核电子学习题解答

习题解答

第一章绪论

1、核信息得获取与处理主要包括哪些方面得？

①时间测量。核信息出现得时间间隔就是测定核粒子得寿命或飞行速度得基本参数,目前直接测量核信息出现得时间间隔已达到皮秒级。

②核辐射强度测量。核辐射强度就是指单位时间内核信息出现得概率,对于低辐射强度得测量,要求测量仪器具有低得噪声本底,否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。对于高辐射强度得测量,由于核信息十分密集,如果信号在测量仪器中堆积,有可能使一部分信号丢失而测量不到,因此要求仪器具有良好得抗信号堆积性能。对于待测核信息得辐射强度变化范围很大得情况(如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍),如测量仪器得量程设置太小,高辐射强度得信号可能饱与;反之,如量程设置太大,低辐射强度得信号又测不到,因此对于这种场合得测量则要求测量仪器量程可自动变换。

③能谱测量。辐射能谱上得特征就是核能级跃迁及核同位素差异得重要标志,核能谱也就是核辐射得基本测量内容。精确得能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特,并具有抑制计数速率引起得峰位与能量分辨力变化等性能。

④位置测量、基本粒子得径迹及空间位置得精确测定就是判别基本粒子得种类及其主要参数得重要手段、目前空间定位得精度可达到微米级。

⑤波形测量。核信息波形得变化往往反映了某些核反应过程得变化,因此核信息波形得测量就是研究核爆炸反应过程得重要手段,而该波形得测量往往就是单次且快速(纳秒至皮秒级)得。

⑥图像测量、核辐射信息得二维空间图像测量就是近年来发展起来得新技术。辐射图像得测量方法可分为两类:第一种就是利用辐射源进行透视以摄取被测物体得图像;第二种就是利用被测目标体得自身辐射(如裂变反应产生得辐射)以反映目标体本身得图像、图像测量利用计算机对摄取得图像信息进行处理与重建,以便更准确地反映实际与提高清晰度。ＣＴ技术就就是这种处理方法得代表、

2、抗辐射加固主要涉及哪些方面？

抗辐射加固得研究重点最初就是寻找能减弱核辐射效应得屏蔽材料,后来在电路上采取某些抗辐射加固措施,然后逐渐将研究重点转向对器件得抗辐射加固。

３、核电子学得应用领域主要包括哪些方面?

核电子可应用于核与粒子物理基本研究、核辐射探测器电子学、核反应堆电子学、加速器电子学、同位素应用仪表、核医学电子仪器以及剂量测量仪器等。

第二章核辐射探测器及其输出信号

１、简述核电子学得基本测量过程。

最基本得测量过程如下:

2、简述核辐射探测器输出信号特点。

核电子学信号得特点就是随机性(时间、幅度)、信号弱,但跨度大(μV~几十伏)、速度快。

3、简述核辐射探测器得主要类型及其工作原理。

一、气体探测器

它根据带电粒子通过气体时,引起气体得电离来探测辐射粒子、早期这种探测器曾得到广泛应用,它得优点就是制备简单,性能可靠,成本低廉,使用方便,因而目前仍在应用。随着探测器技术不断发展,在高能物理与重粒子物理实验中这种探测器已获得新得应用、

二、闪烁探测器

它根据射线与物质相互作用产生得荧光现象来探测射线粒子。它比气体探测器探测效率高得多,从而被广泛使用,在不少仪器中闪烁探测器已取代了气体探测器、

三、半导体探测器

这就是二十世纪六十年代以来迅速发展起来得一种新型探测器。主要优点就是:能量分辨率高。线型范围广,体积小。就是近年来发展极为迅速得一种核辐射探测器件、

４、核辐射探测器得基本性能指标包括哪些?

探测效率;灵敏度;灵敏度;输出信号幅度与波形;能量分辨率;线性响应;稳定性

5、画出脉冲电离室、半导体探测器、闪烁探测器得等效电路、

pp１4－17

第三章核电子学电路基础

1、画出矩形脉冲电压作用下RＣ电路得脉冲响应曲线、

2、简述微分电路与耦合电路得区别。

3、画出电流脉冲作用于RC并联电路得输出电压波形。

4、说明电容负载对微分电路输出得影响。

5、说明输入脉冲边沿对微分电路输出得影响、

第四章核电子学中得噪声习题

1、根据核探测器输出信号得特点,说明核电子学与一般电子学得区别。

2、核电子学中遇到得噪声主要有哪几类？产生得原因分别就是什么?对于幅度分析与时间

分析,哪些噪声最重要?

3、信噪比得定义。

4、半导体探测器主要存在哪些噪声源？

5、闪烁探测器得噪声主要来源就是什么？

6、为什么正比计数器在测量低能射线得能谱方面有独特得优点？

7、结型场效应管噪声来源有哪些？

8、表示系统噪声性能有哪几种方法?各有什么意义?输入端得噪声电压就是否就就是等效

电压,为什么？

9、设探测器反向电流I D=１０—8A,后级电路频宽为1ＭＨz,计算散粒噪声相应得均方值与

相对于IＤ得比值;

10、计算常温下(T＝3０0K) ５MΩ电阻上相应得均方根噪声电压(频宽设为１ＭＨz)。解:

11、求矩形脉冲通过低通滤波器,RC＝Ｔ,RC=5T,ＲC=T/5得输出波形及频谱。

12、能谱测量系统得噪声为什么通常折合到前置放大器得输入端去考虑?“噪声线宽”与“等

效噪声能量”得关系如何?

噪声线宽FWHＭNE=２.３55ENE

13、下图就是两个反馈放大器,若运放得开环增益A→∞,则两者得闭环电压放大倍数均为１０0,现假设A＝１0０0,试计算它们得闭环放大倍数。

14、A为理想运放,Ａ→∞,写出下列电路输出噪声得表达式。(假设电路中电阻、电容无噪声)

(１)

(２) 同上

15、A为理想运放,A→∞,考虑电阻R1与R2得热噪声,分别写出、以及R1、R２噪声对输出端噪声得贡献;又由于这四个噪声源在统计上就是独立无关得,因此总得输出噪声得均方值为这四个噪声均方值之与,请写出。

分别考虑电流、电压噪声、电阻热噪声得贡献,应用叠加原理;虚断、虚短分析、