实验8 用BF3正比计数管探测慢中子
大学实验室安全知识考试题库100题(含答案)CUU
大学实验室安全知识考试题库100题（含答案）一、单选题1．电弧焊的焊接电源输出空载电压大于（）。
A 电压220伏B 电压110伏C 安全电压36伏D 绝对安全电压12伏答案：C解析： C2．人体内每天因食物摄入的放射性物质，那种最多（）。
A 40KB 41KC 131ID 133I答案：A解析： A3．三孔插座上（）孔是火线。
A 右下B 左下C 上答案：A解析： A4．设备或线路的确认无电，应以（）指示作为根据。
A 电压表B 检验正常的验电器C 断开信号答案：B解析： B5．漏电保护器的使用是防止（）。
A 触电事故B 电压波动C 电流过大答案：A解析： A6．在遇到高压电线断落地面时，导线断落点（）内禁止人员进入。
A 10米B 20米C 30米答案：B解析： B7．新玻璃（细菌）滤器应在流水中彻底洗涤，然后放在（）中浸泡数小时，最后用流水洗涤。
A 1%的盐酸B 重铬酸钾洗涤液C 市售洗涤剂D 氢氧化钠或碳酸氢钠稀溶液答案：A解析： A8．染菌或盛过微生物的玻璃器皿，应先放在（）中消毒灭菌，30min后取出。
趁热倒出容器内的培养物，再用洗涤剂和热水洗刷，以水在内壁均匀分布成薄层而不出现水珠为标准。
A 高温烘箱B 高压灭菌锅C 加热真空烘箱答案：B解析： B9．从火灾现场撤离时，应采取（）。
A 乘坐电梯B 用湿毛巾捂住口鼻低姿从安全通道撤离答案：B解析： B10．身上着火应（）。
A 就地打滚B 奔跑答案：A解析： A11．发生电气火灾后，首先应该采取的第一条措施是（）。
A 打电话报警B 切断电源C 扑灭明火D 保护现场，分析火因，以便采取措施，杜绝隐患答案：B解析： B12．对于全部参数可调的科研用激光器，为保证安全运行，必须严格按照激光器注入能量限制匹配原则对激光加工参数进行设定，应由( )操作，()负责管理。
A 本科生，教师B 研究生，教师C 专人，专人答案：C解析： C13．依据GB8702-88《电磁辐射防护规定》对于职业照射，在每天8h工作期间，任意连续6min按全身平均的比吸收率（SAR）应小于（）。
辐射监测讲义
(1)电离室类监测仪
高气压电离室是测量环境剂量率的王牌仪表，这类 仪器由一个高压电离室探测器和电子线路组成。前者为 一个充高气压(一般为20个大气压以上的氩气 )的不锈钢 球壳，中间密封一个电极。电子线路主要为静电计、二 次放大电路、高低压变换器以及读出线路。
(4)携带式环境γ谱仪
环境γ谱仪采用Nal(T1)或半导体探 测器作为探头，应用ADC和计算机等技术 来获得环境中各种放射性核素的γ谱， 给出各种放射性核素的剂量贡献，能很 快确定污染的来源。该方法的缺点为设 备复杂、价格昂贵，运行技术要求较高， 较难作为一种大环境测量或普查的设备。
2.α、β表面污染监测仪
电离辐射监测
电离辐射监测就是指为了评估和控制电 离辐射或放射性物质的照射，对辐射剂量 或污染所作的测量及对测量结果的分析和 解释。 电离辐射监测在习惯上称放射性监测， 简称辐射监测。
第一节
辐射探测器原理
第二节 辐射监测仪器 现场和实验室常用的辐射监测仪器，以及选择监测 仪器的原则 第三节 辐射监测方法 现场测量、样品采集与管理、 实验室测量分析、数 据处理与监测结果的报告、辐射监测的质量保证
• 不同的监测目的需制定不同的监测方案，有 些可以简化，有些比较简单的监测也可不制 定监测方案，但都必须保证监测过程人员安 全和监测数据准确可靠。
• 编制辐射监测方案的基本原则： • 1.首先明确监测要达到的目的，即明确 为什么要进行监测。 • 2.第二要明确为达到目的应怎样监测， 确定监测的对象、监测项目、监测时间 和监测点位布设、监测手段，必要时应 进行现场调查确定。
第四节 辐射防护监测 个人剂量监测、工作场所监测 第五节 辐射环境监测 辐射环境质量监测、辐射环境污染源监测
密封中子管氘-氘产额及二次电子抑制
值,计算二次电子电流的变化值 （$/3）。当$厶不 随二次电子抑制电阻改变而变化时，表明此时二次
电子完全被抑制&实验时采用的二次电子抑制电 阻分别为 3.）、4.5 、6.6 、8.713.3 M4&
图 3 二次电子抑制装置 Fig.3 Secondaryelectronsuppressiondevice
第43卷第3期 2021年6月
核化学与放射化学 Journal of Nuclear and Radiochemistry
Vol.43No.3 Jun<2021
密封中子管氘-氘产额及二次电子抑制
刘国财，张培旭，刘志珍，李玮瑛，杨洪广
中国原子能科学研究院反应堆工程研究所，北京102413
摘要：中子管的工作参数是影响中子产额的重要因素&为了更准确地调控D-D中子管的中子产额，对中子管
中子管工作参数控制如图1（b）所示，采用电流 源给中子管提供热子电流，热子电流控制在0〜 900 mA；采用直流高压发生器（直高发）控制靶极 高压输出，负高压输出范围在0〜一120 kV；采用 高精度电压源控制阳极高压输出，输出范围在0〜 3. 0kV&实验测量装置示于图2,H-3管距离中 子管0. 75 m, H-3管外嵌套20 mm厚的聚乙烯 慢化体&中子管置于$70 mm的聚四氟乙烯桶 内，桶内充入500 kPa的SF6绝缘气体&桶下方 与直流高压发生器相连，控制靶极高压输出；桶的 上方与热子电流源及阳极高压源相连，分别控制 热子电流及阳极高压 & 采用控制变量方法分别研 究不同工作参数 下 的 中 子 管 产 额 %建 立 工 作 参 数
呈非线性关系，最佳阳极高压需要高于2. 6 kV；靶极高压升高，中子产额随之增加，而且高压越高产额增加越
辐射防护监测
闪烁探测器组成示意图
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闪烁体按化学组成可分为两大类：无机闪烁体、 有机闪烁体。
常用的无机闪烁体有下列三种：NaI（T1）晶 体，CsI（T1）晶体，ZnS（Ag）闪烁体。有机闪 烁体按其状态可以分为三类：有机晶体、塑料闪烁 体、液体闪烁体。塑料闪烁体是一种含有有机闪烁 物质的固溶体，目前应用相当广泛。它的主要特点 是：发光衰减时间短，在ns级；透明度高，光传输 性能好；耐辐照性能良好，性能稳定，机械强度高， 耐潮湿，不需封装；制作简便，成本低廉，易于加 工成各种形状和尺寸的闪烁体。已有各种规格的塑 料闪烁体可用于β，γ射线的测量。
27
❖ （4）环境特性：对于温度，要求在-10℃-40℃的温度
范围内仪器读数变化在±5%以内；对于相对湿度，要 求在10%到95%范围内读数变化在±5%以内。此外， 应考虑气压及电磁场的影响。
❖ （5）对其它辐射的响应：实际测量条件有时比较复杂， 如高能γ射线和β射线都能穿射场。所以一般γ辐射监测 仪应对能量直到2.27MeV的β射线（90Sr/90Y源， Emax=2.27MeV）无响应。
性，是很优良的剂量率仪表，已得到广泛应用。Nal
闪烁体因其有效原子序数高，能量特性较差，测得
的数据不能直接用于剂量评价，需对仪器的电子线
路加以改进或对数据进行校正。
18
★
常见的国产闪烁剂量率仪表
型号及 名称
探测器
量程
能量响应
BH3103A
塑料闪烁 体
36KeV～3MeV 0～100μGy·h-1
JW3104 型
塑料闪烁 体
36KeV～3MeV 0～100μGy·h-1
JB4000 系列
Nal闪烁体
0.05μSv/h~200 μSv/h
闪烁材料——探索科学世界的一扇窗
闪烁材料——探索科学世界的一扇窗陈向阳;张志军;赵景泰【摘要】对闪烁材料的评价指标、应用领域和发展现状进行了调研,并结合中国闪烁材料研究现状对闪烁材料未来的发展方向和趋势进行了展望.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2015(037)003【总页数】10页(P165-174)【关键词】闪烁材料;应用领域;研究现状;发展方向【作者】陈向阳;张志军;赵景泰【作者单位】中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;中国科学院大学,北京100039;上海大学材料科学与工程学院,上海200444;上海大学材料科学与工程学院,上海200444【正文语种】中文编者按 2015年5月6日，赵景泰教授应我刊编辑部邀请做了题为《闪烁材料的发展与应用》的科普讲座，该讲座由上海市新闻出版专项扶持资金支持。
探索未知的科学世界，一直是无数科研工作者的目标和追求。
面对浩瀚的科学世界，大多数情况下人类都在“黑暗”中慢慢摸索前进，因此在我们矢志不渝地追求科学的脚步时，智慧的科研工作者们也在不断创造自己的“武器”，试图开启未知世界的大门。
闪烁体材料就是一种具有实用价值的武器，可以帮助人类探索、认识和利用肉眼无法识别的射线、高能粒子，它就像一个桥梁，可以将超出人类识别范围的射线、高能粒子等转化成人们可以识别、控制的其他形式的光信号。
本文围绕闪烁体材料的特点、应用领域、研究现状三个方面做广泛的介绍，同时对闪烁体材料的未来发展趋势做简要的阐述，旨在让读者对闪烁体材料有个宏观而且比较全面的认识，了解到闪烁材料与我们的生活是息息相关的，并鼓励更多的青年朋友们加入闪烁体材料的研究之中。
闪烁体是一种能将电离辐射的能量转换成光发射的发光材料，比如在X射线或者γ射线的作用下能够发出脉冲光[1]。
从物质种类上可以将闪烁体材料划分为有机闪烁体和无机闪烁体两大类；从结构特点和物质形态上又可以将前者细分为有机闪烁晶体、液体闪烁体和塑料闪烁体，而后者可以分无机闪烁晶体、闪烁玻璃、闪烁陶瓷、闪烁气体。
实验9 快中子全截面的测量 - 开放式教学管理系统
实验9 快中子全截面的测量实验目的掌握测量快中子全截面的方法。
实验内容1． 根据“好几何”条件，调整实验装置。
2． 测定Al 、Fe 、Cu 和Pb 对Am-Be 中子源中子的全截面和估计核半径。
3． 对所测中子全截面进行误差修正。
原理快中子全截面是核物理和核技术领域的一项基本参数。
虽已有大量的测量数据，但有的精度低，有的能区不全，至今仍在测量中。
1．全截面是中子与原子核发生各种作用的截面的总和，可采用透射法进行测量。
测量时，待测样品放在中子源和中子探测器的中间，如图1所示。
设入射中子强度为I 0，透射束强度为I ，样品厚度为t ，则投射率T 为：t N T e I I T σ-==0（1） 式中，N 为单位体积样品内的原子核数，σT 为全截面。
对于化合物，N 为单位体积内的分子数，σT 为分子对中子的有效全截面。
A r N A N ρ= （2）式中ρ为样品的密度，A r 为原子量或分子量，N A 为阿伏加德罗常数。
由（1）式可得：)1ln(1TNt T =σ （3） 推导（1）式时假定样品很薄，N σT t<<1，中子在样品内与原子核只发生一次作用（散射和吸收），而且略去向前方向的散射，因而可以认为透射的中子是未与原子核作用过的。
所以探测器对透射前后中子的探测效率是一样的，可用计数率表示中子束的强度。
因此，测量透射率时，只要保持中子源到探测器的距离不变，I 就是有样品时的计数率，I 0就是无样品时的计数率。
2．实验布置要求符合“好几何”条件，即中子源、样品和探测器同轴，且样品阴影正好遮住探测器的前端面，如图2示。
图中，D 0、D 1 、D 2分别表示中子源、样品和探测器的直径。
L 1、L 2分别表示中子源到样品和探测器的距离。
根据好几何条件可以得出：中子源 样品 探测器t图1 全截面测量示意图202011)(L D D D D L --= （4）3．室内散射本底中子，会使投射率偏大。
正比计数管测量X射线的吸收和特征谱
正比计数管测量X 射线的吸收和特征谱一、实验目的： （1）、学习使用正比计数器并熟悉其工作原理 （2）、了解X 射线与物质的相互作用，及其在物质中的吸收规律； （3）、测量Cu 的源激发X 射线在Al 中的质量吸收系数； （4）、验证元素特征X 射线能量与原子序数Z 的关系（莫塞莱关系）；二、实验仪器：Be 窗正比计数器1个、FH423电荷灵敏前置放大器1个、FH426B 高压电源1个、FH1031A 型低压电源1个、FH1002A 线形放大器1个、UMS 微机多道采集系统、样品台和屏蔽体1套 238Pu X 射线源1个、55Fe X 射线源1个、金属膜样品Ge 、Zn 、Cu 、Fe 、Cr 、Ti 各一个、未知金属样品三个、不同厚度的Al 吸收片（0、2、4、6、8、10、12、14）三、实验原理：（1） X 射线的吸收一束单色X 射线垂直入射到吸收体上时，通过吸收体后，其强度将减弱，即X 射线被物质吸收。
这一过程分为吸收和散射两部分。
其中吸收主要是光电吸收效应，即X 射线激发原子内层电子逃逸后，高层电子跃迁发射本征X 射线（其中最主要的K 线系本征X 射线）或放出俄歇电子（对轻元素发生机率较大）。
散射主要是X 射线与核外电子相互作用发生不改变波长的汤姆孙散射和改变波长的康普顿散射两个过程。
理论上X 射线垂直通过厚度为t 的物质后，强度衰减为0()t I t I e μ-=其中，µ为该物质对某一能量X 射线的线性吸收系数，µ=Nσ，N 为原子的数密度，σ为截面。
吸收系数除以物质的质量密度就是物质的质量吸收系数为µm()2/A m N cm g Aμμσρ== 所以0()m t I t I e μρ-=Al 吸收体在X 射线能量为1.5596keV 到6.20keV 之间时，质量吸收系数的经验公式为2.734516.16(12.3981/)m E μ=⨯（2）X 射线的特征谱根据玻尔理论，核外电子跃迁时放出的光子能量为242022212211()m e Z h n n πυ=-其中n 1,n 2位电子终态、始态所处壳层的主量子数，对K α线系n 1=1,n 2=2，根据特征X 射线的能量，可以分辨吸收体的元素种类。
辐射测量技术课后题答案
2.1核辐射测量的分类：一是测量核辐射的粒子数如放射源活度、射线强度及通量密度等；二是测量核辐射粒子的能量。
2.2测量装置包括：辐射源、探测器、电子学记录系统及计算机系统。
2.3低水平放射性测量：辐射防护、环境检测、核电站的辐射测量等通常都是极其微弱的放射性测量被称作低水平放射性测量。
2.4低水平放射性测量通常分3步进行：1.在所关心的地点采集具有代表性的样品；2.用物理或者化学方法处理样品3.测量样品并对测量结果作统计学方面的分析判断。
2.5用于低水平放射性测量的测量装置应该具有这样的特点：能用最少的测量时间得到满足测量精度要求的测量数据，可以探测到的最少样品的放射性活度要大。
（这就需要定义优质因子）2.6本底的主要来源：宇宙射线、周围环境的放射性核素、屏蔽材料及探测器件中的放射性核素2.7降低本底的措施：降低本底，要根据本底的来源，采用不同的措施。
1.铅屏蔽材料中有微量放射性核素，选择放置较长时间的老铅或特殊精练过的铅，可使本底降低2.为减少氡钍射气造成的本底，可以采用有效的通风3.为了降低探测元器件的放射性核素带来的本底，可以采用以石英玻璃代替玻璃壳的光电倍增管，可以先对NAI（T1）晶体经过去钾提纯4.降低宇宙射线中的硬成分的影响可采用反符合屏蔽5.对于接地不良造成的对电子学线路的干扰，可以尽可能缩短放大器与探测器之间的距离，所有电子学仪器都一点接地。
4.1、燃料元件破损监测的方法？①一回路冷却剂γ放射性的连续监测②一回路冷却剂放射性的采样测量③辐照后燃料元件包壳破损的啜漏检测2、燃料元件包壳破损的啜漏检测系统的组成和工作原理？在线：固定在装卸料机上的压缩空气注入单元和抽真空单元；控制和测量单元；记录单元。
离线：水循环采样回路、气体回路、隔热回路；啜漏套筒、过滤器原理：在停堆期间，根据一回路冷却剂放射性跟踪监测提供的信息，将全部或部分燃料燃耗未达到额定值的燃料组件从反应堆卸到燃料水池，先采取在线检测系统对元件包壳破损泄漏监测，进而把泄漏的有破损燃料组件和不带泄漏的完好燃料组件区分开，然后采用离线检测系统定量的测定破损情况。
r1Chap-06
第六章辐射的探测在研究和应用放射性核素时必须知道放射性核素所发射的荷电粒子或射线（统称核辐射）的种类、数量、能量及有关的性质，这就要求对于核辐射进行探测和记录。
放射性测量装置通常由核辐射探测器和信号处理系统组成。
核辐射探测器简称探测器，包括灵敏介质和结构部分。
射线与灵敏介质相互作用并损失能量，后者被灵敏介质转换为光、电、热或者化学信号，被信号处理系统分析和记录。
探测核辐射的方法原则上有下面几种：①利用射线通过物质时的电离作用；②利用射线通过某些物质时所产生的荧光、热释光或契仑科夫辐射；③利用射线与某些物质的核反应或弹性碰撞产生的易于测量的次级粒子；④利用射线所带的电荷；⑤利用射线的能量在物质中所产生的热效应；⑥利用射线和物质作用产生的化学变化。
用第一种方法制作的探测器按使用的灵敏介质不同，分为气体探测器和半导体探测器两类。
辐射在它们的灵敏体积内损失能量，使介质分子或原子发生电离，生成正-负离子对或电子-空穴对。
用电极收集并测量收集到的电荷，或测量流经回路中负载电阻上的电流（或电压）变化，可以测量进入灵敏体积的粒子的数量或（和）能量。
用第二种方法制作的探测器包括四类：闪烁探测器、热释光探测器、玻璃探测器、契仑科夫辐射探测器，其中闪烁探测器使用最为广泛。
第三种方法主要用于中子的探测，这是因为中子不带电荷，与介质相互作用时不能直接使介质电离。
中子与含氢物质中的氢原子核弹性碰撞，将氢原子核从分子中击出，称为反冲质子。
测量反冲质子在探测介质中的电离或激发就可以推断进入灵敏体积中的中子数量或（和）能量。
在核科学发展的早期曾用验电器探测带电粒子，这种方法就是利用射线所带的电荷。
因为验电器的灵敏度和准确度都很低，现在已经不用了。
但在加速器上，人们利用法拉第杯（Farady cup）检测荷电粒子束流强度。
射线在介质中损失的能量最终可以转化为热能。
利用量热计可以测量放射源的辐射功率，但灵敏度不高。
射线通过介质时，可以导致介质发生化学变化。
ENT2465长寿命中子管设计及性能测试
第#期 ! ! 刘 泽 威 等 "C(G#!"I 长 寿 命 中 子 源 结 构 %存 在 如 下 问 题 "#?$主 磁 钢 置 于 电 离 室 外%受 磁 钢 罩 影 响%没 有 形 成 闭 合 磁 路 %会 减 弱 电 离 室 内 部 的 磁 场 强 度 %不 利 于 束 缚 电 子的运动轨迹!##$两 个 阳 极 瓷 环 的 内 壁 分 别 与 阴极和输出阴极 直 接 接 触%随 着 中 子 管 工 作 时 间 的 持 续 %由 于 离 子 溅 射 %两 个 瓷 环 内 壁 表 面 会 形 成 一 层 金 属 膜 %当 这 层 金 属 膜 积 累 到 一 定 程 度 时 %使 瓷环内壁与两阴 极 之 间 绝 缘 程 度 变 差%阳 极 会 形 成一定的本 底 电 流%严 重 时 甚 至 短 路) 为 了 避 免 上述现象的发生%对 图 ? 结 构 的 离 子 源 进 行 改 进 设计%结构示意图示于图 #) 从 图 # 可 知"将 主 磁 钢完全置于离子 源 罩 内%主 磁 钢 的 磁 力 线 通 过 导 磁材料形成闭合 磁 回 路%增 强 了 电 离 室 内 的 磁 场 强度%有 利 于 紧 密 束 缚 电 子%提 高 电 离 密 度) 同 时 %将 图 ? 中 两 个 阳 极 瓷 环 设 计 为 单 个 阳 极 瓷 环 % 并且将阳极焊接在阳极瓷环内)由于离子溅射的 轨 迹 为 直 线 %离 子 从 两 阴 极 表 面 发 生 溅 射 时 %瓷 环 壁不会形成金属 膜%从 而 可 以 保 证 阳 极 筒 和 两 个 阴极之间的 良 好 绝 缘) 通 过 此 种 结 构 设 计%中 子 管长时间工作也不会因离子溅射而使阴阳极之间 绝缘变差或发生短路现象)
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实验8 用BF3正比计数管探测慢中子
实验目的
1. 了解BF3正比管探测慢中子的基本原理。
2. 学会选取BF3正比管最佳工作点的方法。
实验内容
1. 用示波器观察BF3正比管的输出脉冲波形。
2. 测量BF3正比管的坪曲线，并确定管子的工作电压。
3. 测量BF3正比管的偏压曲线，并确定其偏压。
4. 用多道分析器测BF3正比管探测中子时的脉冲幅度谱。
原理
BF3正比管内充的是三氟化硼气体，它是用核反应方法探测中子的。用BF3气体探测
慢中子所依据的核反应方程式如下：
MeVLiMeVLiMeVLiBn478.0
310.2
792.2
*7
3
2*7317310510
（1）
10B(n,α)7Li反应是放热反应，忽略入射中子的能量，反应后的反应能变成了α粒子和7
Li核
的动能，BF3正比管就是通过探测10B(n,α)7Li反应生成的α粒子和7Li反冲核间接地探测中
子的。
10B(n,α)7
Li反应对热中子的反应截面比较大（3840±11巴），而且中子能量小于30keV
时，它的反应截面符合“速度反比律”。如图1所示。
BF3正比管是坪宽较长的慢中子探测器，它的特点是探测灵敏度高，抗γ干扰能力比
较强。由于快中子可以被含氢物质（例如石蜡等）慢化，所以带有慢化装置的BF3计数管，
也能用来探测快中子。根据这个原理制成的一种快中子探测器叫“长中子管”，它的特点是
在很宽的中子能量范围里对快中子响应有几乎不变的灵敏度，工作稳定可靠。目前，BF3正
比管在慢中子探测和快中子通量测量与监测等方面仍有广泛的应用。
1．BF3正比管的探测效率
BF3正比管记录α粒子和7Li核的效率可以认为是100%。中子探测效率主要决定于
10B(n,α)7Li反应发生的几率。BF3正比管探测中子的效率定义为：和10
B发生反应的中子数
与入射到管子灵敏体积内的中子数之比。假定在计数管灵敏体积内种子通量Ф是均匀的，
计数管的有效体积是lrV2，r和l分别是管子的半径和有效长度。根据定义，垂直入射
到剖面面积为S(S=2rl)的计数管上的中子的探测效率为：
nrrlnlrSnV222
（2）
式中n是单位体积中10B的原子数，σ是10B反应截面。这里的n可以由管内所充气体压力
并根据20℃一个大气压下一克分子BF3气体（分子数为6.022×1023个）占有22400cm3体积
计算得到，这时对热中子的探测效率可以写为：
apr41013.2
（3）
式中，a是10B的同位素丰度，p是BF3气体压力（以mmHg为单位）。
2. BF3 正比管探测中子的脉冲幅度谱
BF3正比管探测中子时测得的脉冲幅度谱是α粒子和7Li核的能谱，而不是中子能谱。
BF3正比管的脉冲幅度谱中反应产物全能
峰的分辨率是判断管子质量的重要指标，
通常以谱中相应于能量为2.31MeV峰的
半宽度来表示。（理想的BF3正比管输出的
脉冲幅度谱形如图2所示）。
如果不考虑电子学仪器等外部因素、
制造工艺及气体纯度方面的问题，影响
BF3正比管脉冲幅度谱形状的主要因素是
管子的“壁效应”（如图3所示）。
比较图2和图3，我们发现，图3
中2.31MeV的反应产物全能峰左边有两
个连续的“台阶”，台阶的起点分别为
0.84MeV和1.47MeV。这两个台阶就
是由管子的“壁效应”引起的。当入
射中子能量很低时，按反应动力学的
原理，反应生成的α粒子和7Li核应在
一直线上并反向运动，但在离管壁很
近的地方产生的α粒子（1.47MeV）
和7Li核（0.84MeV）没有把全部能量
都耗尽在BF3气体里，而是把它们当
中的一个粒子的部分以至全部能量交
给了管壁，这就是所谓的BF3正比管
的“壁效应”。加大管子的直径，改进
管子的机械结构，可以减小“壁效应”
的影响但理论和实践都证明，BF3正比
管的“壁效应”是不能完全消除的。
γ射线等低幅度
事件
3．BF3正比管坪曲线和偏压曲线
测量BF3正比管坪曲线和偏压曲线是为了确定管子的工作点。
BF3正比管坪曲线的形状和测量方法和G-M计数管相类似，只是BF3计数管的坪曲线
随甄别阈的选取有较大变化。在我们适当选取甄别阈以后，由于γ脉冲、电子学仪器的噪声
等小幅度事件的脉冲幅度低于选定的阈值，当高压在一定范围里变化时，测量系统测得的计
数率基本不变，高压的这个变化范围就是BF3正比管的坪区。BF3正比管的坪长和坪斜是管
子性能的重要指标，经屏蔽并选取合适的甄别阈后，BF3正比管的坪斜小于1%，坪长可达
500伏以上坪斜定义为
坪斜＝1001212VVnnn（％/百伏）
式中V1,V2是管子坪区的起点和终点（单位是伏），n1n2是它们相应的计数率，而
n
=(n1+n2)/2,如果在整个坪区测几个实验点，则NnnNii1，这里N是所取实验点的个数。
通常管子的工作点选在坪区的中点。
固定高压后不断改变单道阈值时测得的积分曲线，习惯上叫做该BF3正比管的偏压曲
线。BF3正比管的偏压曲线也有平坦的部分，平坦部分越宽管子的性能越好，平坦部分的中
点就是我们要选取的阈值。BF3正比管的偏压曲线和坪曲线的形状还与测量系统有关。
如上所述，。BF3正比管的偏压和工作高压都有相当大的可变范围，单道阈值和高压在
一定范围里的漂移对计数率影响不大，所以BF3正比管用于中子通量监测是比较可靠的。
4．甄别γ射线的能力
γ射线几乎都是伴随中子存在的，抗γ干扰问题是中子探测器难点之一。BF3正比计数
管抗γ干扰能力是比较强的。γ射线在管壁上打出的快电子只把很小一部分能量消耗在管
内，形成的脉冲幅度小，用简单的幅度甄别就能把γ脉冲去掉。国产SZJ-2型正比管耐γ强
度的出厂指标是1×104维伦/秒。在更强的γ场下，γ脉冲的堆积和γ射线辐照使BF3气体
分子链断裂，γ脉冲幅度大大增加，中子脉冲幅度大大降低，n-γ就无法分辨了。
实验装置
实验仪器
高压电源 FH1016A 3kV 1台
BF3计数管 SZJ-2 1只
前置放大器 FH1048A 1台
线性放大器 FH1002A 1台
单道分析器 FH1008A 1台
定标器 FH1011A 1台
多道分析器 FH419G1 1台
脉冲示波器 SBM-10 1台
石蜡慢化装置及中子源吊装装置 1套
中子源 Am-Be源 105-106中子/4π·s 1个
实验步骤
1． 用示波器观察BF3正比管的输出脉冲波形，注意脉冲幅度随高压的变化并和无源时比较。
2． 测不同甄别阈下的坪曲线，选取管子的工作高压，画出坪曲线，计算坪长和坪斜，说明
确定高压的方法。
3． 测管子的偏压曲线，选定管子的偏压，画出偏压曲线，说明确定偏压的方法。
4． 用多道分析器测BF3正比管输出的脉冲幅度谱，描出谱形并计算分辨率。
结果分析与数据处理
思考题
1． BF3正比管工作在正比区，为什么会有坪区？
2． 试比较BF3正比管对热中子和30keV中子的探测效率，据此你能得出什么结论？
3． 试分析BF3正比管输出的脉冲幅度谱得能量分辨率和坪长、偏压之间的关系。拿到一只
管子后你能很快确定它的工作高压和偏压吗？
线性放大器 单道分析器 定 标 器
多道分析器
脉冲示波器
高压电源
前放
石蜡慢化装置
中子源