的图像 当A<0时，f(t)=)1(A /Γ--t e 的图像为下面图二：其中y1,y2,y3,y4,y5,y6分别为Γ为
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(扩充部分) 第一套 一、填空题(每空2分,共20分) 1．当入射带电粒子与发生非弹性碰撞，以的方式而损失其能量，我们称它为辐射损失。 2．选择辐射源时，主要需要考虑放射源的、和等因素。 3．γ射线与物质的相互作用方式主要有、康普顿效应和三种。 4．137Cs和60Co都是常用的电磁辐射源，其能量分别为，和1.332MeV。 5．在核辐射测量中，大多数情况下都可采用分布来分析测量计数的统计误差。 二、判断题（每题1分，共10分） 1、γ光子能量越高，光电效应截面越小。（） 2、对同种材料，入射电子能量越高，反散射越严重；对同样能量的入射电子，原子序数越低的材料，反散射越严重。（） 3、能量相同的电子和α粒子在穿过同一物质时，电子的穿透本领比α粒子大得多。（） 4、气体探测器的工作气体应尽量选择吸附系数大的气体。（） 5、相同速度入射的氘核和质子，他们在同一物质中的电离能量损失率相等。( ) 6、在P-N结内加反向电压，反向电压形成的电场与内电场方向相反。（） 7、在单原子分子气体中（如卤素）加入少量多原子分子气体（如CO2、H2O等）时，电子的漂移速度有很大的增加。（） 8、在速度相同的情况下，电子的轫致辐射强度比α粒子、质子等要大得多。（） 9、在杂质半导体中降低杂质的浓度可提高耗尽层的厚度。（） 10、重带电粒子的电离能量损失率与靶物质的原子序数及原子密度有关，高原子序数和高密度物质具有较大的阻止本领。（）三、名词解释（每题3分，共12分） 1．韧致辐射 2．能量歧离 3．源探测效率 4．康普顿效应
四、简述题(每题6分，共24分) 1、简述γ谱仪的能量刻度。 2、圆柱型电子脉冲电离室的输出电荷主要是由电子所贡献，但在圆柱型正比计数器输出电荷却主要是正离子的贡献，这是什么原因？ 3、未加反向偏压的P-N结能成为实用的半导体探测器吗？为什么？ 4、简述热释光探测器的工作原理。 五、计算题(每题6分，共24分) 1．对一个放射源进行测量，已知放射源减本底的计数率（净计数率）n c约80/min，本底计数率n b约为20/min，实测时只容许总测量时间T为1h，问欲得到最佳结果，源和本底测量时间各应是多少？源的计数率及其误差是多少？ 2．20MeV的电子穿过铅时，辐射损失和电离损失之比是多少？（Z Pb=82） 3、试计算24Na-2.76MeVγ在NaI(Tl)单晶γ谱仪测到的能谱图上，康普顿边缘与全能峰 之间的相对位置。 4、按照辐射防护的要求，辐射源需放在屏蔽容器中，若某一能量的γ射线在铅中的线性吸收系数是0.5cm-1，要用多厚的铅容器才能使容器外的γ强度减为源强的一半？ 六、分析题（10分） 试画出NaI(Tl)闪烁体探测器测到的137Cs放射源的能谱图，说明图中平台及每个峰值名称并分析其产生原因。
核辐射测量原理复习
名词解释： 1. 光电效应：光子被原子吸收后发射轨道电子(de)现象. 2. 康普顿效应：γ光子与轨道电子相互作用使得γ光子只改变方向而不损失能量. 3. 电子对产生效应：当r 光子能量大于时,r 光子经过与之相互作用(de)原子核附件时,与原子核发生电磁相互作用,r 光子消失而产生一个电子和一个正电子. 4. 电子吸附效应：电子在运动过程中与气体分子碰撞时可能被分子俘获,形成负离子,这种现象称为电子吸附效应. 5. 复合：电子和正离子相遇或者负离子和正离子相遇能复合成中性原子或中性分子. 6. 漂移：电子和正离子在电场(de)作用下分别向正、负电极方向运动,这种定向运动叫做漂移运动. 7. 平均电离能：带电离子在气体中产生一对离子所需(de)平均能量称为平均电离能. 8. 轫致辐射：快速电子通过物质时,原子核电磁场使电子动量改变并发射出电磁辐射而损失能量,这种电磁辐射就是轫致辐射. 9. 截面：单位面积单位时间粒子与靶核发生相互作用(de)概率. 10. 活化：原子核吸收中子后,变成同一种元素(de)另一种核素,这种现象叫做活化. 11. 真符合计数：时间上有关(de)事件产生(de)脉冲引起(de)符合计数称为真符合计数. 12. 偶然符合计数：在时间上没有必然联系(de)事件产生(de)脉冲引起(de)符合计数称为偶然符合计数. 13. 衰变常数：表示某种放射性核素(de)一个核在单位时间内进行衰变(de)概率. 14. 碘逃逸峰：当r 射线在NaI(Tl)晶体表面发生光电效应时,碘(de)KaX 射线很容易逃逸出晶体,形成一个碘逃逸峰.（） 15. 本征效率：探测器记录到(de)射线数与入射到探测器灵敏体积内(de)γ光子数(de)比. 16. 辐射损失率：电子在物质中通过单位长度路径,由于轫致辐射而损失(de)能量为辐射损失率. 17. 电离损失率：入射粒子因原子(de)激发和电离在单位路径上引起(de)能量损失. 18. 能量分辨率：探测器微分脉冲幅度分布谱中(de)特征峰半高宽与峰值所对应(de)脉冲幅度之比：0 355.2E Fw V V =∆=η 探测效率：光子数 源发射的记录到的脉冲数源γε= 光子数积内的入射到探测器灵敏区体记录到的脉冲数本征γε=
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（Radiation）: 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。
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 9211026.1⨯=。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 31000cm 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31000cm 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()%5602.42MeV 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+→。
(精品辐射剂量学考研知识重点
辐射剂量学考研知识 重点
辐射剂量学复习资料 一、 名词解释 1、 积分密集函数：书本p72， ppt 第3章第21页。 对选定体积内的各径迹求平均 在带电粒子径迹上随机选取沉积能，对应的转移点P ，以P 为中心，以x 为半径的球内授与能的的期望值称作考察体积中的积分密集函数(integral proximity function)。密集函数反映的是能量沉积在径迹上分布的密集状况，是进行了两次平均后的平均效果。 2、 滞留量：书本p241， ppt 第8章第11页。 滞留：放射性核素在器官、组织或全身内的居留状况；亦即器官、组织或全身放射性核素活度的动态变化过程。在摄入、沉积或吸收后的给定时刻，器官、组织或全身德物质的量称为器官、组织或全身的滞留量。 3、 齐向扩展场：书本p227，ppt 第七章第110页。 将扩展场中辐射粒子的方向加以梳理，使感兴趣的区域中的注量是单向的。这样梳理过的衍生辐射场称作参考点的齐向扩展场。 齐向扩展场：能量及其注量分布在所关心的体积中处处与实际辐射场中参考点的相同，而注量是单向的衍生场。 4、 OAR ：书本p210， ppt 第七章第48页。 ()()()()(),,z z z z z x D z x D OAR g x g x D z x D =在体模中某一深度处作一垂直于束轴的平面。则该平面 上离开束轴的距离为处的吸收剂量相对束轴上的 吸收剂量的归一化值称为离轴比，用表示： 5、 探测限：书本p132， ppt 第4章第110页。 探测限是剂量计能够可靠的探测到的剂量下限，也就是剂量计的读数明显的不同于零的最小剂量值。 6、 初级标准：书本p111， ppt 第4章第59页。 初级标准是指最高剂量学量的测量仪器，该仪器通过基本物理量的测量来确定量值，并且其准确度实在同参加国际测量体系其它研究机构对应标准的比对中被验证了的。 7、 随机性效应：书本p202， ppt 第3章第77页。 发生几率与剂量大小有关，而其严重程度与剂量大小无关的效应，随机性效应不存在剂量阈值。 8、 光核反应：书本p31， ppt 第1章第110页。 原子核吸收一个光子，随后放射出一个或几个核子的过程称作光核反应。 9、 转移能：书本p46， ppt 第2章第7页。 在指定体积内由不带电粒子释放出来的所有带电粒子的初始动能之和称为转移能(energy transfered)，一般用 来表示转移能，其单位是“J”。 10、质量能量转移系数：书本p34， ppt 第1章第141页。 中子的质量能量转移系数，表示能量为E 的一个中于在物质中穿行单位厚度(1kg·m -2)时，由于各种相互作用，其能量转变为次级带电粒子初始动能的份额 11、 康普顿电子微分截面：书本p27， 参考ppt 第1章第90页。e s e d d d d νσσν 'Ω=•Ω 入射光子穿过单位面积上有一个电子的物质层是散射到Ω方向上单位立体角内的概率。 12、 俄歇电子：书本p25， ppt 第1章第79页。 由于原子中的电子被激发而产生的次级电子。当原子内壳层的电子被激发形成一个空洞时，电子从外壳层跃迁到内壳层的空洞并释放出能量。虽然能量有时以光子(X 射线)的形式被释放出来，但这种能量可以被转移到另 ()()∑=∞→=n j j n x T n x T 1 1lim